因为生命力超强,能在冷冻、水煮、风干的状态下存活,甚至能在真空(vacuum)中或者放射性射线(Radioactive ray)下存活。
水熊是地球上已知生命力最强的生物,可以在没有防护措施的条件下在外太空生存,在喜马拉雅山脉(Himalaya mountains)(6000m 以上,曾在5546米处发现过)、温泉、南极和深海(4000m 以下)都能生存。
作为世界上生命力最强的生物之一,水熊虫可以追溯到5亿年前的寒武纪,经过漫长的进化,水熊虫体型变得极小,拥有八条圆乎乎的胖腿,周身覆盖一层水膜,在显微镜下可以看到它们憨态可掬地爬动前行。水熊虫虽小,但从巍峨高山到无尽深海,从汩汩热泉到南极冰层,处处都有它们的身影,甚至真空状态下,它们还能正常产卵。
扩展资料:
水熊虫生存能力:
1、低温隐生
低温就会引起低温隐生(Low temperature latent)。缓步动物能先被冷冻再经解冻而复苏,而且不会对身体造成损坏。1975年Crowe将活动状态的Macrobiotus areolatus放到2毫升-20°C的水中。所有实验动物立刻进入小桶状态。
在4°C的水中解冻只需要一分钟。80%的动物成功苏醒。神父拉门曾把水熊虫在-200°C的液态空气里泡了20个月,在-253°C的液态氮里泡了26小时,-272°C的液态氦泡8小时。结果,在之后,水熊虫们像什么都没发生似的,“复活”了。
一些极地鱼类物种会分泌防冻蛋白,自己体内不结冰。但水熊虫似乎允许体内结冰,或它能够自我修复。
2、低湿隐生
这是最常见的隐生形式,当陆生的缓步动物生活环境开始缺水时即会发生。但当它们再次接触到水的时候,它们能在很短时间之内重新活动。包括陆生缓步动物在内,只有它们身处水中才能存活。如果周边液体被稀释甚至低于体液浓度时,缓步动物就会蜷缩成桶状。
背侧的甲片会层叠在一起,甲片之间的弹性角质层会收缩。进入所谓的“小桶状态”(Cask Phase)(Tönnchenform)。在“小桶状态”下,它们的新陈代谢(The new supersedes the old)速度会降低到原来的0.01%。
进入“小桶状态(Keg state)”的首要原因是缺氧(hypoxia)。实验中停止通风,缓步动物会收缩。但在水中肌肉的收缩状态不能持久。所以“小桶”遇水即会重新舒展,但个体会立即进入窒息状态(Asphyxia)。
缓步动物能渡过缺水期有前提,就是该过程是缓慢进行的而且空气湿度不能太低。干燥过程太快,缓步动物就没有时间去收缩。作违背该前提的实验,可以观察到缓步动物紧压在地表,很难复苏。
3、缺氧隐生
缺氧隐生发生于缓步动物周遭液体含氧量低于一个阈值(threshold)。开始的时候缓步动物先收缩,但后来就会伸展到最大状态,同时也是窒息状态,而且它们已没有能力排出进入体内的水分。一些种类能在缺氧状态下存活五天。缺氧隐生时缓步动物的新陈代谢状态不明。
4、变渗隐生
变渗隐生(Variable percolation)还没有很好的被观察到。变渗隐生是因为环境的渗透压升高引起的。Macrobiotus bufelandi在0.4%的盐溶液中仍然能活动。在15%的盐溶液中它会在9秒之内进入小桶状态。Echiniscoides sigismundi在淡水中会窒息,但若在三天内将它重新放到海水中,它就会苏醒过来。
参考资料来源:百度百科-水熊虫
因为生命力超强,能在冷冻、水煮、风干的状态下存活,甚至能在真空(vacuum)中或者放射性射线(Radioactive ray)下存活。
水熊是地球上已知生命力最强的生物,可以在没有防护措施的条件下在外太空生存,在喜马拉雅山脉(Himalaya mountains)(6000m 以上,曾在5546米处发现过)、温泉、南极和深海(4000m 以下)都能生存。
水熊也称水熊虫(Water Bear),人送外号“小美”,这是对缓步动物门(Tardigrata)生物的俗称,有记录的约有900余种,其中许多种是世界性分布的。
水熊体型极小,最小只有50微米,而最大的则有1.4毫米,必须用显微镜才能看清,身体表层覆盖着一层水膜,该水膜用于避免身体干燥,同时可呼吸水膜中的氧气。
扩展资料:
水熊虫的形态特征:
神经系统的构成:咽上下神经节(Upper and lower ganglion),其中咽下神经节(Inferior pharyngeal ganglion)和腹部四个神经节链式(Ganglion Chain)相连。体腔中的细胞负责储存。水熊虫没有循环系统(circulatory system)和呼吸系统(respiratory system)。
缓步动物通常是雌雄异体(Male and female)。它们的性腺(gonad)是次体腔(Secondary cavity)(事实上,所有的节肢动物都是这样)的残留物,是不成对的囊状器官,或者是在肛门前向外开口,或者是向终肠开口。卵子并不需要事先受精就可以被排出体外。
参考资料来源:百度百科——水熊虫
从6000多米高的喜马拉雅山脉到4000多米深的海沟,从超过沸点的水温到冻在冰川里30年,它们能安然存活。甚至被带上太空,暴露在高剂量辐射的真空中10天,它们还能照常繁殖。
这种世界上生命力最顽强的生物门类就是缓步动物门(Tardigrade),它们更为人熟知、也更“萌”的名字是水熊虫(water bear)。
在极端干旱的情况下,水熊虫的细胞会完全脱水,但一旦接触到水,水熊虫的生命活动又会完全复苏。
在脱水状态,水熊虫细胞内的无序蛋白会给其他关键的分子,比如其他蛋白质,筑起一层玻璃状的保护壳,直到缺水状态解除。
水熊虫泛指缓步动物门下的几千种水生生物,大小从0.1毫米到1.5毫米不等,共有4对足,因为生存能力强大,几乎无处不在。
科学家们更迫切地期望找到水熊虫顽强存活的秘方。
他们推测,水熊虫中可能存在一些特殊的耐胁迫物质,比如一些特殊的蛋白质。抗旱和抗辐射能力是非常实用的“超能力”。
如果能把水熊虫的抗旱秘方转移到农作物和疫苗上,农作物就能适应更干旱的环境,疫苗则可以方便地干燥贮存、运输,免去了冷冻的成本。
而抗辐射能力更是令人遐想:在未来可能的太空旅行、火星移民计划中,太空辐射都是一道令人头疼的阻碍。如果人类向水熊虫学习到抗辐射能力,就有了在太空间旅行的资本。
从6000多米高的喜马拉雅山脉到4000多米深的海沟,从超过沸点的水温到冻在冰川里30年,它们能安然存活。“丧心病狂”的科学家们甚至把它们带上太空,暴露在高剂量辐射的真空中10天,它们还能照常繁殖。这种世界上生命力最顽强的生物门类就是缓步动物门(Tardigrade),它们更为人熟知、也更“萌”的名字是水熊虫(water bear)。
科学家们一直在试图揭秘水熊虫顽强的生存能力,尤其是水熊虫的“泡发”过程:在极端干旱的情况下,水熊虫的细胞会完全脱水,但一旦接触到水,水熊虫的生命活动又会完全复苏。美国北卡罗来纳大学(UNC)发表在最新一期《细胞分子学》(Molecular Cell)上的文章指出,一种叫做无序蛋白(disordered protein)的物质可能是解开谜团的一把钥匙。在脱水状态,水熊虫细胞内的无序蛋白会给其他关键的分子,比如其他蛋白质,筑起一层玻璃状的保护壳,直到缺水状态解除。
水熊虫泛指缓步动物门下的几千种水生生物,大小从0.1毫米到1.5毫米不等,共有4对足,因为生存能力强大,几乎无处不在。科学家在早期就已发现水熊虫的这种特性并对此展开研究。2007年9月,瑞典克里斯蒂安斯塔德大学生态学家K.IngemarJ nsson为了让水熊虫挑战更恶劣的环境,拜托欧洲航天局(ESA)把两个品种的水熊虫带入了一艘俄罗斯无人太空飞船,代号为 Tardis(Tardigrades in space,与著名科幻英剧Doctor Who中的时光机器同名)。
当太空飞船抵达近地轨道时,实验正式启动,水熊虫被分为4组。其中一组水熊被安置在了真空环境中,但不受任何辐射侵袭。另外2组被暴露在真空和一种辐射的环境中(其中一组的辐射为A紫外线,另一组为B紫外线)。最后一组被暴露在真空和两种辐射叠加的环境中。十天后几乎所有的水熊虫都“干涸”了。但他们在太空飞船中接触到一点点水后,四组水熊虫都迅速“复活”了。几天后,B紫外线组的生存率跌至10%-15%,而综合辐射组无一幸存,但这些早逝的水熊虫也在死亡前繁殖出了正常的后代。
这个实验结果让科学家们更迫切地期望找到水熊虫顽强存活的秘方。他们推测,水熊虫中可能存在一些特殊的耐胁迫物质,比如一些特殊的蛋白质。抗旱和抗辐射能力是非常实用的“超能力”。如果能把水熊虫的抗旱秘方转移到农作物和疫苗上,农作物就能适应更干旱的环境,疫苗则可以方便地干燥贮存、运输,免去了冷冻的成本。而抗辐射能力更是令人遐想:在未来可能的太空旅行、火星移民计划中,太空辐射都是一道令人头疼的阻碍。如果人类向水熊虫学习到抗辐射能力,就有了在太空间旅行的资本。
学界首先在抗辐射能力上打开了突破口。2015年,就是北卡罗来纳大学的这个团队在水熊虫体内发现了相当一部分外源基因,他们认为水熊虫之间存在高水平的基因横向转移(HGT)现象,从而让水熊虫不断吸收抵御极端环境的基因。
然而,这一结论遭到质疑,许多学者认为是该团队的实验样本受到了污染,2016年,日本东京大学的一个研究团队指出,他们并没有在水熊虫上发现基因横向转移,但发现了一种抗辐射的特殊蛋白Dsurp(damage suppressor,伤害防御机制),它能在辐射环境中对DNA和其他核心分子进行保护。研究者将这种带有特殊蛋白植入人类细胞的DNA中,并将这些修改过的细胞暴露在X射线下,实验结果是X射线诱发的DNA损伤降低了大约40%,细胞的辐射抵御能力也得到了整体提升。
这次,UNC又发现了另一种蛋白质“金钟罩”,可以在缺水时期保护水熊虫细胞。这是一类名为固有无序蛋白(IDP)的蛋白质。实验发现,当各类水熊虫开始变干燥时,他们要么开始持续生成无序蛋白,要么生成蛋白的TDP基因开始高水平表达。无序蛋白和一种名叫海藻糖的糖类合作,在干燥的细胞体内形成非晶态固体(non-crystalline amorphous solid,又称玻璃体,可看作过冷液体,如玻璃、松香、明胶等)。这个玻璃金钟罩将一些核心分子,比如其他蛋白质包裹住,防止他们变性、溶解和分解。研究人员认为无序蛋白在水熊干燥的进程中充当了一名“功能性调节者”,帮助水熊虫细胞在玻璃化状态和遇水复苏状态间切换。