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水熊虫“睡美人”:冰箱沉睡30年后依然苏醒

俗称“水熊虫”的缓步动物(Tardigrades)大概是地球上最神奇的生物之一。它们外表呆萌无害,活像长了8条腿的小熊,但同时又身怀保命绝技,让几乎所有听说过它事迹的人都忍不住感慨:如何才能杀死一只水熊虫?

没错,一旦水熊虫让自己脱水、进入新陈代谢近乎停止的“隐生”(Cryptobiosis)状态,它就仿佛套上了怎么都死不了的主角光环。你大可以用开水烫、用液氮冻,甚至把它们丢出外太空,水熊虫似乎总能找到活下来的方法。(更多阅读:“杀不死”的水熊虫是何方神圣?

最近,日本国立极地研究所实验室里的几只水熊虫再次向人类证明了自己的实力:它们熬过了零下20摄氏度的冰冻之苦,而且一熬就是30年。今年2月,记录这几只传奇“睡美熊”的研究论文发表在了《低温生物学》(Cryobiology)期刊上[1]

被遗忘的标本

故事得从30多年前的南极大陆说起。1983年11月6日,日本第24次南极科考越冬队成员采集了一批苔藓标本。出于某些原因,回国后这些苔藓标本并没有用于研究,而是连带着藏身其中的水熊虫和虫卵一起,被放入冰库雪藏了起来。

这些标本在冷库里被人遗忘了30多年,直到2014年5月,其中一份标本才终于得以重见天日。经过解冻和浸泡操作后,研究人员在解剖镜下用吸管将标本里的水熊虫们分离了出来。身体完全舒展是水熊虫死亡的典型特征,但研究人员发现,有两只水熊虫竟然还没有“死透”。于是,这俩小家伙受到了特别待遇:研究人员不光让它们住进盛有矿泉水和小球藻的培养皿,还给它们取了两个非常贴切的名字——“睡美人1号”和“睡美人2号”。另外一枚尚未孵化的卵也被单独取出,并获得了“睡美人3号”的称号。

就这样,3只水熊虫在研究人员的密切观察下,开始续写自己那被强行中断了30年的“虫生”。

“睡美人”的重生

睡美人1号在培养皿中过上了子孙满堂的生活。第1天,它的第四对足开始缓慢蠕动;第9天,它已经能在琼脂培养基表面爬行;第13天,它开始吃小球藻;第23天,产下第一批卵;等到了第45天,顽强的睡美人1号已经分5次产下一共19枚卵,其中有14枚成功孵化。可惜的是,在第5次产卵之后,由于实验人员的操作失误,睡美人1号在转移过程中脱水,未能继续参与实验。

苏醒的“睡美人1号”,原视频来自:Megumu Tsujimoto

相比之下,睡美人2号过得有些艰辛。它在被发现时便被困在自己上一次蜕皮时形成的角质外壳中,也只能观察到3对形态正常的足。既便如此,2号也没有放弃。在第14天,它开始能够摇摇晃晃地爬动,还吃下了些许藻类。然而在这之后,它没有继续进食,并在第20天死亡。身为虫卵的睡美人3号在加水浸泡之后的第6天顺利孵化。等到第38天,它已经分6次产下了共计15枚卵,7枚成功孵化,最终睡美人3号于第39天死亡。

睡美人1号和3号产下的后代依旧能正常繁殖,并在研究人员的培养之下延续了好几代。它们似乎对自己祖辈的传奇经历一无所知,看上去和普通的水熊虫也没有什么两样。

“睡美人”的后代之一,这些后代们看起来毫无异常。肚子里的一团绿色证明它刚吃了一顿藻类大餐。原视频来自:Megumu Tsujimoto

“沉睡”的新纪录

水熊虫的隐生状态有“不死光环”,但这种无敌状态并不能一直延续下去:代谢虽然近乎停止,但这阻挡不了氧化对细胞结构和DNA分子的破坏。在此之前,水熊虫在室温下的隐生最长存活纪录是9年,曾有学者推测,隐生水熊虫在有氧环境下的生存极限应该在10年左右。

而这一次,三只“睡美人”撑过了30年之久。这还得感谢那个-20℃的冰柜:低温减缓了化学反应的速度,也使得氧化损伤被控制在一个较低的水平。不过,要想修复这些损伤也不容易,三只水熊虫较长的回复期便是一个证据。

遗忘在冰箱角落的标本给研究者们带来了意外的发现,下一步,他们还将在更加可控的条件下进一步研究水熊虫的复活原理。(编辑:窗敲雨)

参考资料:

  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
The End

发布于2016-03-02, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Alulull

神经科学博士生

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