長成這熊樣卻擁有「不死之身」，水熊蟲的秘密被破解了

工作於美國大煙山國家公園的緩步動物研究者Diane Nelson用掃描顯微鏡拍攝了這張緩步動物的3D圖像。圖片來源：NPS/Diane Nelson

緩步動物（也稱作水熊蟲）是體長不足零點幾英寸的動物，但它們卻是地球上最長壽、最堅挺的動物。它們幾乎是不可毀滅的。它們具備對抗缺水的能力。就算它們進入乾枯狀態，被冰封於冰塊中、暴露於輻射下，並被送至真空環境中，只要有水，它們仍能夠重生。

期刊PLOS Biology中發布的新基因研究揭示了水熊蟲是如何在變干變脆後重獲新生的。相關作者現在甚至認為外星生命可能也具備這種卓越的能力。

來自愛丁堡大學進化生物學的合作作者Mark Blaxter說：「如果存活於其他星球的生命也是以水為基礎的，那麼缺水的生物體就會進化，以對抗類似缺水等的極端事件。」

他補充說明了水熊蟲經歷低濕休眠的能力（一種乾燥、休眠的狀態），「地球上的低濕休眠能力已經實現了多次進化，所以我確定它在其他星球上也有進化。」

Blaxter和他的同事採用了一個機智的方法去解開水熊蟲低濕休眠背後的科學秘密。

只有極度地預先暴露於乾燥環境下，水熊蟲才會進入乾燥狀態。科學家們重新排列並重組了水熊蟲的基因組。然後他們把水熊蟲（Hypsibius dujardini）的DNA和另一種緩步動物的DNA進行比較。

接著，研究人員觀察了一組特殊的同源基因（HOX genes），這組基因形成胚胎首尾相接的模式。動物通常都有十組不同的同源基因，但緩步動物只有五組。線蟲（蛔蟲）缺了五組相同的同源基因。

Blaxter說：「大概是因為線蟲和緩步動物有著同一個祖先吧，這個祖先也缺失了同源基因。或者說，基因缺失和兩種生物的變小有關，那麼這些『中型』的同源基因就是最容易缺失的。」

他補充道：它們的基因缺失可能單單是各自的進化引起的。為了解決剩下的問題，科學家們繼續討論緩步動物和線蟲類動物的關係是否更近，還是說它和昆蟲、蜘蛛、甲殼類等節肢動物的關係更近。

通過質疑緩步動物在低濕休眠時實現了哪些基因轉變，科學家們可以識別出多種蛋白質，這些蛋白質是為了替代緩步動物細胞中的水分流失而出現的。因此，這些蛋白質能幫助保存其微型結構，直到它們重獲水源。

Arakawa解釋說，處於活躍狀態的細胞內含約60%-80%的水分，人體細胞亦是如此。

科學家所識別出的核心蛋白質有著高度可溶性。由於表面的張力，它們溶解於緩步動物體內、依附並包圍細胞分子的水分中。它們就像是微型的保護層，防止細胞在缺水時變性。

Arakawa還提到了緩步動物還有著保護其DNA免受損害的額外基因。由於這些小型動物缺乏壓感路徑，它們的細胞在受損後通常不會死去。相反的是，科學家所識別的蛋白質會設法修復損傷，而且這些修復通常都是成功的。

有著這些能力，緩步動物就足以成為地球上最長壽的動物。誰也沒料到這些慢吞吞的小動物會有著如此強的恢復力。

Arakawa解釋說：「緩步動物是慢活族，它們算不上是侵略性強的動物。因此，它們在食物競爭中常常失敗，它們會成為多樣化生態系統中的獵物。然而，緩步動物逃到了它們的小世界——一個只有緩步動物才能存活的小世界。所以緩步動物算是因其生態競爭性的缺乏而獲得了最強的存活能力。」

Arakawa及其同事預想會有這麼的一天：酶、疫苗、人體器官、組織和細胞能在低濕休眠狀態中得以保存，而非通過液氮製冷進行保存。

Baxter說：「某些人認為緩步動物會穿越太空並把地球衍生的生命播種在其它星球上。很明顯，這樣的事情是不會發生的。因為只有個別緩步動物具備低濕休眠的能力，而緩步動物是其他更古老的動物形式衍生而來的。」

雖然緩步動物是否正在太空中飛奔值得質疑，研究人員對這驚人的動物非常著迷，他們會帶著敬畏和欽佩之情持續研究它們。

Baxter說：「我們從不畏縮不前。」

蝌蚪五線譜編譯自livescience，譯者 李二寶，轉載須授權

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