长成这熊样却拥有“不死之身”，水熊虫的秘密被破解了

黛安·尼尔森，一位在美国大烟山国家公园工作的缓步动物研究者，用扫描显微镜拍摄了缓步动物的三维图像。资料来源:国家警察局/diannelson

缓步动物(也称为水熊)是不到十分之几英寸长的动物，但它们是地球上最古老和最强壮的动物。他们几乎坚不可摧。他们有能力解决缺水问题。即使它们进入干燥状态，冻结在冰中，暴露在辐射下，并被送到真空环境中，只要有水，它们仍然可以再生。

发表在《公共科学图书馆生物学》杂志上的一项新的基因研究揭示了水栖蠕虫在变得干燥和脆弱后是如何重获生命的。相关作者现在甚至认为外星生命也可能有这种非凡的能力。

爱丁堡大学进化生物学的合著者马克·布莱克斯特说:“如果其他星球上的生命也是以水为基础的，那么缺水的生物将进化来对抗缺水等极端事件。”

他补充说，水熊昆虫经历低湿度休眠(干燥和休眠状态)的能力，“地球上的低湿度休眠能力已经进化了很多次，所以我确信它已经在其他星球上进化了。”

布莱克斯特和他的同事使用了一种聪明的方法来解开水熊虫低湿度休眠背后的科学秘密。

水栖蠕虫只有在极度预暴露于干燥环境后才会进入干燥状态。科学家重新排列和重组了水熊虫的基因组。

接下来，研究人员观察了一组特殊的同源基因，它们形成了胚胎的端到端模式。动物通常有十种不同的同源基因，但缓步动物只有五种。线虫(蛔虫)缺乏五个相同的同源基因。

布莱克斯特说:“这可能是因为线虫和缓步动物有相同的祖先，而这个祖先也缺乏同源基因。换句话说，基因缺失与两种生物的减少有关，那么这些‘中等’同源基因是最容易被删除的。”

他补充道:他们的基因缺失可能仅仅是由他们自己的进化引起的。为了解决剩余的问题，科学家们继续讨论缓步动物和线虫之间的关系是否更密切，或者是否更接近节肢动物，如昆虫、蜘蛛和甲壳类动物。

通过质疑缓步动物在低湿度休眠期间实现了什么样的基因变化，科学家们可以识别出多种蛋白质，这些蛋白质似乎可以替代缓步动物细胞中的水分流失。因此，这些蛋白质可以帮助保存它们的微结构，直到它们重新获得水分。

荒川解释说，活性细胞含有大约60%-80%的水，人类细胞也是如此。

科学家鉴定的核心蛋白质是高度可溶的。由于表面张力，它们溶解在缓步动物的水中，附着并包围细胞分子。它们充当微型保护层，防止细胞在缺水时变性。

荒川还提到缓步动物有额外的基因来保护它的DNA不受损害。因为这些小动物缺乏压力敏感通路，它们的细胞通常不会在受到损伤后死亡。相反，科学家鉴定的蛋白质会试图修复损伤，这些修复通常是成功的。

凭借这些能力，缓步动物足以成为地球上最古老的动物。没人想到这些迟钝的动物有如此强的适应力。

荒川解释说:“缓步动物是生活缓慢的动物。它们不是好斗的动物。因此，它们经常在食物竞争中失败，成为多样化生态系统的猎物。然而，缓步动物逃到了他们的小世界，一个只有缓步动物才能生存的小世界。因此，缓步动物由于缺乏生态竞争力而具有最强的生存能力

荒川和他的同事希望有一天酶、疫苗、人体器官、组织和细胞能够保存在低湿度的休眠状态，而不是用液氮冷冻保存。

巴克斯特说:“有些人认为缓步动物会穿越太空，在其他星球上种植来自地球的生命。显然，这样的事情不会发生。因为只有少数缓步动物具有低湿度休眠的能力，而缓步动物是从其他更古老的动物形式衍生而来的。”

尽管缓步动物是否在太空飞行还不确定，但研究人员对这种神奇的动物非常着迷，并将怀着敬畏和钦佩的心情继续研究它们。

巴克斯特说:“我们从不动摇。”

蝌蚪工作人员编译自livescience，译者李，转载必须授权。