為什麼水熊蟲是世界上最強大的生物

2021-03-18 23:14:35 字數 4852 閱讀 2299

1樓:匿名使用者

水熊蟲被認為是地球上最強悍的生物,它們可以忍受高溫、極寒、高壓、輻射甚至是宇宙真空。最近科學家們對其進行了基因測序,從中可以找到它們堅不可摧的祕密。

水熊蟲有著特別的續命技巧。當面臨死亡時,無論是缺少食物還是暴露在絕對零度之下,水熊蟲會把自己排幹,把頭和8條腿全部縮排去。接著它就進入了深度假死狀態,代謝速度變為正常的0.

01%,體內幾乎沒有任何水分。

這種假死狀態可以維持幾十年之久,一旦它們接觸到水,又可以重新被喚醒。(相關蛋文:水熊蟲無敵:冰凍三十年還能復生 [慎])

關鍵在於,這一過程雖然會損傷dna,但是水熊蟲根本不在乎。實際上,它們還能生生不息。

之前,南卡來羅納大學的研究者們測序了水熊蟲的基因組,發現其17.5%都是外來dna。這意味著它的一部分基因完全來自於其他物種。

大部分物種,包括人類,基因組中所含的外來dna不會超過1%,所以水熊蟲其他任何物種都擁有更多的外來dna。此前的記錄保持者是一種叫做輪蟲的微生物。(相關蛋文:

水熊蟲:擁有最多外來基因的生物[慎])

演技們發現水熊蟲擁有6000個外來基因,主要是來自細菌。有很多細菌都可能忍耐極端高壓和溫度,這也許解釋了水熊蟲的超強適應力。但是該研究並沒有回答為什麼水熊蟲在dna被摧毀殆盡之際仍然可以存活。

最新發表在《自然?通訊》上研究有望解釋這一難題。東京大學的研究者們測序了一隻水熊蟲的基因組,發現它擁有一個特殊的基因,它能編碼一種使人工培養的細胞能夠抵禦dna損傷的蛋白質。

根據《自然》雜誌的報道,這種「水熊之力」可以被轉接到人類細胞上。

這種蛋白質是水熊蟲的獨門**,可以幫助細胞耐受dna損傷。除了這種神祕蛋白質,takekazu kuieda帶領的團隊還發現了其他可以幫助抵禦極端環境的基因。

但人們依舊不清楚水熊蟲在分子級別是如何自我調節的,但是越來越多的證據證明這些小爬蟲已經進化出一套獨特的應激策略。

文:許叔/煎蛋網

摘自知道**

2樓:老

一、水熊蟲簡介:

水熊也稱水熊蟲(water bear),人稱小美,是對緩步動物門(tardigrata)生物的俗稱,有記錄的約有900餘種,其中許多種是世界性分佈的。水熊體型極小,最小隻有50微米,而最大的則有1.4毫米,必須用顯微鏡才能看清,身體表層覆蓋著一層水膜,用於避免身體乾燥,同時可呼吸水膜中的氧氣。

主要生活在淡水的沉渣、潮溼土壤以及苔蘚植物的水膜中,少數種類生活在海水的潮間帶。大部分靠尖銳的吸針吸食動植物細胞裡的汁液為生,一小部分為食肉動物(carnivore)。最大的特點是它從卵裡生出來就已成年,無童年時期,身體裡細胞的數量終生都不再改變。

水熊是地球上已知生命力最強的生物,可以在沒有防護措施的條件下在外太空生存,在喜馬拉雅山脈(himalaya mountains)(6000m 以上,曾在5546米處發現過)、溫泉、南極和深海(4000m 以下)都能生存。

1、「殺不死」的水熊蟲竟是基因「小偷」

作為世界上生命力最強的生物之一,水熊蟲可以追溯到5億年前的寒武紀,經過漫長的進化,水熊蟲體型變得極小,擁有八條圓乎乎的胖腿,周身覆蓋一層水膜,在顯微鏡下可以看到它們憨態可掬地爬動前行。水熊蟲雖小,但從巍峨高山到無盡深海,從汩汩熱泉到南極冰層,處處都有它們的身影,甚至真空狀態下,它們還能正常產卵。科學家發現水熊蟲約有6000種基因來自其他物種,佔它基因總數目的約六分之一。

他們推測,水熊蟲的神奇能力可能與外來基因有關。它們能脫水和通過吸水重獲新生,因而能夠從環境中吸收包括dna在內的各種分子,而且它們非常擅長修復dna,修補脫水造成的損傷。

2、冰凍30年水熊蟲復活

日本研究人員首次將冷凍30多年的緩步動物「水熊蟲」成功復甦,這將提高人們對隱生生物體長期存活機制及條件的理解。這些孵化出的新生幼仔很正常,無缺陷和異常狀況。

二、棲息環境及分佈

電子顯微鏡下的水熊蟲:水熊蟲在乾燥狀態或環境惡化時,身體會縮成圓桶形自動脫水靜靜地忍耐蟄伏(隱生現象),此時會展現驚人的耐力。生命力超強,能在冷凍、水煮、風乾的狀態下存活,甚至能在真空中或者放射性射線下存活。

水熊有記錄的約有900餘種,其中許多種是世界性分佈的。

三、生存能力

緩步動物門具有全部四種隱生性:1、即低溼隱生;2、低溫隱生;3、變滲隱生;4、缺氧隱生。能夠在惡劣環境下停止所有新陳代謝。

緩步動物也因此被認為是生命力最強的動物。在隱生的情況下,一般可以在高溫(151°c)、接近絕對零度(最高紀錄-272.8°c)、高輻射、真空或高壓的環境下生存數分鐘至數日不等。

曾經有緩步動物隱生超過120年的記錄。

3樓:心安青春

從6000多米高的喜馬拉雅山脈到4000多米深的海溝,從超過沸點的水溫到凍在冰川裡30年,它們能安然存活。甚至被帶上太空,暴露在高劑量輻射的真空中10天,它們還能照常繁殖。

這種世界上生命力最頑強的生物門類就是緩步動物門(tardigrade),它們更為人熟知、也更「萌」的名字是水熊蟲(water bear)。

為什麼水熊蟲會被稱為最強生物?

4樓:釗鉼

因為生命力超強,能在冷凍、水煮、風乾的狀態下存活,甚至能在真空(vacuum)中或者放射性射線(radioactive ray)下存活。

水熊是地球上已知生命力最強的生物,可以在沒有防護措施的條件下在外太空生存,在喜馬拉雅山脈(himalaya mountains)(6000m 以上,曾在5546米處發現過)、溫泉、南極和深海(4000m 以下)都能生存。

作為世界上生命力最強的生物之一,水熊蟲可以追溯到5億年前的寒武紀,經過漫長的進化,水熊蟲體型變得極小,擁有八條圓乎乎的胖腿,周身覆蓋一層水膜,在顯微鏡下可以看到它們憨態可掬地爬動前行。水熊蟲雖小,但從巍峨高山到無盡深海,從汩汩熱泉到南極冰層,處處都有它們的身影,甚至真空狀態下,它們還能正常產卵。

擴充套件資料:

水熊蟲生存能力:

1、低溫隱生

低溫就會引起低溫隱生(low temperature latent)。緩步動物能先被冷凍再經解凍而復甦,而且不會對身體造成損壞。2023年crowe將活動狀態的macrobiotus areolatus放到2毫升-20°c的水中。

所有實驗動物立刻進入小桶狀態。

在4°c的水中解凍只需要一分鐘。80%的動物成功甦醒。神父拉門曾把水熊蟲在-200°c的液態空氣裡泡了20個月,在-253°c的液態氮裡泡了26小時,-272°c的液態氦泡8小時。

結果,在之後,水熊蟲們像什麼都沒發生似的,「復活」了。

一些極地魚類物種會分泌防凍蛋白,自己體內不結冰。但水熊蟲似乎允許體內結冰,或它能夠自我修復。

2、低溼隱生

這是最常見的隱生形式,當陸生的緩步動物生活環境開始缺水時即會發生。但當它們再次接觸到水的時候,它們能在很短時間之內重新活動。包括陸生緩步動物在內,只有它們身處水中才能存活。

如果周邊液體被稀釋甚至低於體液濃度時,緩步動物就會蜷縮成桶狀。

背側的甲片會層疊在一起,甲片之間的彈性角質層會收縮。進入所謂的「小桶狀態」(cask phase)(tönnchenform)。在「小桶狀態」下,它們的新陳代謝(the new supersedes the old)速度會降低到原來的0.

01%。

進入「小桶狀態(keg state)」的首要原因是缺氧(hypoxia)。實驗中停止通風,緩步動物會收縮。但在水中肌肉的收縮狀態不能持久。

所以「小桶」遇水即會重新舒展,但個體會立即進入窒息狀態(asphyxia)。

緩步動物能渡過缺水期有前提,就是該過程是緩慢進行的而且空氣溼度不能太低。乾燥過程太快,緩步動物就沒有時間去收縮。作違背該前提的實驗,可以觀察到緩步動物緊壓在地表,很難復甦。

3、缺氧隱生

缺氧隱生髮生於緩步動物周遭液體含氧量低於一個閾值(threshold)。開始的時候緩步動物先收縮,但後來就會伸展到最大狀態,同時也是窒息狀態,而且它們已沒有能力排出進入體內的水分。一些種類能在缺氧狀態下存活五天。

缺氧隱生時緩步動物的新陳代謝狀態不明。

4、變滲隱生

變滲隱生(variable percolation)還沒有很好的被觀察到。變滲隱生是因為環境的滲透壓升高引起的。macrobiotus bufelandi在0.

4%的鹽溶液中仍然能活動。在15%的鹽溶液中它會在9秒之內進入小桶狀態。echiniscoides sigi**undi在淡水中會窒息,但若在三天內將它重新放到海水中,它就會甦醒過來。

5樓:小小一個小明

從6000多米高的喜馬拉雅山脈到4000多米深的海溝,從超過沸點的水溫到凍在冰川裡30年,它們能安然存活。甚至被帶上太空,暴露在高劑量輻射的真空中10天,它們還能照常繁殖。

這種世界上生命力最頑強的生物門類就是緩步動物門(tardigrade),它們更為人熟知、也更「萌」的名字是水熊蟲(water bear)。

在極端乾旱的情況下,水熊蟲的細胞會完全脫水,但一旦接觸到水,水熊蟲的生命活動又會完全復甦。

在脫水狀態,水熊蟲細胞內的無序蛋白會給其他關鍵的分子,比如其他蛋白質,築起一層玻璃狀的保護殼,直到缺水狀態解除。

水熊蟲泛指緩步動物門下的幾千種水生生物,大小從0.1毫米到1.5毫米不等,共有4對足,因為生存能力強大,幾乎無處不在。

科學家們更迫切地期望找到水熊蟲頑強存活的祕方。

他們推測,水熊蟲中可能存在一些特殊的耐脅迫物質,比如一些特殊的蛋白質。抗旱和抗輻射能力是非常實用的「超能力」。

如果能把水熊蟲的抗旱祕方轉移到農作物和疫苗上,農作物就能適應更乾旱的環境,疫苗則可以方便地乾燥貯存、運輸,免去了冷凍的成本。

而抗輻射能力更是令人遐想:在未來可能的太空旅行、火星移民計劃中,太空輻射都是一道令人頭疼的阻礙。如果人類向水熊蟲學習到抗輻射能力,就有了在太空間旅行的資本。

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