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最深的马里亚纳海沟里,再施以6倍的水压也无法将它们压扁。
接近崩溃的人们只好想到用射线这个撒手锏了。
500伦琴的X射线就能杀死人类,而水熊虫在5.7万伦琴的辐射下依然完好无损。
如果有朝一日地球上爆发大规模核战,唯一的幸存者恐怕就只有水熊虫了。
心有不甘的科学家们又将它们带去了太空
实验人员直接将它们裸露在太空环境里。
可经过辐射、真空和低温的多重折磨后,一些类型的水熊虫不仅能够存活,而且可繁育后代。
这下人类可真是没辙了,不得不心悦诚服地将水熊虫作为地球上生命力最顽强的生物来顶礼膜拜。
虽然人们奈何不了水熊虫,但从一系列实验中倒也初步窥探出它们如此强大的秘密。
水熊虫具有隐生模式,一旦遭遇极端环境,它们便会迅速将身体
的含水量降至3%,生命代谢也会被放慢到几乎停止的程度,进入休眠状态。
水熊虫掌握这项本领的初衷是对抗干燥,而能够应对那些实验室里弄出来的恶劣环境纯属意外收获。
乌冬摘自《知识窗》水熊虫是DNA大盗世界上生命力最强的动物有哪些?
也许大家会想到小强蟑螂。
实际上,地球上生活着比蟑螂更为强悍的动物,那就是被称为自然界最伟大幸存者的水熊虫。
现在,它除了以强悍的生命力著称以外,科学家发现,它还是偷走其他生物DNA的大盗贼。
强悍的生命水熊虫是属于缓步动物门的一类小型动物的俗称,因为它们看起来像多腿、可爱又笨拙的小熊。
有记录的水熊虫种类大约900种,它们很小,体长一般在1毫米
左右。
它们的生活范围极广,似乎在哪儿都能找到这类动物的身影。
它们生活在每一个大陆,从你家的后院到几乎没有人类足迹的南极洲,从最深的海洋到最热的沙漠,甚至是在喜马拉雅山脉的顶部(6000米以上)。
尽管它们体型微小,却很难死掉。
它们能够承受极其恶劣的环境,不管是接近绝对零度的极端寒冷的温度(-273C)还是超过水沸腾的温度(151C)。
有研究显示,水熊虫可以在绝对干燥环境中生存1到10年之久。
2013年,欧洲宇航局曾利用无人宇宙飞船,将这种古怪又强悍的生物送入太空,进行长达10天的太空之旅。
但科学家并不是让它们待在太空舱的内部,而是直接将它们暴露在舱外,置于太空辐射和低温环境中,从而测试它们的生命力。
结果水熊虫的生命力令人震惊,其中一些竟然能在低温真空和太阳辐射双重严苛的考验下幸存下来,并且在回到地球后重新开始繁殖后代。
所以,它们是已知的唯一一种能在太空真空环境生存下来的动物。
在干燥状态或环境恶化时,水熊虫的身体会缩成圆桶形,自动脱水,静静地忍耐蛰伏(隐生现象),这个绝招能把生命代谢放慢到几乎停止的程度。
进入休眠状态时,它的身体含水量可以降到仅仅3%这样一种极端
的脱水状态
待环境好转后,身体含水量上升,水熊虫又能复生。
有记录表明,水熊虫最长隐生的寿命超过120年。
生物界的大盗研究人员想要揭示水熊虫在极端环境下的生存策略,就要研究水熊虫的基因组,因此,要对水熊虫的每一个基因都进行分类。
结果,科学家发现水熊虫具有另一个非同寻常的特点:
它们不是从自己祖先那里继承所有基因,其中将近17.5%的基因组是由外源DNA构成。
能够获得如此多的外源基因,使水熊虫成为动物界偷取DNA的头
号盗贼。
其实,我们可以想象到,正是这种奇怪的遗传物质混搭法,才使水熊虫能以更复杂的方式生长和发育。
但奇怪的是,许多基因看起来并不像是动物的基因。
科学家最初以为是样本被污染了,但经过反复、仔细的检查和实验,并重建生物祖先的特定基因序列后,科学家证实了看起来像外来基因的基因,确实不是水熊虫自己开发而来,也不是从别的动物那里偷来的,而是从非动物那里挪过来的(植物、细菌、真菌和古生菌),水熊虫体内高达六分之一的遗传物质,都是来自于这些毫不相干的植物和微生物。
那些奇怪的遗传物质大部分都源自于细菌,而且还出现在水熊虫
的遗传表达中
研究人员发现,在某些情况下,外源基因已经取代了水熊虫某些
本身的基因,而水熊虫身上没有被取代的基因,虽然还保持自己的功能,但也合并了一种或几种细菌的单个或多个遗传物质片段。
因此研究者推测,偷取别人基因这件事,并不是一次性发生的,而是在进化过程中不断持续地发生的,甚至时至今日,水熊虫依然在盗取其他生物的基因。
如何偷取?
那么,水熊虫这个大盗贼是如何将外来基因收为己有的呢?
很早之前,科学家们就已经知道,细菌和其他微生物可以水平基因转移,也就是遗传物质能够在不相关的物种之间进行交换。
但科学家最近才开始意识到,这种遗传发育的方法也可以发生在动物身上。
相比于水熊虫,其他动物的基因组包含的异物很少(人类也有外源基因,但非常有限,主要通过转座子和病毒获得)。
之前,微小的水生动物——轮虫,是具有最多外源DNA的记录保持者,为8%至9%。
而现在水熊虫后来居上了。
我们之前就提到,水熊虫有一种特殊的能力:
当遭遇极其恶劣的环境时,会慢慢失水变干,但当有适合的生存条件时,它又会苏醒。
研究人员怀疑可能正是这种能力,在盗取'
他人基因中发挥作用。
当水熊虫变干,它们的基因组会断裂。
当补充水分后,水熊虫细胞的细胞膜仍然会保持一段时间的泄漏状态,当细胞快速地修复自己受损的DNA时,可能会将外界环境中的某些DNA带到细胞中,嵌入自己的基因组中。
所以,脱水干燥、细胞膜泄漏和DNA断裂之间存在的关系,可能是水熊虫成为大盗贼的重要幕后推手。
对于水熊虫那些优越的生存技能来说,这些大量的外源基因可能起着非常重要的作用。
因为如果水熊虫们从能忍耐严苛环境的生物那里获得了DNA,那
么它们可能因此获得忍耐严苛环境的能力。
也就是说,从细菌、真菌和植物盗取来的外来基因,可能已经赋予水熊虫能在沸水、冷冻环境,甚至是宇宙真空条件下生存的能力。
关于水熊虫是如何设法凑齐这么多外源遗传物质的,进一步的研究仍在进行之中。
研究人员表示,在未来,水熊虫基因的研究可能会有助于药品、疫苗的开发,使疫苗不再需要低温保存,甚至可以当场脱水变干和复活,这对偏远的农村诊所或危机地带(战争区)来说,可以称得上是个绝对的福音。
DNA大盗水熊虫世界上生命力最强的动物有哪些?
也许大家会想到小强蟑螂。
实际上,地球上生活着比蟑螂更为强悍的动物,那就是被称为自然界最伟大幸存者的水熊虫
它除了以强悍的生命力著称以外,科学家发现,它还是偷走其他
生物dna的大盗贼。
唯一能在真空生存的动物水熊虫是属于缓步动物门的一类小型动物的俗称,因为它们看起来像多腿、可爱又笨拙的小熊而得名。
有记录的水熊虫种类大约900种,它们很小,体长一般在1毫米左右。
它们生活在每一个大陆,从你家的后院到几乎没有人类足迹的南极洲,从最深的海洋到最热的沙漠,甚至是在喜马拉雅山脉的顶部。
尽管它们体型微小,生命力却强。
它们能够承受极其恶劣的环境,不管是接近绝对零度的极端寒冷的温度(-273C)还是超过水沸腾的温度。
结果显示水熊虫的生命力令人震惊,其中一些竟然能在低温真空和太阳辐射双重严苛的考验下幸存下来,并且在回到地球后重新开始繁殖后代。
所以,它们是已知的唯一一种能在太空真空环境生存下来的动物
在干燥状态或环境恶化时,水熊虫的身体会缩成圆桶形,自动脱水,静静地忍耐蛰伏(隐生现象),这个绝招能把生命代谢放慢到几乎停止的程度。
进入休眠状态时,它们的身体含水量可以降到仅仅3%这样一种极端的脱水状态。
生物界的大盗研究人员想要揭示水熊虫在极端环境下的生存策略,就要研究水熊虫的基因组,因此,要对水熊虫的每一个基因都进行分类。
它们不是从自己祖先那里继承所有基因,因为其将近17.5%的基因组是由外源dna构成。
能够获得如此多的外源基因,使水熊虫成为动物界偷取dna的头号盗贼。
但奇怪的是,水熊虫的许多基因看起来并不像是动物的基因。
科学家最初以为是样本被污染了,但经过反复、仔细的检查和实验,并重建生物祖先的特定基因序列后,科学家证实了那些看起来像外来基因的基因,确实不是水熊虫自己开发而来,也不是从别的动物那里偷来的,而是从非动物那里挪过来的(植物、细菌、真菌和古生菌),水熊虫体内高达六分之一的遗传物质,都是来自于这些毫不相干的植物和微生物。
那些奇怪的遗传物质大部分都源自于细菌,而且还出现在水熊虫的遗传表达中。
研究人员发现,在某些情况下,外源基因已经取代了水熊虫某些本身的基因,而水熊虫身上没有被取代的基因,虽然还保持自己的功能,但也合并了一种或几种细菌的单个或多个遗传物质片段。
因此研究者推测,偷取别人基因这件事,并不是一次性发生的,而是在进化过程中持续地发生的,甚至时至今日,水熊虫依然在盗取其他生物的基因。
如何盗取?
水熊虫这个大盗贼是如何将外来基因收为己有的呢?
很早之前,科学家们就已经知道,细菌和其他微生物可以进行水平基因转移,也就是遗传物质能够在不相关的物种之间进行交换。
之前,微小的水生动物——虫,是具有最多外源dna的记录保持者,为8%至9%。
研究人员怀疑可能正是这种能力,在盗取他人基因中发挥作用。
当水熊虫变干,它们的基因组会断裂;
当补充水分后,水熊虫细胞的细胞膜仍然会保持一段时间的泄漏状态,当细胞快速地修复自己受损的dna时,可能会将外界环境中的某些dna带到细胞中,嵌入自己的基因组中。
所以,脱水干燥、细胞膜泄漏和dna断裂之间存在的关系,可能是水熊虫成为大盗贼的重要幕后推手。
因为如果水熊虫们从能忍耐严苛环境的生物那里获得了dna,那么
它们可能因此获得忍耐严苛环境的能力。
奇特的水熊虫.doc奇特的水熊虫作者:
顺顺来源:
《发明与创新(学生版)》2012年第12期在最近的科学研究活动中,欧洲科学家发现,一种名为水熊的6足缓步类节肢动物,可以同时在宇宙真空和强太阳辐射的极端恶劣环境下生存,这是人类迄今为止发现的唯一一种可以在此类条件下存活的动物。
如果是人类或者其他动物,这种极端环境会让其很快死亡。
太空中的实验在瑞典克里斯蒂安斯塔德大学生态学教授英格马琼
森的带领下,研究人员对这种生命力极强的动物进行了实验研究。
在第一次实验中,科学家们将这种被称之为水熊的动物暴露在一个开放、恶劣的真空环境中,该环境中存在各种致命的辐射,实验地点则设在低地球轨道的一艘太空船中。
结果发现,许多水熊都能够成功地存活下来。
德国科隆—波尔兹宇宙医学研究中心科学家、参加本次研究的彼得拉雷特贝格说:
我们发现,这种缓步类动物在太空环境中生活得很好,和在地面上没有多大区别。
但是遭受太空环境和太阳辐射双重考验后的样本,存活率很低。
实际上,当最终被放回水中的时候,暴露在太空环境和太阳辐射双重考验下的缓步类动物只有10%存活了下来,并且,所有的幼虫都没有孵化出来。
尽管如此,这也是人类迄今为止发现的第一种在双重暴露下,仍然有样本存活的动物。
抵御辐射的秘密欧洲科学家表示,和微生物细菌耐辐射奇球菌一样,缓步类动物肯定也有一种细胞机理可以修复辐射的伤害,或者直接抵御太阳辐射。
研究员琼森说,在遭受太阳辐射的时候,没有数据显示缓步类动物的体内在发生变化。
所以,我们不知道太阳辐射对它们的伤害有多大,它们又是怎样修复这些伤害的。
实验表明,至少有一些动物可以在严酷的太空环境下毫无障碍地存活。
在这个超级坚强动物的名单上,包括轮虫类、线虫类、可抗干燥的昆虫幼虫,还有甲壳类如盐水虾。
科学家发现,所有的这些超级动物都和缓步类动物一样,具备高度抗干燥的能力。
琼森说:
一部分缓步类动物赖以生存的地衣类植物也可以在太空环境下生存。
如果这些缓步类样本远离太阳辐射,它们可以在太空中存活几年但问题是,飞船进出大气层时会产生巨大的喷射力,这些样本也会因此受到影响。
飞船进出太空大气层产生的灼热感和一个石块进出行星大气层产生的摩擦大致相当。
星际旅行可能会花费几百万年的时间,人类目前并没有能力进行如此长期的实验。
但是,至少有一部分缓步类动物在星际旅行最开始的10天里可以完好地生存。
测验缓步类动物生存能力的真正问题是寻找一个合适的环境。
琼森说:
只要找到一个比太空温和一些的环境,缓步类动物就可能繁殖、生存。
不死身水熊虫能够耐受住比人类强数千倍的辐射量,也可以忍耐严重缺水和高浓度的盐分。
就算将地球破坏殆尽,它还是可以借由将新陈代谢调至最慢而存活到地球自我净化之后再醒来。
水熊虫之所以能够在各种极端条件下生存,与它们身体可自动进行脱水有很大关系。
科学家们发现,水熊虫在自行脱水后,身体体积可比正常情况下缩小一半,同时,它的八条腿也会收缩,从而进入一种静止的蛰伏状态。
在这种状态下,水熊虫可应对各种极端条件。
因为水熊虫本身有隐生现象——冬眠,不管处在什么恶劣环境下都能立刻进入冬眠,只要加一点水就能立刻复活,生命力比病毒还强,所以被称为不死身生物。
缓步类动物的体形很小,在显微镜下才可以看到,幼虫的身体只
有0.5毫米长,成熟后也只有1.5毫米。
它们分布在地衣类、苔藓类植物中,土壤和深海中也有它们的身影。
能在极端条件下生存的水熊虫水熊虫其实只有1.4毫米长,有900种已知的种类。
它们大多数以吸食苔藓、地衣及藻类的汁液为生,少数水熊虫是
肉食动物,会捕食其他的同类。
别看水熊虫长得很小,它们却能够在极其困难的条件下存活。
假死之谜当一个常见的细胞被干燥处理后,细胞膜会裂开,蛋白质会释放出来并聚集在一起,从而失去功能,随着变干的时间增长,
DNA也开始断裂成碎片。
但是,水熊虫在失去水分的时候,会缩回自己的头部和八只足,
随后进入一种深度的假死状态,新陈代谢降到正常水平的0.01%。
它们可以保持这种状态数十年,当接触到水的时候,它们才会复
活。
在开始变干时,水熊虫好像产出了许多抗氧化剂。
这些化学物质类似于维生素C和维生素E,它们帮助吸收掉水熊虫
细胞中的有害化学物质。
经受高温与低温的考验冰与火的考验,对水熊虫都不成问题。
1842年,一名法国科学家展示了一只在深眠状态下的水熊虫,它
在被加热到125C并保持了几分钟后最终得以复活。
20世纪20年代,另一名研究者也重演了这一幕。
这一次水温加到151C。
在抗低温实验中,水熊虫仍然是佼佼者。
研究者把虫子浸入-200C的液态气体中长达21个月、-253C的液氮中26小时、以及在-272C的液态氦气中8小时,后来这些虫子接触到水后立马就活了过来。
一些动物,包括一些鱼类,能够产生抗结冰的蛋白质,以确保不被冻成冰块。
但是这类蛋白质并没有在水熊虫体内找到。
水熊虫可以忍受细胞内的结冰,它们既可以保护自己不受冰晶的伤害,也能够修复这种伤害。
经受高压和辐射的折磨日本神奈川大学的学者发现,水熊虫能够应对极高的压力,而其他大多数动物在相同情况下则会被压成肉饼。
2007年,数以千计的水熊虫被装入卫星并发射进太空。
在卫星被收回地球后,科学家检查了它们,发现经历电离辐射后很多也都活了下来。
一些雌性虫子甚至还在太空中产了卵,那新出生的虫子也很健康。
水熊虫的神奇之谜极热,极寒,辐射和高压,所有这些恶劣条件有一个共性:
破坏DNA和水熊虫的细胞结构。
寒与热均可导致蛋白质的分解、粘连并停止工作;
辐射会撕裂DNA和其他重要的生命分子;
高压则会硬化包裹细胞的脂肪质细胞膜。
举例来讲,把虫子变干燥和用辐射照射都会破坏水熊虫的DNA。
水熊虫用相似的方法就可以应对这两种条件,通过制造抗氧化剂保护并修复被损伤的DNA。
此外,如果水熊虫保持在脱水深眠状态较长时间,它的DNA就会被破坏掉,但是在苏醒后,它又能够快速修复损伤。
水熊虫已经在地球上生活了5亿个年头,神奇的生存本领让它们遍布整个星球。
经受太空考验的水熊虫到目前为止,你知道通过真正太空考验的动物是什么吗?
它就是照片中的那个憨憨厚厚、酷似北极熊的水熊虫,它属于缓步类动物门,是一种无脊椎动物。
照片中的那个水熊虫似乎很大,其实它们非常小,大部分不超过1毫米,最大的也只有1.4毫米,最小品种的水熊虫在初生时只有50微米。
人们必须在显微镜下才能看清它们的结构。
有记录的水熊虫大约有750余种,分布广泛,可能在你家后院的泥土就可以找到它们。
它们主要生活在淡水的沉渣、潮湿土壤以及苔藓植物的水膜中,少数种类的水熊虫也可生活在海水的潮间带、深海、高山和南极。
缓步动物的最大特点是能够在恶劣环境下停止所有新陈代谢,进入脱水状态,假死休眠。
科学家们发现,面对干燥时,它们可以自动地脱去体内99%的水
分,把代谢率降到正常水平的0.01%。
由于脱水,水熊虫能够应付各种极端的生活环境。
它们可以承受150C的高温、零下271C的低温、600兆帕的高压(相当于最深的马里亚纳海沟的水压的6倍)、5.7万伦琴的x射线辐射,也能忍耐严重缺水和高浓度的盐分,因此它们被认为是生命力最强的动物。
故科学家们乐此不疲地关注着这类动物,因为它们成为太空实验的最佳动物。
为了研究动物是否可以生存在太空的恶劣环境下,科学家们精心地挑选着可以参加太空实验的动物。
科学家认为,如果地球上有动物能够在太空恶劣环境下生存,缓步类动物应当是首选。
为了试验缓步类动物的太空生存能力,他们将水熊虫和它们的卵放在欧洲航天局2007年9月发射的光子一3无人太空实验舱上,暴露在开放的太空环境(真空、太阳紫外线、宇宙射线辐射)下。
在实验中,他们将水熊虫分为两组,一组样本不受到太阳辐射,研究真空对它们的影响;
另一组受真空和太阳辐射的双重作用。
这些水熊虫在太空10天后返回地面,科研人员对它们的状态进行了检测。
结果是第一组的水熊虫在太空环境中都生活得很好,与在地面上没有多大区别,说明这些水熊虫可以抵御太空的真空和低温环境。
但是,另一组中,真空和太阳辐射的双重作用,对这些水熊虫却是致命的打击,所有的幼虫都没有孵化出来。
最后,幸运的是这一组有3只小斑水熊虫经受住了生死考验,活生生地回到地球,它们同对照样本一样,可排卵,并可脱壳成活,成为活着的动物航天英雄。
对于一些水熊虫为什么能够耐受太空辐射,科学家推测可能与微生物细菌耐辐射一样,它们有一种可以修复辐射伤害的细胞机理,或者可以直接抵御太阳辐射。
尽管通过这次实验,只有3只水熊虫在真正的太空中活下来,可是它的意义却十分重大,对于水熊虫来说,这可能只是一小步,但对动物而言则是一个巨大的飞跃,这是人类迄今为止发现的第一种在双重暴露下,仍然能存活的动物。
科学家可以通过这个实验,来了解地球生物能否适应星际旅行。
最坚强的动物——水熊虫{?
K-i冰熊虫文图/先碧杨水熊虫的惊险太空之旅2007一够忍受如此极端的考验所有大黄水熊虫都未能通过测试全。
,年9月一,批水熊虫搭载欧洲航天局发射的光子牺牲在茫茫太空之中,。
而另外一种小斑水熊虫则有一部分经H3无人飞船进入太空接受严峻的生存考验,,。
光子一H3飞住了生死考验活生生地回到地球成为了航天英雄,,受到船在距离地球表面258km的高空绕地运行它的主要任务就是究人员的热烈欢迎。
搭载一些生物进行太空实验,。
研究人员希望用。
一些容易生存的物种来测定太空中严酷环境下的生物反应在能够立即让人类和其他绝大多数生命体丧命的太空环境中一水熊虫的超强耐力依然是谜,水熊虫虽然停止了紫外线含有能够对活组织造成重大损伤的高能光粒子伤和皮
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