科学家们在经历了30年的深度冷冻后,使微小的水熊复活

在动物奥运会上,幸存下来的可怕的东西,缓步动物会带回家的金,银,铜。这些八条腿的微型生物——也被称为“水熊”——可能是现存最顽强的动物,能够经受极端的高温、低温、压力、辐射,甚至太空真空。现在,这些水栖生物创造了新的个人最佳纪录,来自日本的低温生物学家成功地使一只冻僵了30多年的缓步动物复活(更重要的是,这些解冻的生物甚至成功地繁殖了;其中1枚产卵19枚,其中14枚孵化成功。...

在动物奥运会上,幸存下来的可怕的东西,缓步动物会带回家的金,银,铜。这些八条腿的微型生物——也被称为“水熊”——可能是现存最顽强的动物,能够经受极端的高温、低温、压力、辐射,甚至太空真空。现在,这些水栖生物创造了新的个人最佳纪录,来自日本的低温生物学家成功地使一只冻僵了30多年的缓步动物复活(更重要的是,这些解冻的生物甚至成功地繁殖了;其中1枚产卵19枚,其中14枚孵化成功。


当事情变得艰难时,迟钝的人会放慢脚步

这一次,由于一种被称为隐生作用的过程,水熊能够在较冷的环境中存活下来。这是一种极端的冬眠状态,许多微型生物利用这种状态在困难的环境中生存,比如缺水或缺乏空气的环境。在缓步动物的情况下,这种生物的新陈代谢速度减慢到低于正常速度的0.01%;它排出体内几乎所有的水分,并卷曲成“tun”状态——形成一个微小的、不可摧毁的小球。有人认为,一些缓步类物种用天然抗冻剂(甘油)或结晶糖来取代细胞中的水分,以保持其结构。以这种方式去除水是必要的,因为它常常是环境危害的媒介;例如,水在冻结时会破坏细胞。

这是一段视频,显示了休眠的缓步动物从它们的状态中苏醒过来:

以这些最近复活的缓步动物(Acutuncus antarcticus)为例,这些生物最初是在1983年11月从东南极的苔藓样本中采集的。样品存放在−20°C收集后,于去年5月解冻数日。从苔藓中收集到个别缓步动物,其中两种动物——绰号为睡美人(SB)-1和SB-2——被判定为活着(他们的身体仍然蜷缩在“tun”的状态,而其他人则在微型尸检中再次伸展开来。)然后将这些人放在培养板上,浸入水中(Volvic),在黑暗中思考问题。

正如你所料,迟发性痴呆症的发病非常非常缓慢。想象一下,睡了31年的觉,醒来的时候,你得到的不是一杯热咖啡,而是一小口水和一点海藻来咀嚼。以下是来自东京国立极地研究所(NIPR)的科学家描述SB-1的过程:

"SB-1 first showed slight movement in its 4th pair of legs on the first day after rehydration. This progressed to twisting of the body from day 5 along with movement in its 1st and 2nd pairs of legs, but the movements remained slow. After starting to attempt to lift itself on day 6, SB-1 started to slowly crawl on the agar surface of the culture well on day 9, and started to eat the algal food provided the culture plate on day 13."

经过近两周的恢复,SB-1在第21天开始发育卵子,到第45天将卵子放入5个离合器中(一些雌性缓步动物可以无性繁殖。)很不幸,SB-2没有成功。它和SB-1差不多在同一时间开始移动,但大约两周后停止进食,并在第20天死亡。同样从冷冻苔藓样本中提取的一个卵也被复活了,在第六天孵化成一个功能齐全的缓步虫,然后在八天后继续产卵。这是一个不知道如何戒掉的物种。

科学家们在经历了30年的深度冷冻后,使微小的水熊复活

其中一个复活的迟足类动物靠近0.1毫米的刻度。它体内的绿色物质是消耗的藻类(图片来源:国家极地研究所;Tsujimotoa、Satoshi Imuraa、Hiroshi Kandaa等)

“我们想解开长期生存的机制。”

参与这项研究的科学家(上周四发表在《低温生物学》杂志上)说,这将有助于理解缓步动物如何在如此极端的条件下生存。”NIPR的博士后研究员megumutsujimoto告诉《朝日新闻》,我们希望通过研究缓步动物DNA的损伤及其修复能力来揭示缓步动物长期存活的机制。

一些研究人员认为,缓步动物的生存技能实际上是借鉴了其他生物的DNA。该理论认为,当水熊进入“tun”状态时,它们的DNA会受到损伤,当它们恢复时,就会整合来自细菌、植物甚至真菌的基因。最近的一篇论文指出,多达六分之一的缓步类基因是从其他生物中借来的,但这一说法存在很大争议,另一组科学家批评最初的发现使用了受污染的样本。长短不一的是,在我们真正理解顽强的缓步动物之前,我们还有很长的路要走。

  • 发表于 2021-05-03 03:25
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  • 分类:互联网

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