水熊蟲用螢光「盾」抵禦致命紫外線—新聞—科學網

2020-11-26 科學網

 

圖片來源:SUMA ET AL., BIOLOGY LETTERS

被稱為水熊蟲的緩步類生物,能夠在極熱、極輻射,甚至會殺死大多數動物的外層空間生存。現在,科學家發現了一種新緩步蟲,它可以忍受致命的紫外線,後者經常被用來清除難以殺死的病毒和細菌。

這一發現純屬偶然:印度科學院的研究人員在校園裡搜尋水熊蟲,然後將它們暴露在極端的環境中。他們碰巧在實驗室裡有一個殺菌紫外線燈,所以便用它來照射標本。每平方米1千焦耳的劑量,可以在5分鐘內殺死細菌和蛔蟲,而水熊蟲在被照射15分鐘後也會致命——大多數會在24小時後死亡。但當紫外線以同樣劑量照射一種奇怪的紅棕色物種時,這種神奇生物竟存活了下來。更重要的是,當研究人員將劑量增加4倍時,大約60%的紅棕色水熊蟲能活過30天。

研究人員意識到他們發現了一種新的緩步蟲,屬於Paramacrobiotus屬。該新物種是在印度班加羅爾一面混凝土牆上的苔蘚中發現的,為了弄清它們是如何存活下來的,科學家用倒置螢光顯微鏡對其進行了觀察。令他們驚訝的是,在紫外光的照射下,紅色的緩步蟲變成了藍色。研究小組在近日的《生物學快報》上報告說,可能位於緩步蟲皮膚下的螢光色素將紫外線轉化為無害的藍光。相比之下,色素較少的Paramacrobiotus屬其他物種在紫外線暴露後約20天死亡。

接下來,研究人員提取了這些螢光色素,並用它們包裹普通水熊蟲和秀麗隱杆線蟲,結果使用臨時「盾牌」的動物的存活率幾乎是不使用盾牌的兩倍。科學家說,在印度南部炎熱的夏季,作為一種耐受高劑量紫外線的手段,這些緩步蟲很可能進化出了螢光。

相關論文信息:https://doi.org/10.1098/rsbl.2020.0391

 

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    究其原因,原來是BLR水熊蟲皮膚下的一組螢光色素充當了「防護罩」,它吸收了有害的紫外線輻射,然後將其轉化為無害的藍光並釋放出來。在《生物學快報》上,埃斯瓦拉帕和他的同事敘述了這一發現的經過,他們是在研究所一個混凝土牆上的苔蘚裡發現新型水熊蟲的。在實驗中,研究人員發現,把BLR水熊蟲暴露在紫外線下照射十五分鐘以後,這種可以輕易殺死另一類名為H. exemplaris水熊蟲的輻射強度竟然沒有傷到BLR水熊蟲分毫,它們不僅存活了下來,還發出令人驚訝的藍光。
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    ,它有著自己的超級保護能力:通過使用「螢光屏障」其可以在紫外線輻射下存活。在紫外光下研究這些生物時,他們注意到裝滿Paramicrobiotus BLR的試管在發光或發出「螢光」,而H. exemplaris試管沒有。他們推斷這種現象可能是保護生物免受紫外線輻射危險影響而發生的。為了測試螢光是否跟紫外線屏蔽有關,研究人員對300條微生物進行了均質處理。這是一個很好的科學的說法,他們把300個生物混合在一個面巾紙研磨機裡再加上一些水。
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    ,水熊蟲會停止一切新陳代謝,進入「隱生狀態」。曾經有一隻經過水合後重生的水熊蟲,科學家們利用碳十四測定後發現該水熊蟲隱生了超過120年。聽起來雖然不可思議,但其實隱生狀態中的水熊蟲沒有任何抵抗物理傷害的能力。如果有其他生物將它們作為食物給吞吃下肚,或者刻意用物理手段將它們的身體碾碎,它們也是會死的。
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    它們分布範圍十分廣泛,無論是潮溼的沼澤,還是乾旱的沙漠,是陸上的淡水湖,或是深邃的海洋,都有著水熊蟲的身影。既然它們幾乎無處不在,那為什麼我們沒有看到過這種生物呢?原因就是它們的身體實在太過於微小,以至於我們用肉眼很難看到它們:多數水熊蟲只有3至5微米大小,最大的水熊蟲也只有1毫米左右!
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    水熊蟲擁有頑強的生命力,在地球上它是堪比「小強」的存在,問題在於水熊蟲很小 ,不容易被人類發現,即便人類將其抓住也沒有辦法立即殺死它們。很多人對水熊蟲存在誤解,認為水熊蟲代表的是一個單一的群體,實則水熊蟲的大家族擁有1300種以上的派系,它們在外表和環境適應能力方面都有著很大的差異。
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    它們基本上在地球上的任何地方都可以找到,去年春天,以色列的月球著陸器可能無意中將一堆扔在了月球上,在那裡他們很可能會開心地從事水熊生意。除了能對大多數生物造成致命傷害的超極端紫外線(UV)爆炸外,幾乎沒有什麼能殺死它們。大概是這樣,直到研究人員在印度班加羅爾的牆上碰到一些苔蘚上生活的紅棕色擬南芥。事實證明,這些都不在乎令人震驚的殺菌水平的紫外線。
  • 水熊蟲其實很脆弱,極端溫度和輻射殺不死它,但這種方法非常有效
    說起世界上生命力最頑強的生物,大家首先想到的就是水熊蟲。這種生物的生命力用頑強來形容已經顯得有些乏力了,我們甚至需要用無敵來形容。即使是在外太空這樣致命的環境下,水熊蟲依然可以生存下來。外太空的高強度輻射、高度真空條件,讓人類活不過兩分鐘。但是,有兩隻水熊蟲在2007年被送上太空之後,卻頑強地活了下來。
  • 水熊蟲:動物界裡的「不死之身」
    目前全世界已知種類的水熊蟲共有1250種,它們生活在世界各地的淡水中、4000米以下的深海中、土壤中、南北極冰山上、溫泉中、火山口甚至是喜馬拉雅山頂端。大多數的水熊蟲都生活在苔蘚和地衣中,據推算每平方米的苔蘚中大約有250萬個水熊蟲存在。
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    或許是俗稱水熊蟲的緩步動物門生物。水熊蟲的生命力之頑強,讓其可以生存在任何極端條件中。它們可在能在151℃高溫、低溫-272.8℃ 、缺水、超強輻射下都能進入休眠狀態不死,可不吃不喝30年以上,也是目前地球上唯一已知能在外太空存活的動物。