強過水熊蟲,只要抱成團,這些細菌能在外太空存活3年

2020-12-04 澎湃新聞

原創 見文末 果殼

歡迎收看一周科技。本周懷舊時刻：還記得25年前的Windows 95嗎？

量產微型機器人

本周發表於《自然》的一項研究介紹了一種可以四足行走的微型機器人[1]。這些小裝置只有40-70微米長，和草履蟲差不多大，通過雷射控制在表面上爬行。

顯微鏡下在雷射控制下運動的微型機器人（8倍速播放） | Marc Miskin

迷你機器人的「軀幹」部分含有光伏元件與簡單的電路，而四條「腿」則分別由微小的電化學致動器驅動。將雷射照向光伏元件，就可以為對應的電路供電，使「腿」隨之運動。雷射交替照射前後兩部分光伏元件，迷你機器人就這樣「行走」了起來。

這些迷你機器人可以進行量產——加工4英寸的矽片，就能製造出大約100萬個。目前，它們的功能還非常有限，移動速度也比現有的遊泳微型機器人慢。研究者希望未來能為它們加入更加複雜的設計，並實現醫療等方面的應用。

太空細菌

只要「抱成團」，有些頑強的細菌在外太空待上3年也能活下來。

這一結論來自一項在國際空間站進行的實驗[2]。科學家們把抗輻射奇異球菌（Deinococcus radiodurans）送上太空，在空間站外部檢驗了它們的生存能力。正如其名，這種細菌擅長修復DNA損傷，對紫外線、電離輻射、乾燥等有很好的耐性。

抗輻射奇異球菌（透射電鏡） | The Oak Ridge National Laboratory

在空間站外部，研究者放置了不同厚度的細菌團塊。三年之後，在厚度超過0.5毫米的團塊中，研究者發現了仍然存活的細菌。在這些團塊中，外層的細菌已經被紫外線破壞，但這似乎為內部的細菌提供了保護，讓內部細菌得以存活。研究者據此推斷，如果團塊的直徑超過1毫米，這些細菌有望在太空中生存8年；如果是更厚的團塊，或許能存活15～45年。

放置細菌團塊的地方 | JAXA/NASA

研究者認為，該發現為「宇宙胚種論」（panspermia hypothesis）提供了依據。該假說認為，各種微生物可能存在於全宇宙中，並靠流星、彗星等傳播。

Win95生日

1995年8月24日，微軟正式開始銷售計算機作業系統Windows 95。在本周一，Windows 95迎來了它的25周年紀念。這個具有裡程碑意義的作業系統版本很大程度增進了用戶與計算機交互的便利性，它所引入的開始菜單、任務欄等設計也一直沿用至今。

25年前的8月24日，Windows 95正式走向市場 | Microsoft

為紀念Windows 95的25歲生日，微軟本周發布了下面這段短片[3]。這些圖標、界面和開機音效，有沒有勾起你的舊日回憶？

Windows Insider Program

細胞走迷宮

英國漢普頓宮的樹籬迷宮世界聞名，而在實驗室裡，一群盤基網柄菌（Dictyostelium discoideum）細胞也在科學家的安排下打卡了這一著名景點——只不過是微縮版。

盤基網柄菌細胞挑戰迷你版漢普頓迷宮（加速版） | Luke Tweedy, Michele Zagnoni, Cancer Research UK

這段「細胞走迷宮」出自一項本周在《科學》發表的研究[4]，它展示的其實是趨化作用——細胞被特定化學物質吸引，向著濃度更高的一邊前進。研究者們設計了難度不同的「趨化迷宮」供細胞挑戰，並將實測結果與計算機模擬比較，以此了解趨化細胞如何穿過複雜的環境。

漢普頓迷宮（上）與細胞迷你版（下） | hrp.org.uk/Luke Tweedy et al.

簡單的化學梯度不足以指引細胞穿過複雜路徑，但細胞也有辦法在自己周圍製造更多「環境信息」——它們會分解局部的趨化物質，並感知由此造成的濃度梯度變化。通過這種方法，細胞可以分辨「通暢的道路」與「死胡同」——在局部趨化物質分解後，前者會有更多旁邊的物質補充過來。

小腸塗層

只要喝下一種「飲料」，就可以給小腸內壁做個「臨時塗層」——這或許會成為未來改善乳糖不耐、糖尿病等問題的方法[5]。

這種塗層的材料是「聚多巴胺」，類似於貽貝分泌出來用於黏著在巖石上的物質；其中加入了少量過氧化氫，遇到小腸中的酶之後可以發生反應，使聚多巴胺與小腸壁緊密結合。

沒有塗層（左）和有塗層（右）的豬小腸壁 | Junwei Li / MIT

研究者在這種塗層中加入不同的物質，由此實現不同的功能。例如，向塗層中加入乳糖酶，可以將豬對乳糖的消化能力提高20倍；加入某種特定類型的納米粒子，可以降低葡萄糖的攝入；加入一種叫做「吡喹酮」的驅蟲藥，則能將一日三次的服藥量減少至一日一次。如果能夠通過安全測試，這種塗層有望用於治療乳糖不耐受、糖尿病、肥胖症等多種疾病。而且，塗層在小腸內壁粘附24小時，隨後可以被自然衝掉並排出體外。

目前，這種「小腸塗層」只在實驗豬身上進行了測試，暫時沒有觀察到副作用，但其安全性仍需更多驗證。

參考文獻

[1] https://www.nature.com/articles/s41586-020-2626-9

[2] https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.02050/full

[3] https://blogs.windows.com/windows-insider/2020/08/24/looking-back-the-25th-anniversary-of-windows-95/

[4] https://science.sciencemag.org/content/369/6507/eaay9792

[5] https://stm.sciencemag.org/content/12/558/eabc0441

作者：麥麥，窗敲雨

原標題：《強過水熊蟲！只要抱成團，這些細菌能在外太空存活3年丨一周科技》

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  • 在太空中頑強生存3年的「超級細菌」
    只要團結一致「抱成團」，某些頑強的細菌在外太空待上3年也能存活下來。這一結論來自一項在國際空間站進行的實驗。科學家們把抗輻射奇異球菌送上太空，在空間站外部進行相關研究以檢驗其生存能力。三年後，在厚度超過0.5毫米的團塊中，研究者驚喜的發現了仍然存活的細菌。在這些菌落團塊中，雖然外層的細菌已經被太空輻射的紫外線殺死破壞，但這恰好可能為內部的健康細菌提供了保護，菌落內部的細菌在惡劣的太空環境中任然得以存活。存活下來的細菌在國際空間站外「生活」3年後，被帶回地球培養，又開始繼續繁殖。
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    ▲超級細菌竟能在外太空存活3年。（示意圖／取自免費圖庫Pixabay）實習記者高琳景／綜合報導日本科學家將地球上的「超級細菌」菌株附著到國際太空站外部，沒想到3年後竟發現超級細菌還活著，讓許多科學家和微生物學家震驚不已。
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    水熊蟲，被譽為地球上生命最頑強的生物。體型僅0.5mm左右、8隻腳的它可以在很多極端惡劣的環境中生存。比如從絕對零度的零下272℃，到115℃高溫；或者直接暴露在超高輻射下、泡在有毒的有機溶劑中；或在博物館的乾苔蘚樣本中休眠120年或脫水休眠10年，對它而言都不是問題。而且水熊蟲目前還是地球上唯一已知能在外太空存活的動物。
  • 科學家發現,水熊蟲又進化了可抵抗致命紫外線,它們更像地球主人
    它們分布在地球上你能想到的任何地方； 可以這麼說只要有宏觀生命的地方肯定有細菌，就算沒有宏觀生命的地方也有它們的蹤影。 就連1986年人們在羅馬尼亞東南部發現的一個與世隔絕了500萬年的洞穴中，這裡充滿有毒氣體硫化氫、二氧化碳濃度高達地球大氣的100倍，沒有任何光線和食物的地方發現了一種自養細菌； 這種細菌不僅能夠讓自己存活，它們還將二氧化碳、氨等無機物轉化為了有機物，供養著洞穴裡的其他生物。
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  • 「殺不死」的水熊蟲是何方神聖?
    水熊蟲的絕招是所謂的「隱生」（cryptobiosis），把生命代謝放慢到幾乎停止的程度。進入休眠態時，它的身體含水量可以降到僅僅3%，是名符其實的「脫水」。但是只要把水加回去，水熊蟲就能像瓷實麥克一樣復生，用它名為「口針」的特殊口器刺穿藻類等生物，吸取裡面的營養。
  • 水熊蟲:一個神奇的物種
    原來它們只是熊狀的蟲子，通常在水裡或潮溼的苔蘚上生活，由於樣子長得像熊，科學家才叫它們「水熊蟲」。水熊蟲的生命力超強，能在冷凍、水煮、風乾的狀態下存活，甚至……它還能在真空中或者放射性射線下存活。放射能：在5700格雷強度的放射線下存活良好。(1格雷放射線相當於5000臺胸透儀的放射強度，10~20格雷強度的放射線就能輕易殺死人類或者地球上大部分的動物)風乾：完全風乾十年後，泡點水馬上活過來。真空：在真空中依然能存活下來。
  • 地球上真正的不死小強,水熊蟲Water Bear!
    在喜馬拉雅山脈溫泉南極深海（4000m 以下）都能生存 是不是很厲害，當然還沒有結束。。。。。2016年1月17日，科學家們竟然成功復活了已經被冰凍30年的水熊蟲。這水熊蟲的基因有什麼特別？超氧化物歧化酶基因，以及更多拷貝的MRE11基因（用於修復DNA雙鏈斷裂）。這些基因可以幫助減輕氧化損傷、修復DNA，從而起到保護作用。
  • 超強細菌被發現，能在太空中存活3年，或能佐證外星生命遍布宇宙
    根據外媒報導，近期《微生物學前沿》期刊上發表了一篇關於耐輻射細菌的研究論文。該論文指出，來自日本東京藥科大學的研究團隊發現有一種細菌能夠在太空環境中生存長達3年的時間。它為何能夠在充滿了宇宙輻射和超低溫的環境下存活呢？ 耐輻射球菌是一種什麼樣的細菌？據了解，日本東京藥科大學的研究團隊發現的這種微生物名為「耐輻射球菌」，它們通過太空實驗發現這種細菌可以在國際空間站外面生存長達3年的時間，那麼它有何特殊能力來應對宇宙中極為嚴苛的環境呢？
  • 水熊蟲!生活在自來水中很難殺死.
    這是它在顯微鏡下的樣子， 沒錯，就是在天天我們喝的水裡！也許您經常喝它…  自來水廠都沒招弄死它… 市場上大多過濾器對都對付不了它！只有通過淨水器RO膜濾芯過濾，才能輕鬆「殺掉」細菌、病毒！為了您和孩子的健康，請選擇真正的淨水器，而不是簡單的過濾器！
  • 生命力強悍的生物;水熊蟲、螞蟻及紅杉等
    ——米歇潘大千世界，地球上有些物種生命力之強，令人震撼！a，水熊蟲。水熊體型極小，50微米（最小）-1.4毫米（最大）之間，必須用顯微鏡才能看清。水熊生命力強的另外一個原因，身體表層覆蓋著一層水膜，該水膜用於避免身體乾燥，同時又可呼吸水膜中的氧氣。迄今為止水熊是地球上已知生命力最強的生物。
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  • 就是水熊蟲
    他就是水熊蟲！它能在地球上任何惡劣環境下生存，地球已經被它徵服，然後科學家又把它送上了太空，接受絕對真空和宇宙超輻射，挑戰宇宙中的惡劣條件，最後回到地球以後還能活著，它就是水熊，又叫水熊蟲！在150攝氏度的高溫下，水熊蟲精神倍兒棒；長住在能烤熟人的微波爐無壓力；強酸強鹼無所謂，在能把人類溶化連骨頭都溶化的強酸或強鹼裡水熊照樣沒事，在相當於兩千萬臺胸透儀的輻射下，它還是活得好好的；抗輻射能力是人的N倍。
  • 水熊蟲:這傢伙變得越來越奇葩了
    讓我們先為那些不了解水熊蟲詭異之處的人提供一些背景知識——這種微小的水生物平均只長到1毫米大，而且是唯一可以在嚴酷的太空環境中生存下來的東西。「我們從沒想過一個物種的基因組中會有如此多的外源DNA，」這項研究的聯合作者，來自北卡羅來納大學教堂山分校的鮑勃·戈德斯坦說道，「我們知道許多動物都從外界獲取基因，但我們從沒想過這事兒會進展到如此地步。」
  • 水熊蟲又進化了!科學家發現新種水熊蟲,可將致命紫外線轉為良性藍光!
    但此「熊」非陸地上體型龐大的哺乳類熊科動物，而是體長不超過1毫米，只能通過顯微鏡觀察的，俗稱水熊蟲（water bear）的緩步動物。它們能適應地球上各種極端環境：抗缺水、超強抗壓、超級耐寒和耐熱、不畏輻射，也是已知唯一一種能在太空真空環境生存下來的動物，可謂是將自己的防禦屬性點到最滿。換句話說，它們能與太陽同壽，堅持到太陽毀滅的那一天。