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科學家終於弄明白為什麼水熊幾乎是堅不可摧的

緩步動物,也被稱為苔蘚小豬或水熊,是一種奇怪的,微觀的生物,看起來像從迪斯尼的噩夢場景:奇怪,但不是特別有威脅。這隻胖乎乎的八足水生生物似乎永遠在皺眉頭。這是你最不可能想像到一個不可阻擋的生物體的樣子。

然而,正如一項實驗所顯示的那樣,水熊甚至可以承受空間的真空。緩步動物已經被冷凍,煮熟,暴露在極端劑量的輻射下,但仍然存活了下來。到目前為止,它們是如何做到這一點的一直是科學界的一個謎。

作為一種水生生物,科學家們在這個實驗中研究了它是如何在乾燥中存活下來的,或者說完全乾燥的。當它感覺到即將到來的乾燥期時,它會把自己的頭和四肢放進外骨骼中,使自己變成一個小球。它會一直保持這種狀態,不動,直到重新進入水中。

正是這種驚人的能力激起了托馬斯·布思比的興趣。他是北卡羅萊納大學教堂山分校的研究員。布思比在接受採訪時表示:「它們在乾燥狀態下可以保持這種狀態數年,甚至數十年,當你把它們放回水中,它們會在數小時內恢復活力。」在那之後,「它們又開始四處奔跑,吃東西,繁殖起來就像什麼都沒發生一樣。」

最初,人們認為水熊使用一種叫做海藻糖的糖來保護它的細胞免受傷害。鹽水蝦(海猴)和線蟲通過一種叫做無水生物作用的過程,利用這種糖來防止脫水。這些生物體產生的糖分足以達到其體重的20%。

當海藻糖處於停滯狀態時,它只佔整個系統的2%左右。雖然用糖來保存身體聽起來很奇怪,但是最近發現的水熊所經歷的過程更奇怪。它把自己變成了玻璃。

在這項研究中,緩步動物被放置在一個乾燥的房間里,這個房間模擬了生物在消失的池塘里遇到的情況。當水熊經歷無水生物時,科學家們檢查了哪些基因被激活。這些基因產生了一種特定的蛋白質,他們將其命名為緩步動物特有的內在無序蛋白質(TDPs)。

當產生TDPs的基因被阻斷時,水熊就會死亡。布思比說:「如果你把這些基因放入細菌和酵母等通常不含有這些蛋白質的生物體中,它們實際上會變得更加耐旱。」

當乾燥過程開始時,這些基因被激活,水熊的系統就充滿了保護蛋白質。布思比說,這個過程與海藻糖保護海洋猴子的方式非常相似。這是趨同進化的一個例子,兩個不相關的有機體為了生存發展出了相同的特徵。

通常,蛋白質形成有序的三維氨基酸鏈。但是TDPs的運作方式不同,是一種隨機的,有點混亂的方式。布思比博士說,「一個沒有明確三維結構的蛋白質如何在細胞中真正發揮其功能,這是一個非常有趣的問題。」另一個問題,這種蛋白質是否被其他生物體所利用?

當乾燥開始,TDP被激活,它參與一個過程稱為玻璃化。布思比說:「這種玻璃覆蓋著緩步細胞內的分子,使它們保持完整。」從那裡,它進入一種停滯狀態,直到它檢測到水。當這種情況發生時,蛋白質被溶解到液體中,緩步動物就復活了。

這一發現可能有一些實際用途。例如,在醫學領域,疫苗常常需要冷藏。但在發展中國家,疫苗並不總是可用,這使得向脆弱的農村社區提供疫苗變得困難。

布思比博士認為,我們或許可以使用TDP來製作凍干疫苗或藥物,以便於儲存和運輸。為了理解TDP的內部工作原理,科學家們已經進行了多年的研究。

有些人認為緩步動物可能有「外星人」的DNA。

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