誰是地表最強的生物?

03-18 21:23:29　來源:中國國家地理BOOK微信公眾號

▲ 看上去有點像外星生物的水熊蟲（假想圖）。圖源網絡

它可能是人類已知的在太陽系中分布最廣的生物。

你知道，月球上已經有生命了麼？ 月球上的生命，源自於地球人的一次失誤。去年4月，以色列的首個登月太空飛行器創世紀號因為計算失誤，墜落在了月球表面。這艘太空飛行器，攜帶者數千隻包裹在環氧樹脂中的水熊蟲，據該項目的贊助者稱，這些水熊蟲在月球上存活下去的機率，很大。

▲ 創世紀號登月太空飛行器。圖/The Arch Mission Foundation

 這裡沒有水、食物，也沒有空氣，周圍還有無休止的太空輻射，地球上的生命，怎麼可能活下去呢？

01 「地表最強」的特技——隱生

水熊蟲之所以被認為能夠在月球上活下去，是因為它們擁有著「地表最強」的特技——隱生：在惡劣的環境中，水熊蟲就縮成一個小桶狀，把自己身體的含水量從85%驟降至3%，新陳代謝水平僅維持在平時水平的0.01%，只為能夠活下去。

 為了研究水熊蟲的隱生能力，人類曾為它們製造了各種極端環境，以試探它的「底線」。在這些殘酷的實驗裡，水熊蟲一次次地扛了下來，這要是換做別的生物，早就撲街了。 貝克大學的生物進化研究者威廉·米勒曾在西奈沙漠的一塊巖石下發現了隱生的水熊蟲。「要知道，那裡可是25年來從未下過一滴雨！它們就這樣靜靜地等著，不吃不喝幾十年，直到水漫過了這裡，然後像浸溼的海綿一樣活過來，就像什麼都未發生。」

除了能應對乾旱，水熊蟲無論是面對高溫還是低溫，都能泰然處之。在水熊蟲中，有一些「真的猛士」，能夠忍受僅高於絕對溫度1攝氏度，即零下272攝氏度的低溫，而另一些，則在150攝氏度的高溫中存活了下來。雖然，在極限的冷與熱之中，隱生的它們也僅能堅持幾分鐘，但對地球生命來說，這已經可以算得上是超能力了。 高壓或是低壓的真空，水熊蟲也能從容應對。有的水熊蟲，可以承受6000倍的大氣壓，這相當於地球上最深的馬裡亞納海溝底部壓力的近6倍；而在2007年的一次外太空實驗中，一個歐洲研究小組將一批水熊蟲「綁」在FOTON-M3火箭外面，繞地球飛行了10天，當這批「宇航蟲」返回地球後，科學家發現有68%的個體都存活了下來。

要知道，在太空中不僅有真空低壓的考驗，還有致命的輻射。水熊蟲忍耐輻射的能力比人類強1000倍：對人類來說，5到10戈瑞（Gy）的輻射足以致命，但隱生狀態下的水熊蟲卻能忍受5000戈瑞的伽馬射線或6200戈瑞的重離子輻射。 真不知道水熊蟲都經歷過什麼，以至於讓它進化出如此彪悍的忍耐能力！ 強大的適應性，讓水熊蟲遍布全球，科學家們甚至認為它會隨風飄散，在大氣中進入隱生狀態，然後在新的環境中活過來，繁殖，壯大。

從海拔6000米的喜馬拉雅的山坡上，到深度4000米的深海海底，從南極大陸的冰層下方，到赤道的熱帶雨林，從你家後院，到牆角屋頂，水熊蟲幾乎無處不在。不過，相比起乾燥、寒冷或炙熱，它們最喜歡溼潤、溫和的環境，因為它其實是一種水生動物。池塘、湖泊和草地，才是理想的家。

另外，多虧了以色列人，月球上也有了水熊蟲的分布。這樣看來，它應該是人類已知的在太陽系中分布最廣的生物了吧？

02 水熊蟲為什麼這麼牛？

水熊蟲的操作如此逆天，以至於有人對它們的身世動起了腦子。一家叫做VICE的紀錄片公司，甚至信誓旦旦地說它們是一種起源於外星的生物——因為它們能在太空中活下來。米勒對於這些坊間傳聞嗤之以鼻：「雖然水熊蟲在太空中生存的能力是獨特的，但我們沒有理由相信它們是出於太空旅行的原因而進化出如此的本領。」

2015年，曾有遺傳學家對一種淡水水熊蟲進行了測序，他們發現水熊蟲的許多基因都來源於其它生物，於是提出了水熊蟲通過「吸星大法」獲得能力的論斷。這種神奇的結論最終被定性為一場「烏龍」，原來是他們的樣本被汙染了......事實證明，這種水熊蟲的外源基因僅佔總基因量的1.2%，這就是說，水熊蟲的能力，是自己演化出來的。

其實，水熊蟲並不是一種動物，而是由1000多個物種組成的緩步動物門的統稱。它們都長著桶形身體和四對短粗的腿，走起路來的樣子類似熊漫步時的步態，所以被稱為水熊蟲（Waterbear）。

水熊蟲非常小，最大的種體體長也就是1.2毫米，其餘大多數種都僅有0.3到0.5毫米。它們的獵物包括以線蟲、細菌、藻類、蟎蟲，甚至是小型的同類，它們管形的嘴上長有探針，可以用來刺破獵物的外壁。

對於環境的高耐受性，讓水熊蟲成為了地球上的開荒者，當水熊蟲安家落戶之後，它又可以作為食物，為後來的動物提供養料。但是，水熊蟲也有稱霸的時候，如今在南極的冰層下，因為沒有「更高等級」的捕食者，它就成為了站在食物鏈頂端的生物。

水熊蟲的化石，可以追溯到白堊紀時期，但是因為它長得過於奇特，所以直到分子進化分析技術出現之前，人們一直不能確定它的親戚是誰。經過現代分子技術的研究，水熊蟲被認為屬於泛節肢動物，和它同源的，是包含了有天鵝絨蟲和節肢動物門（甲殼類和昆蟲）的葉足動物。 科學家們發現，當水熊蟲進入隱生狀態時，它會用一種叫做海藻糖的分子填充細胞，這種物質，不僅能夠替代水分，還能「束縛」住餘下的水分，讓它們不至於在高溫或低溫的作用下迅速膨脹從而破壞細胞。

通過對水熊蟲基因組的研究，科學家們還找到了水熊蟲對抗輻射的獨門秘訣——損傷抑制蛋白，這種蛋白質從水熊蟲的胚胎時期就開始大量表達，它可以結合在DNA上，並作為「護盾」抵抗輻射損傷。當科學家讓人源細胞通過轉基因也表達了同一蛋白後，輻射後細胞的損傷較對照組減輕了40%。 當然，即便是擁有逆天能力的水熊蟲，也不能抵抗環境的驟然變化。在今年1月剛剛發布的一項研究成果中，隱生狀態下的水熊蟲，當面臨一小時內加溫到150攝氏度的實驗環境時，存活率僅為50%，當然，處於非隱生狀態下的水熊蟲的存活率更低。如果把加溫的時間延長到24小時，那大部分的水熊蟲，都能成功渡過難關。

03 我們為什麼要關注水熊蟲？

科學家們用各種極端環境來「虐待」水熊蟲，到底是為了什麼？要知道，想製造出極端的實驗環境，也不是很便宜呢。 我們研究水熊蟲，肯定不是因為好玩，更不是有什麼奇怪的癖好，而是為了要向它「取經」。

▲ 國際上還有水熊蟲研究會議，這是第12次會議的會標，LOGO中的水熊蟲非常可愛。圖/12th International Symposium on Tardigrada

水熊蟲強大的基因修復能力，或許能引領我們找到新的基因藥物，來攻克癌症，甚至是延長壽命，短期內，我們還可以用它抗輻射的能力來改良防曬霜。 水熊蟲能在太空中生存，這激發了天文學家的熱情，他們開始重新審視其它星球上存在生命的可能性。 當然，最為重要的是，水熊蟲在極端環境下隱生時，身體並不會老化。雖然大部分水熊蟲的壽命僅有3、4個月，長的也不過兩年，但通過隱生，它們可以多「活」出幾十年的時光，到了有水的環境中又恢復回來。這樣的場景，是不是有些似曾相識？沒錯，許多科幻電影中的太空休眠艙，用的不就是這個技術麼？

▲ 科幻電影中的太空休眠艙。圖/《異形》

不過，迄今為止我們對於水熊蟲隱生能力的研究，也還處於起步階段，對於它從隱生狀態復原的原理，更是知之甚少。未來，我們將從這些小傢伙身上學到更多的知識，因為這其中，或許就隱藏著你我太空漫遊、或是長生不老的鑰匙呢！

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