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生命力极强的微观生物

根据《 PLOS》杂志的一项新研究,通常被称为“水熊”或“苔藓小猪”的缓步动物开始揭示更多有关其在人类无法承受的极端条件下生存的能力的秘密。

这些微小的矮胖动物不超过一毫米。生活在水中或地衣或苔藓等植物的水膜中的缓坡生物,在世界上最严峻的环境中均可发现,从冰山和极地到温和的赤道和海洋深处。

他们的尾巴有八只腿,末端有爪子,有大脑和中枢神经系统,嘴巴后面有类似吸盘的东西,叫做咽,可以刺穿食物。

根据牛津大学最近的一项研究,它们可能比我们长寿一百亿年。

这是因为它们在很大程度上不受小行星,超新星或伽马射线爆发等未来可能给地球和人类生命带来毁灭性影响的事物的影响。只要世界的海洋不沸腾,缓步动物就会继续生存。

但是,即使缓凝剂必须不加水,也不是牺牲。他们经历了更糟糕的生活并重获新生。不管以科学的名义询问科学家的方式是什么,缓步生物找到了一种方法。

“近年来,人类对他们一直很卑鄙:将它们缓慢而迅速地干燥,冻结它们,对其进行高压灭菌,将它们暴露于空间和宇宙射线的真空中,然后对其进行辐照,” University of University教授Mark Blaxter说。爱丁堡进化生物学研究所。“我确信有人给他们施加了极大的压力,也许甚至尝试过大量播放非常糟糕的音乐,或者是尖酸刻薄。

“当它们干燥时,它们并不是真正的活着。如果将“生命”定义为正在进行生化反应,那么干枯的柏油纲生物质就“没有生命”,因为没有水就没有生化作用。”

区别在于,缓凝剂可以被冷冻30年后复活,重生并繁殖,而人类则不能。日本科学家在2016年通过将含缓凝剂的苔藓除霜和浸泡在水中来做到这一点。

但这是一个误解,认为缓凝剂可以在更长的时间后重新出现。

布拉克斯特说:“通常人们听说有一天,植物标本室中的一些古老的苔藓被不小心浸湿了,而缓坡则爬出来了(100年后)。” “我一直在寻找这个故事的来历,很遗憾地说这似乎是一个科学神话。

“我们有一些Ramazzottius,我们每年在爱丁堡保持干dried并进行检查:我们现在已经到了第四年,而上个月,我们在半克干枯的藻类中恢复了成百上千的令人毛骨悚然的节肢动物的生命。”

缓坡剂适合的地方

布拉克斯和他的研究人员使用了新的缓坡DNA基因组,以更好地了解它们可能落在生命树上的何处。由于它们很小,所以缓动植物并没有完全留下任何化石来帮助保护它们的归属。

它们被认为与节肢动物(如昆虫和蜘蛛)关系最密切,因为缓步动物有四对腿。但它们也类似于线虫,如mat虫。这三者之间的联系是因为它们一生中会蜕皮或脱落多次。

线虫和节肢动物是相似的,因为它们缺少同一件事-其他动物需要生存的某些基因。布拉克斯特说,鼻子到尾巴的动物,包括从苍蝇到人类的所有动物,都有帮助协调其形成的HOX基因。昆虫有10种。线虫和节肢动物只有五个。

但是,即使DNA也可能具有欺骗性,只有时间和更多的研究才能证明Blaxter及其同事对线虫和缓速动物之间的关系是否正确,这就是为什么他们希望在将来进一步完善它。

研究人员对其他事物感兴趣-缓坡剂如何承受水和生活环境的损失。大多数动物的基因都可以通过带走某些细胞来帮助人体应对压力。缓行和线虫没有它们。毕竟,缓坡剂在受到胁迫时不需要失去细胞,例如变干。

相反,缓步动物会打开某些基因,以基本保留其结构直至返水的蛋白质代替其细胞中的失水。其他蛋白质似乎可以保护DNA免受破坏,就像它们可以承受辐射一样。

但是,并非所有的缓和剂都一样。它们有近一千种,它们以不同的方式适应生存。

Blaxter说:“我们发现非常有趣的是,我们的两种缓坡植物使用相似的蛋白质,但是做事却有所不同。” “ Ramazzottius能够在零通知下承受干燥。池塘缓坡Hypsibius需要警告。如果我们快速干燥它,它将无法生存,但是如果我们给予24小时警告-通过将其暴露于干燥气氛中-可以。hypsibius必须打开基因才能在干燥中生存,但是Ramazzottius已经获得了必需的蛋白质。”

它证实了托马斯·布斯比(Thomas Boothby)和他的同事从三月开始的一项研究的发现,该研究研究了需要时间变干而不是无需通知就可以干燥的缓坡物种中基因的功能。

北卡罗来纳大学生命科学研究基金会的博士后研究员布斯比说:“这些发现似乎表明,不同的缓坡物种可能使用了一些重叠的物质,但也使用了一些独特的介质和机制来抵抗压力。”

缓坡剂如何帮助我们

Blaxter多年来一直在研究节肢动物,当他在他的父母为圣诞节送给他的动物百科全书中发现“小动物”时,他就从小就着迷于节肢动物。他说,这将继续指导他的研究事业。

现在,他和其他研究人员正在研究这种动物如何回答我们有关生命的许多问题。

可能还有很长的路要走,但Blaxter认为,可使targradgrade细胞干燥存活的蛋白质可用于“无限期”以干燥状态保存细胞和细胞产物,而无需冰箱或什至不需要电源。

布拉克斯特说:“想象一下一种在美国制造的疫苗,该疫苗将用于保护儿童免受整个发展中国家儿童的致命性儿童疾病的侵害。” “目前,从这里到巴西中部,我们必须拥有一串冰箱,每个村庄诊所都有一台冰箱,所有这些冰箱每天都在工作,然后我们才能确定疫苗将带给人们他们安全可靠地需要它。

“即使那样,该疫苗也将具有保质期,我们必须保证一直保持低温。现在想象同样的疫苗,用缓速干燥蛋白包被。在室温下储存并邮寄运输,大大延长了保质期,可以随时随地使用。”

Boothby还与NASA一起领导了一个在国际空间站上生长缓坡生物的项目。

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布斯比说:“长时间暴露在太空条件下-低重力,增加辐射-有许多有害影响。” “我将研究缓凝剂如何应对长期暴露于这些压力下的情况,以及在延长的时期内和之后哪些基因被激活或失活。

“希望是因为缓凝剂可以抵抗许多基于地球的压力的有害影响,所以它们将对航天飞行也能起到同样的作用。如果我们能够了解缓凝剂在航天飞行中如何保护自己,也许我们可以运用相同或相似的技巧来进行保护执行长任务的宇航员。”

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