想一想,一個(gè)寂靜的深夜,你在巡視冷庫(kù)的時(shí)候,失手把自己反鎖。多日以后,人們才終于趕來(lái)打開(kāi)冷庫(kù)大門(mén),而你已經(jīng)成了冰雪中的一睡不醒的睡美人……
這樣的命運(yùn)降臨在幾只水熊蟲(chóng)身上,而且這個(gè)“多日以后”,長(zhǎng)達(dá)30多年。
然后,它們活過(guò)來(lái)了。
不死之身
俗稱(chēng)“水熊蟲(chóng)”的緩步動(dòng)物(Tardigrades)大概是地球上最神奇的生物之一。它們外表呆萌無(wú)害,活像長(zhǎng)了8條腿的小熊,但同時(shí)又身懷保命絕技,讓幾乎所有聽(tīng)說(shuō)過(guò)它事跡的人都忍不住感慨:如何才能殺死一只水熊蟲(chóng)?
水熊蟲(chóng)的掃描電鏡顯微照片。和普通的熊一樣,它們有爪子用來(lái)幫助走路。——剩下的基本上所有東西都和普通的熊不一樣。|Bob Goldstein / Vicky Madden
沒(méi)錯(cuò),一旦水熊蟲(chóng)讓自己脫水、進(jìn)入新陳代謝近乎停止的“隱生”(Cryptobiosis)狀態(tài),它就仿佛套上了怎么都死不了的主角光環(huán)。你大可以用開(kāi)水燙、用液氮凍,甚至把它們丟出外太空,水熊蟲(chóng)似乎總能找到活下來(lái)的方法。
之前,日本國(guó)立極地研究所實(shí)驗(yàn)室里的幾只水熊蟲(chóng)再次向人類(lèi)證明了自己的實(shí)力:它們熬過(guò)了零下20攝氏度的冰凍之苦,而且一熬就是30年。2016年2月,記錄這幾只傳奇“睡美熊”的研究論文發(fā)表在了《低溫生物學(xué)》(Cryobiology)期刊上[1]。
被遺忘的標(biāo)本故事得從30多年前的南極大陸說(shuō)起。1983年11月6日,日本第24次南極科考越冬隊(duì)成員采集了一批苔蘚標(biāo)本。出于某些原因,回國(guó)后這些苔蘚標(biāo)本并沒(méi)有用于研究,而是連帶著藏身其中的水熊蟲(chóng)和蟲(chóng)卵一起,被放入冰庫(kù)雪藏了起來(lái)。
這些標(biāo)本在冷庫(kù)里被人遺忘了30多年,直到2014年5月,其中一份標(biāo)本才終于得以重見(jiàn)天日。經(jīng)過(guò)解凍和浸泡操作后,研究人員在解剖鏡下用吸管將標(biāo)本里的水熊蟲(chóng)們分離了出來(lái)。身體完全舒展是水熊蟲(chóng)死亡的典型特征,但研究人員發(fā)現(xiàn),有兩只水熊蟲(chóng)竟然還沒(méi)有“死透”。于是,這倆小家伙受到了特別待遇:研究人員不光讓它們住進(jìn)盛有礦泉水和小球藻的培養(yǎng)皿,還給它們?nèi)×藘蓚€(gè)非常貼切的名字——“睡美人1號(hào)”和“睡美人2號(hào)”。另外一枚尚未孵化的卵也被單獨(dú)取出,并獲得了“睡美人3號(hào)”的稱(chēng)號(hào)。
這是果殼辦公室的兩顆小球藻……你們就意會(huì)一下,意會(huì)一下……
就這樣,3只水熊蟲(chóng)在研究人員的密切觀察下,開(kāi)始續(xù)寫(xiě)自己那被強(qiáng)行中斷了30年的“蟲(chóng)生”。
“睡美人”的重生睡美人1號(hào)在培養(yǎng)皿中過(guò)上了子孫滿(mǎn)堂的生活。第1天,它的第四對(duì)足開(kāi)始緩慢蠕動(dòng);第9天,它已經(jīng)能在瓊脂培養(yǎng)基表面爬行;第13天,它開(kāi)始吃小球藻;第23天,產(chǎn)下第一批卵;等到了第45天,頑強(qiáng)的睡美人1號(hào)已經(jīng)分5次產(chǎn)下一共19枚卵,其中有14枚成功孵化??上У氖?,在第5次產(chǎn)卵之后,由于實(shí)驗(yàn)人員的操作失誤,睡美人1號(hào)在轉(zhuǎn)移過(guò)程中脫水,未能繼續(xù)參與實(shí)驗(yàn)。
蘇醒的“睡美人1號(hào)”,原視頻來(lái)自:Megumu Tsujimoto
相比之下,睡美人2號(hào)過(guò)得有些艱辛。它在被發(fā)現(xiàn)時(shí)便被困在自己上一次蛻皮時(shí)形成的角質(zhì)外殼中,也只能觀察到3對(duì)形態(tài)正常的足。既便如此,2號(hào)也沒(méi)有放棄。在第14天,它開(kāi)始能夠搖搖晃晃地爬動(dòng),還吃下了些許藻類(lèi)。然而在這之后,它沒(méi)有繼續(xù)進(jìn)食,并在第20天死亡。身為蟲(chóng)卵的睡美人3號(hào)在加水浸泡之后的第6天順利孵化。等到第38天,它已經(jīng)分6次產(chǎn)下了共計(jì)15枚卵,7枚成功孵化,最終睡美人3號(hào)于第39天死亡。
睡美人1號(hào)和3號(hào)產(chǎn)下的后代依舊能正常繁殖,并在研究人員的培養(yǎng)之下延續(xù)了好幾代。它們似乎對(duì)自己祖輩的傳奇經(jīng)歷一無(wú)所知,看上去和普通的水熊蟲(chóng)也沒(méi)有什么兩樣。
“睡美人”的后代之一,這些后代們看起來(lái)毫無(wú)異常。肚子里的一團(tuán)綠色證明它剛吃了一頓藻類(lèi)大餐。|Megumu Tsujimoto
“沉睡”的新紀(jì)錄水熊蟲(chóng)的隱生狀態(tài)有“不死光環(huán)”,但這種無(wú)敵狀態(tài)并不能一直延續(xù)下去:代謝雖然近乎停止,但這阻擋不了氧化對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和DNA分子的破壞。在此之前,水熊蟲(chóng)在室溫下的隱生最長(zhǎng)存活紀(jì)錄是9年,曾有學(xué)者推測(cè),隱生水熊蟲(chóng)在有氧環(huán)境下的生存極限應(yīng)該在10年左右。
而這一次,三只“睡美人”撐過(guò)了30年之久。這還得感謝那個(gè)-20℃的冰柜:低溫減緩了化學(xué)反應(yīng)的速度,也使得氧化損傷被控制在一個(gè)較低的水平。不過(guò),要想修復(fù)這些損傷也不容易,三只水熊蟲(chóng)較長(zhǎng)的回復(fù)期便是一個(gè)證據(jù)。
遺忘在冰箱角落的標(biāo)本給研究者們帶來(lái)了意外的發(fā)現(xiàn),下一步,他們還將在更加可控的條件下進(jìn)一步研究水熊蟲(chóng)的復(fù)活原理。
參考文獻(xiàn)
[1]Tsujimoto, M., Imura, S., & Kanda, H. (2015). Recovery and reproduction of an Antarctic tardigrade retrieved from a moss sample frozen for over 30 years. Cryobiology. Volume 72, Issue 1, February 2016, Pages 78–81
作者:Alulull
編輯:窗敲雨、豬小苗
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