水熊虫的危害有多大 要怎么杀死水熊虫?

伤我心太深

　　水熊虫的危害有多大 要怎么杀死水熊虫?
　　前些时间，某些科学家脑洞大开，说是要复活水熊虫。先且不说水熊虫的危害有多大，但是水熊虫是地球最坚强生物。为什么这么说呢?科学界目前还没有找到怎么杀死水熊虫的方法。下面就来详细介绍一下吧。


　　地球最强生物“水熊虫”冷冻30年大复活


　　据ETtoday：到底地球上哪种动物的生命力最强，很多人都会认为是「小强」蟑螂，但根据最新一期的《低温生物学》杂志报导，有一种被称为「大自然最强悍生存者」的生物，比蟑螂更厉害，它叫做「水熊虫」。最近日本国立极地研究所成功解冻了水熊虫，它们可以在极端严酷的环境下依然快乐存活。





　　很多人可能没听过「水熊虫」(Tardigrades，俗名water bear)这种生物，但它们可以说是地球上最「迷人」的生物之一。根据英国《独立报》(The Independent)报导，这些水熊虫在33年前就已经被人发现，科学家们最近把冷冻的卵子和活体动物复活，其中活体动物部分在半个月后开始移动和进食，卵子则是又产出另外19个卵子，最后有14个卵子孵化成功。
　　水熊虫又被称为缓步动物，它是在1983年、科学加在南极洲的藓苔植物中发现，并将它们隔离保存在下20度的环境中。

　　从北极到南极、高山到沙漠、城市或乡村、淡水或陆地都有它的踪迹。它多半在潮湿的环境出现，但只要极少的水份就能生存，如果没有任何水份，就进入「休眠」状态，也就是「隐生现象」(cryptobiosis)，顶住极度干燥或极寒的气候。





　　「水熊虫」也是目前已知唯一可以在严酷的太空中存活的生物，2007年科学家们经实后发现，它们是第一起可以在太空真空环境中生存的生物案例。除了可在零度下、真空的环境存活之外，也不畏惧强烈太阳风暴和辐射。因此，它获得「最强不死生物」的称号。

　　几乎没有任何一种压力，可以法摧毁它们的「金刚不坏之身」。「水熊虫」的大小大部分不超过1毫米，是一种无脊椎的缓步动物(tardigrade)，有6足，因身材与熊类似，因而得名。它其实是一直陪伴着我们的「超级昆虫」之一，生活在我们家的院子里，甚至存活在我们身体里面。






　　“杀不死”的水熊虫是何方神圣?


　　(文/Matt Simon)1933年，纽约一家地下酒吧的主人和他的三个小伙伴决心踏上一条毫无新意的犯罪之路：为酒吧里最大的酒鬼麦克·马罗伊( Mike Malloy)买三份人寿保险，然后干掉他。

　　首先，他们给他灌了分量惊人的白酒，发现光靠酒精不管用，所以开始下毒。麦克毫不介意。接下来是腐烂沙丁鱼、玻璃碴和金属屑三明治。据说麦克很喜欢这一组合。然后他们把麦克丢进雪堆里、在他身上浇冷水。麦克岿然不动。然后他们开一辆出租车碾了过去，只是弄断了他的胳膊。最后他们费了九牛二虎之力终于成功了——让麦克喝得烂醉如泥，拿一根管子通到他的喉咙里，灌了他一肚子煤气。





　　扫描电镜下的水熊虫显微照片，人工色彩处理。这可能是地球上唯一一类长得像一尊大炮穿了件皱卡其布衣服的动物。图源：Eye of Science/Science

　　恐怕没几个人能比“瓷实麦克”更结实了，但比他更结实的生物倒是在我们脚下有不少——地球上最顽强的生物之一，缓步动物(tardigrade)，更常见的俗名是“水熊虫”(因为它看起来像可爱的多腿小熊)。这种微小的动物对几乎所有的东西都有抵抗力：煮，冻，辐射，丢真空——它都很难死掉。要不是它个头太小的话，恐怕消灭几个玻璃碴三明治也不在话下。
　　水熊虫的绝招是所谓的“隐生”(cryptobiosis)，把生命代谢放慢到几乎停止的程度。进入休眠态时，它的身体含水量可以降到仅仅3%，是名符其实的“脱水”。但是只要把水加回去，水熊虫就能像瓷实麦克一样复生，用它名为“口针”的特殊口器刺穿藻类等生物，吸取里面的营养。


　　“它们可能是我们所知的动物中最极端的生存专家”，北开罗莱纳大学的生物学家鲍勃·戈德斯坦( Bob Goldstein)。“人们老说什么‘杀不死的小强’，照我看，等蟑螂都死到不能再死的时候，我们还能找到脱水的水熊虫，加了水之后还能活蹦乱跳。”

　　这种脱水“冬眠”并不是只睡一个冬天，这和真的熊可不一样(水熊虫是无脊椎动物)。据我们所知，水熊虫脱水至少十年后还能照常复苏，只是可能会发现它们的衣服突然不时兴了。




水熊虫的扫描电镜显微照片。和普通的熊一样，它们有爪子用来帮助走路。剩下的基本上所有东西都和普通的熊不一样。图源：Bob Goldstein / Vicky Madden


　　瓷实麦克能在冰天雪地里谈笑风生，但水熊虫在隐生状态下所能承受的低温就简直匪夷所思了。它可以在零下272摄氏度的实验室环境里存活，这种温度下连物质的存在形态都变得奇怪了。


　　正常情况下，生物体内的原子都在疯狂地振荡，到了这种低温下这些原子几乎都静止了——可是水熊虫还能活着。更加难以置信的是，要知道水熊虫是有大脑的。的确，这是个相对简单的脑，但毕竟也是神经元组成的，而且能熬过脱水到3%和-272℃的低温而近乎毫发无伤……


　　水熊虫还能忍受六倍于最深海底的压力。甚至有一次实验把一批水熊虫暴露在真空中长达10天，最后竟然还有几只没有死掉。(顺便一说，人类在真空中最多也就能活上两三分钟吧。1965年有个NASA的倒霉哥们在真空室里不小心让他的宇航服失压了，15秒之后他就失去了意识。他醒来之后说，他昏迷前最后的记忆是舌头上的水在沸腾——我猜这感觉应该和跳跳糖差不多，只不过对你身体的害处恐怕更大。)


　　回到水熊虫。它们可以承受的辐射剂量数百倍于人类。它们对热水也没什么意见——哪怕是150摄氏度的热水。所以问题是，为什么?为什么要演化出这种存活能力，能在只有科学家实验室搞出来的低温和高压里生存呢?在人类诞生之前，地球上根本就没有出现过这种环境啊!

　　水熊虫甚至没有生活在那些极端环境里，比如某些细菌喜欢的沸腾热泉。所以过去这些年来人们爱说它是“嗜极端生物”，这并不合适。它能忍受这些极端环境并不意味着它就会主动去寻找。

　　事实上，它们最喜欢的是世界各地最经典最常规的土壤、沙地和苔藓。我是说，你是愿意住在沸酸湖里的青旅呢，还是愿意在沙滩度假上喝藻类鸡尾酒呢?
　　但这不意味着水熊虫的天堂里没有麻烦。“如果你生活在土壤里，”戈德斯坦说，“脱水的威胁是无处不在的。”比方说，如果太阳晒干了土壤表面的话，一种策略是往土壤深处钻，但“如果你钻得太深，食物就不怎么多了。所以它们的生活很可能像是走钢丝，既要获得食物，又要面对晒干的危险。”



　　刚刚孵化出来的水熊虫，其DNA标记为蓝色。


　　所以，水熊虫难以置信的求生技能可能仅仅是土壤里艰难生活的自然产物，而抵抗闻所未闻的低温和高压只不过是这一脱水策略的额外福利。但另一个更让人困惑的问题是，它怎么办到的?戈德斯坦的实验室正在研究这一点，他认为水熊虫可能不仅仅是靠一个简单的绝招，而是一系列策略来忍受干燥，最终复活。

　　“有一种机制我们是知道的：有些耐干燥的动物会制造一种名为‘海藻糖’(trehalose)的糖类，”他说，“脱水逐渐进行时，海藻糖会逐渐地‘取代’水，在本来有水的地方形成透明层，这很可能避免了很多脱水或复水时的常见伤害。”但是，水熊虫有1000种左右，并非所有种类都会合成这种糖，所以一定有某些别的诀窍。

　　讽刺的是，这些顽强的生物在实验室里养殖却很困难，但戈德斯坦的团队在别人失败处取得了成功。这项成功应该归功于英格兰的一间小棚屋，住在这里的一个普普通通的老头子掌握了水熊虫的繁育技术，把它们卖给当地学校做实验用。事实上，他的繁育如此成功，都不用外出重新取种。这些水熊虫的后裔现在在戈德斯坦的实验室里爬来爬去，完全没有意识到它们免受中学生天天折磨是有多么幸运。

　　“有些生物就是没法在实验室里养，”戈德斯坦说，“你把它们拿进来、试图模仿外面的环境，但它们就是不长。所以我们其实很幸运，人们向来为水熊虫在实验室中难以连续传代而苦恼，可是这个英国人却弄明白了。”


扫描电镜下三只尴尬地拥抱在一起的水熊虫。“说你呢，仨抱在一起算什么事儿啊，麻烦起来走两步好吗。”图源：Willow Gabriel


　　由于这项突破，戈德斯坦等人正在考虑让水熊虫成为实验室的新一代果蝇。水熊虫的小体积意味着实验室里能装一堆，而且它们繁殖快速、基因组也紧凑。何况它们比果蝇可爱多了，也不会掉进你的可乐里面。

　　托马斯·布斯比，戈德斯坦手下的一位博士后，正在研究水熊虫如何在室温下熬过脱水，并在考虑将之应用在疫苗中。毕竟，疫苗的成本里面，有一大部分来自于全程冷链运输。如果水熊虫能告诉我们如何在室温下让疫苗保持活性呢?

　　我还会建议大家利用水熊虫的力量来让人体冷冻和复苏终于成为现实，这肯定比大家预计的早很多;也许再过几年我们就可以把现在那些躺在冰柜里的人都给复活过来，告诉他们现在已经是2149年，但世界还是一团糟。看他们的失望之情肯定超好笑的。好吧，也许不太道德。但绝对是超好笑的。


　　编译自：Matt Simon.Absurd Creature of the Week: The Incredible Critter That’s Tough Enough to Survive in Space.WIRED



　　最强生命水熊虫：原来是个DNA大盗!水熊虫怎么杀死



　　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(-273℃)还是超过水沸腾的温度(151℃)。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。
　　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。