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日本科学家成功复活冰冻30年缓步动物水熊虫
发布时间:2017-01-15 14:50:58 作者:

  一则“日本科学家成功复活冰冻30年缓步动物水熊虫”的报道,让缓步动物重新走进了广大科学研究者和爱好者的视野。据英国《独立报》2016年1月17日报道,日本国家极地研究所的科学家们成功复活了冰冻30年的缓步动物(俗称“水熊虫”)。这些缓步动物是1983年在南极洲的苔藓植物中发现的,之后它们一直被隔离并保存在零下20℃的环境下,日本科学家的这次研究第一次成功将冰冻了30年的缓步动物复活,这项研究发表在近期出版的《低温生物学》杂志上。该报道还宣称,科学家们成功地将一个卵子和一个活体动物复活。两星期后,这个活体动物开始移动并吃食。这个卵子又产了另外19个卵子,其中孵化成功的有14个卵子。研究者称,这些孵化出的新生幼仔并无缺陷和异常。

  据悉,这种被称作“水熊虫”的缓步动物是动物界的一个门,是体积很小的一类小型动物,主要生活在淡水的沉渣、潮湿土壤以及苔藓植物的水膜中,少数种类生活在海水的潮间带。缓步动物门有记录的大约有750余种,其中许多种是世界性分布的。在喜马拉雅山脉(6000m以上)或深海(4000m以下)都可以找到它们的踪影。

  缓步动物是多细胞动物,非常细小,大部分不超过1毫米,最小的Echiniscus parvulus初生的时候只有50微米。而最大的Macrobiotus bufelandi则只达1.4毫米。通体透明,无色,黄色,棕色,深红色或绿色。它们的颜色主要是食物赋予的。

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  缓步动物在1773年因具有在慢慢失水的环境中“复活”的能力首次被发现,之后这种能力被一次次证实而引起更多人的关注。这种可以在恶劣环境中停止新陈代谢,而在合适的环境中恢复生命活动的现象被称为隐生(Cryptobiosis)。缓步动物门具有四种隐生性,即低湿隐生(Anhydrobiosis)、低温隐生(Cryobiosis)、变渗隐生(Osmobiosis)及缺氧隐生(Anoxybiosis),因此缓步动物也被认为是生命力最强的动物。在隐生的情况下,一般可以在高温(151°C)、绝对零度(-272.8°C)、高辐射、真空或高压的环境下生存数分钟至数日不等。曾经有缓步动物隐生超过120年的记录。

  低湿隐生:

  是最常见的隐生形式,当陆生的缓步动物生活环境开始缺水是即会发生。但当它们再次接触到水的时候,它们能在很短时间之内重新活动。包括陆生缓步动物在内,只有它们身处水中才能存活。若周边液体被稀释甚至低于体液浓度时,缓步动物就会蜷缩成桶状。背侧的甲片会层叠在一起,甲片之间的弹性角质层会收缩。进入所谓的“小桶状态”。

进入“小桶状态”的首要原因是缺氧。实验中停止通风,缓步动物会收缩。但在水中肌肉的收缩状态不能持久。所以“小桶”遇水即会重新舒展,但个体会立即进入窒息状态。缓步动物能渡过缺水期有前提,就是该过程是缓慢进行的而且空气湿度不能太低。干燥过程太快,缓步动物就没有时间去收缩。进行违背该前提的实验,可以观察到缓步动物紧压在地表,很难复苏。

  缺氧隐生:

  缺氧隐生发生于缓步动物周遭液体含氧量低于一个阈值。开始的时候缓步动物先收缩,但后来就会伸展到最大状态,同时也是窒息状态,而且它们已没有能力排出进入体内的水分。一些种类能在缺氧状态下存活五天。

  低温隐生:

  低温就会引起低温隐生。缓步动物能先被冷冻再经解冻而复苏,而且不会对身体造成损坏。1975年Crowe将活动状态的Macrobiotus areolatus放到2毫升-20°C的水中。所有实验动物立刻进入小桶状态。在4°C的水中解冻只需要一分钟。80%的动物成功苏醒。

变渗隐生:变渗隐生是因为环境的渗透压升高引起的。Macrobiotus bufelandi在0.4%的盐溶液中仍然能活动,在15%的盐溶液中它会在9秒之内进入小桶状态。Echiniscoides sigismundi在淡水中会窒息,但若在三天内将它重新放到海水中,它就会苏醒过来。


  胞囊:

  在苔藓和干草间生活的,特别是淡水生的缓步动物能够通过胞囊的形式渡过困难时期,但胞囊通常并不认为是隐生的一种。在这种状态下缓步动物会缩小成只有原来20%到50%的体积,降低新陈代谢甚至分解部分器官。该过程伴随有三次连续的蜕皮,结束的时候,动物就会被多层角质层外壳所包绕。在这种状态下缓步动物能存活一年。当环境改变回来,该个体能在6到48小时内脱壳而出。胞囊的形成只会在水中发生。它远不如小桶状态那样具抵抗能力,而且其水分含量也决定了其不具有抗高温能力。