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水熊在冷冻,煮熟甚至真空环境下都能存活下来

时间:2019-10-07 14:26:32 来源:
导语:缓步动物,也被称为苔藓小猪或水熊,是一种奇怪的,微观的生物,看起来像从迪斯尼的噩梦场景:奇怪,但不是特别有威胁。这只胖乎乎的八足水生生物似乎永远在皱眉头。这是你最不可能想象
水熊在冷冻,煮熟甚至真空环境下都能存活下来

缓步动物,也被称为苔藓小猪或水熊,是一种奇怪的,微观的生物,看起来像从迪斯尼的噩梦场景:奇怪,但不是特别有威胁。这只胖乎乎的八足水生生物似乎永远在皱眉头。这是你最不可能想象到一个不可阻挡的生物体的样子。

然而,正如一项实验所显示的那样,水熊甚至可以承受空间的真空。缓步动物已经被冷冻,煮熟,暴露在极端剂量的辐射下,但仍然存活了下来。到目前为止,它们是如何做到这一点的一直是科学界的一个谜。

作为一种水生生物,科学家们在这个实验中研究了它是如何在干燥中存活下来的,或者说完全干燥的。当它感觉到即将到来的干燥期时,它会把自己的头和四肢放进外骨骼中,使自己变成一个小球。它会一直保持这种状态,不动,直到重新进入水中。

正是这种惊人的能力激起了托马斯·布思比的兴趣。他是北卡罗莱纳大学教堂山分校的研究员。布思比在接受采访时表示:“它们在干燥状态下可以保持这种状态数年,甚至数十年,当你把它们放回水中,它们会在数小时内恢复活力。”在那之后,“它们又开始四处奔跑,吃东西,繁殖起来就像什么都没发生一样。”

最初,人们认为水熊使用一种叫做海藻糖的糖来保护它的细胞免受伤害。盐水虾(海猴)和线虫通过一种叫做无水生物作用的过程,利用这种糖来防止脱水。这些生物体产生的糖分足以达到其体重的20%。

当海藻糖处于停滞状态时,它只占整个系统的2%左右。虽然用糖来保存身体听起来很奇怪,但是最近发现的水熊所经历的过程更奇怪。它把自己变成了玻璃。

在这项研究中,缓步动物被放置在一个干燥的房间里,这个房间模拟了生物在消失的池塘里遇到的情况。当水熊经历无水生物时,科学家们检查了哪些基因被激活。这些基因产生了一种特定的蛋白质,他们将其命名为缓步动物特有的内在无序蛋白质(TDPs)。

当产生TDPs的基因被阻断时,水熊就会死亡。布思比说:“如果你把这些基因放入细菌和酵母等通常不含有这些蛋白质的生物体中,它们实际上会变得更加耐旱。”

水熊在冷冻,煮熟甚至真空环境下都能存活下来

当干燥过程开始时,这些基因被激活,水熊的系统就充满了保护蛋白质。布思比说,这个过程与海藻糖保护海洋猴子的方式非常相似。这是趋同进化的一个例子,两个不相关的有机体为了生存发展出了相同的特征。

通常,蛋白质形成有序的三维氨基酸链。但是TDPs的运作方式不同,是一种随机的,有点混乱的方式。布思比博士说,“一个没有明确三维结构的蛋白质如何在细胞中真正发挥其功能,这是一个非常有趣的问题。”另一个问题,这种蛋白质是否被其他生物体所利用?

当干燥开始,TDP被激活,它参与一个过程称为玻璃化。布思比说:“这种玻璃覆盖着缓步细胞内的分子,使它们保持完整。”从那里,它进入一种停滞状态,直到它检测到水。当这种情况发生时,蛋白质被溶解到液体中,缓步动物就复活了。

这一发现可能有一些实际用途。例如,在医学领域,疫苗常常需要冷藏。但在发展中国家,疫苗并不总是可用,这使得向脆弱的农村社区提供疫苗变得困难。

布思比博士认为,我们或许可以使用TDP来制作冻干疫苗或药物,以便于储存和运输。为了理解TDP的内部工作原理,科学家们已经进行了多年的研究。

有些人认为缓步动物可能有“外星人”的DNA。

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