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2019年4月11日19时23分,以色列“创世纪号”月球探测器在下降过程中,引擎在距月球地面约10公里处停止工作,并与飞行控制中心失去联系,随后创世纪号坠毁在月球表面,据以色列官方媒体报导,该探测器上携带有实验用“水熊虫”,因坠毁事故使探测器内数以千计的水熊虫散播到了月球表面,科学家猜测这批“水熊虫”可能在月球表面幸存下来。讲到这里可能很多朋友还是第一次听说“水熊虫”,该生物被科学家称为唯一一种已知可以在太空中生存的动物,这种长得像蛆、有8条腿的动物,能从数十年干燥到没有生命迹象中复活,并能承受外太空近乎零的压力、马里亚纳海沟(Mariana Trench)压倒性的深度、以及超出人类致命程度千倍的辐射。今天小编就来给大家科普一些关于“水熊虫”的知识。
水熊虫的简介
水熊虫(water bears),学名:缓步动物(Tardigrades),也被称为苔藓猪(moss piglets),体型只有不足一毫米,肉眼难以看见。
被称为“水熊虫”,是因为它偏好水栖生活,加上外形圆圆的,还有“八”条短小的腿,如同一只小熊!
水熊虫可在零下272℃ 低温至115℃ 高温的环境,或者将它们暴露在高剂量辐射下都能生存,在淡水、土壤、海水中都有发现。目前人们已经发现1000多种不同种类的水熊虫,不同种类的水熊虫分布在全世界各地。
水熊虫的发现历史
图片来源:BBC GETTY IMAGES
1773年“水熊虫”首次被一位名叫哥策的欧洲人发现并记录下来。
1776年意大利人斯巴兰扎尼将“水熊虫”命名为缓步动物(Tardigrada),该名称被沿用至今。
1840-1842年,法国人Doyères出版对“水熊虫”研究有深远影响的著作《Mémoire sur les Tardigrades》,该书颠覆了当时生物学界的主流思想“没有任何措施可以阻止完全脱水的动物的死亡”。
1851年,欧洲人Dujardin提出缓步动物是一种原本生活在海洋中的生物。
1907-1909年,欧洲人Murray在南极探险过程中收集到多种缓步动物的样本,并使得缓步动物的种类达到25种。
1928年科学家艾伦·图灵正式为“缓步动物”建立了一个新目。
各种极端环境水熊虫都可以轻松应对
电子显微镜下的水熊虫
日本科学家通过研究发现,水熊虫可以在没有食物的冷冻状态下存活三十年。
2007年9月,欧洲太空总署在FOTON-M3太空任务中进行生物实验,观察水熊虫的细胞繁殖、组织再生、基因活动等在微重力下的反应,并让它们在低压、高辐射的外太空中生活十天。最后水熊虫不但熬过了这十天,并在重返地球后渐渐苏醒,是地球上仅有能承受如此恶劣生存条件的生物!
科学家们刚刚发现了一种被归类在Paramacrobiotus 属的超强水熊虫,该种类“水熊虫”对致命的紫外线辐射毫无反应。在 2017 年一篇哈佛大学研究结论表示,Paramacrobiotus 属的超强水熊虫大概可以活到太阳消失的那天。
水熊虫如何在极端环境中生存?
极端环境下,水熊虫的状态
水熊虫在极端环境下生存主要依靠四种隐生(Cryptobiosis)性:低湿隐生Anhydrobiosis、低温隐生(Cryobiosis)、变渗隐生(Osmobiosis)及缺氧隐生(Anoxybiosis),通过这四个技能水熊虫能够在各种恶劣环境中停止所有新陈代谢。
在隐生的情况下,水熊虫可以在高温(151°C)、绝对零度(-272.8°C)、高辐射、真空或高压的环境下生存。
曾经有水熊虫隐生超过120年的记录。所以水熊虫也因此被称为是生命力最强的动物。
有人问,水熊虫的生命力如此顽强,如果人类误食怎么办?
显微镜下的水熊虫 图片来源:foter
水熊虫的生命力顽强指的是适应环境的能力强,人类消化系统的强胃酸环境以及其带来的物理伤害,足以杀死误食的水熊虫。
所以人类即使误吃了水熊虫,也可以把它消化掉并排出体外。
总结:
水熊虫适应能力之强,令全世界科学家为之着迷。目前全世界的科学家都在研究隐藏在水熊虫基因中的秘密,希望将来有一天能将这些研究成果应用在人类的科技发展之中。
目前,美国科学家正在研究如何将水熊虫的DNA与人类细胞结合起来,使宇航员能够抵抗在长期的太空飞行中所受到的辐射。众所周知,太空飞行中宇航员面对的主要危险之一就是各种辐射。如果科学家能够找到一种帮助人体细胞抵御辐射影响的方法,那宇航员就能在太空中工作更长时间,并且也使得人类移民火星成为可能!
美国科学家也指出,在理论上,将水熊虫的DNA与人类细胞融合的技术也可以用来减少癌症治疗过程中辐射对人体的伤害。
一些科学家更是提出大胆设想,希望让“水熊虫”成为第一批火星移民,帮助人类改造火星的生态环境!
本文系郑州市首届少儿科普征文大赛投稿入选作品
作者:杜冰君
观点仅代表作者本人,不代表本号立场
2019年4月11日19时23分,以色列“创世纪号”月球探测器在下降过程中,引擎在距月球地面约10公里处停止工作,并与飞行控制中心失去联系,随后创世纪号坠毁在月球表面,据以色列官方媒体报导,该探测器上携带有实验用“水熊虫”,因坠毁事故使探测器内数以千计的水熊虫散播到了月球表面,科学家猜测这批“水熊虫”可能在月球表面幸存下来。讲到这里可能很多朋友还是第一次听说“水熊虫”,该生物被科学家称为唯一一种已知可以在太空中生存的动物,这种长得像蛆、有8条腿的动物,能从数十年干燥到没有生命迹象中复活,并能承受外太空近乎零的压力、马里亚纳海沟(Mariana Trench)压倒性的深度、以及超出人类致命程度千倍的辐射。今天小编就来给大家科普一些关于“水熊虫”的知识。
水熊虫的简介
水熊虫(water bears),学名:缓步动物(Tardigrades),也被称为苔藓猪(moss piglets),体型只有不足一毫米,肉眼难以看见。
被称为“水熊虫”,是因为它偏好水栖生活,加上外形圆圆的,还有“八”条短小的腿,如同一只小熊!
水熊虫可在零下272℃ 低温至115℃ 高温的环境,或者将它们暴露在高剂量辐射下都能生存,在淡水、土壤、海水中都有发现。目前人们已经发现1000多种不同种类的水熊虫,不同种类的水熊虫分布在全世界各地。
水熊虫的发现历史
图片来源:BBC GETTY IMAGES
1773年“水熊虫”首次被一位名叫哥策的欧洲人发现并记录下来。
1776年意大利人斯巴兰扎尼将“水熊虫”命名为缓步动物(Tardigrada),该名称被沿用至今。
1840-1842年,法国人Doyères出版对“水熊虫”研究有深远影响的著作《Mémoire sur les Tardigrades》,该书颠覆了当时生物学界的主流思想“没有任何措施可以阻止完全脱水的动物的死亡”。
1851年,欧洲人Dujardin提出缓步动物是一种原本生活在海洋中的生物。
1907-1909年,欧洲人Murray在南极探险过程中收集到多种缓步动物的样本,并使得缓步动物的种类达到25种。
1928年科学家艾伦·图灵正式为“缓步动物”建立了一个新目。
各种极端环境水熊虫都可以轻松应对
电子显微镜下的水熊虫
日本科学家通过研究发现,水熊虫可以在没有食物的冷冻状态下存活三十年。
2007年9月,欧洲太空总署在FOTON-M3太空任务中进行生物实验,观察水熊虫的细胞繁殖、组织再生、基因活动等在微重力下的反应,并让它们在低压、高辐射的外太空中生活十天。最后水熊虫不但熬过了这十天,并在重返地球后渐渐苏醒,是地球上仅有能承受如此恶劣生存条件的生物!
科学家们刚刚发现了一种被归类在Paramacrobiotus 属的超强水熊虫,该种类“水熊虫”对致命的紫外线辐射毫无反应。在 2017 年一篇哈佛大学研究结论表示,Paramacrobiotus 属的超强水熊虫大概可以活到太阳消失的那天。
水熊虫如何在极端环境中生存?
极端环境下,水熊虫的状态
水熊虫在极端环境下生存主要依靠四种隐生(Cryptobiosis)性:低湿隐生Anhydrobiosis、低温隐生(Cryobiosis)、变渗隐生(Osmobiosis)及缺氧隐生(Anoxybiosis),通过这四个技能水熊虫能够在各种恶劣环境中停止所有新陈代谢。
在隐生的情况下,水熊虫可以在高温(151°C)、绝对零度(-272.8°C)、高辐射、真空或高压的环境下生存。
曾经有水熊虫隐生超过120年的记录。所以水熊虫也因此被称为是生命力最强的动物。
有人问,水熊虫的生命力如此顽强,如果人类误食怎么办?
显微镜下的水熊虫 图片来源:foter
水熊虫的生命力顽强指的是适应环境的能力强,人类消化系统的强胃酸环境以及其带来的物理伤害,足以杀死误食的水熊虫。
所以人类即使误吃了水熊虫,也可以把它消化掉并排出体外。
总结:
水熊虫适应能力之强,令全世界科学家为之着迷。目前全世界的科学家都在研究隐藏在水熊虫基因中的秘密,希望将来有一天能将这些研究成果应用在人类的科技发展之中。
目前,美国科学家正在研究如何将水熊虫的DNA与人类细胞结合起来,使宇航员能够抵抗在长期的太空飞行中所受到的辐射。众所周知,太空飞行中宇航员面对的主要危险之一就是各种辐射。如果科学家能够找到一种帮助人体细胞抵御辐射影响的方法,那宇航员就能在太空中工作更长时间,并且也使得人类移民火星成为可能!
美国科学家也指出,在理论上,将水熊虫的DNA与人类细胞融合的技术也可以用来减少癌症治疗过程中辐射对人体的伤害。
一些科学家更是提出大胆设想,希望让“水熊虫”成为第一批火星移民,帮助人类改造火星的生态环境!
本文系郑州市首届少儿科普征文大赛投稿入选作品
作者:杜冰君
观点仅代表作者本人,不代表本号立场
据科学家研究后发现,从目前人类已知的生物当中,有一种动物也许可以帮助人类破解“永生”的奥秘,它就是水熊虫。
一说起水熊虫,想必大家脑海中肯定会浮现出一个概念,那就是“生命力顽强”是啊,据科学家观测,水熊虫可以做到在低温、缺水、低氧、无氧甚至是外太空等极端环境中存活,无论是在高达6000米的喜马拉雅山峰还是深达4000米的海洋中,人们都发现了水熊虫的踪迹。
而它们作为一种身体结构非常单一的动物,其寿命竟然可以长达10~120年之久,因此水熊虫也被人们认为是地球上最无敌的生物。
其实水熊虫之所以具有种种神奇的“超能力”,其实都不外乎它们的两大超级生存本领“隐生以及身体细胞数目不变”。
这一现象也使得人们对水熊虫产生了非常大的好奇,纷纷猜测是否可以通过水熊虫来破解出“永生”的密码呢?
为了解决这一问题,首先我们需要对水熊虫的两大本领有一定的了解关于水熊虫隐生本领的发现,最早可以追溯到1774年,一位来自意大利的科学家在一片干涸的玻片中发现了处于假死状态的水熊虫,并且在它们身上观测到了一层类似水膜一样的物体,也正式由于这层水膜的存在,才使得它们可以继续存活下去。
据现代科学深入研究后发现,当水熊虫感受到外界环境不适宜生存时,它们的身体会开始进入隐生状态。
此时它们会开始脱皮并且在身体失去大量水分后,在体外形成一层水膜,紧接着它们的身体代谢速率开始急剧下降,降低为正常活动时的0.01%左右,仅依靠透过水膜的少量氧气进行呼吸,然而让人们意想不到的是,这种假死睡眠现象才是水熊虫真正进入“无敌状态”的开始。
此时它们可以在各种极端环境中存活,无论是缺水、高温、高压甚至是太空辐射,水熊虫都可以应对自如,这时它们的寿命也会达到最高峰,在极端环境下存活120年之久,等到环境再次适宜后,水熊虫便可重新恢复活动。
本以为水熊虫的隐身本领已经足够无敌了,可没想到它们另一招“身体细胞数目不变”的本领,同样让人类震惊不已。
一般而言,水熊虫体长在0.5㎜到1.4㎜之间,然而比较神奇的是,它们从出生的那一刻起,就已经是成年状态了,此后的一生中,它们整个身体细胞数量都不会有任何的增加以及减少。
要知道我们人类之所以会长大以及衰老都和机体的细胞数量有着莫大的关系,当我们处于孩童时期,身体快速发育大量细胞生长,身体细胞数目增多,我们也长的越来越高。
等到我们成年后,身体细胞增加的数目开始赶不上细胞凋亡的速度,因此我们的皮肤便会变差、身体机能也随之下降,这时人体开始进去入衰老期,因此这样来看,如果我们可以像水熊虫一样,当我们成年后让细胞数目不再凋亡减少。
那么是不是就可以做到“永生”了呢?为此,科学家们对水熊虫细胞的基因序列进行了分析,最终发现水熊虫之所以能做到隐生以及身体细胞数量不变。
主要源于细胞核内的“损伤抑制基因”以及“MRE11基因”,前者可以产生一种损伤抑制蛋白,帮助水熊虫防御各种极端环境,使得它们不会轻易受伤,后者MRE11基金,则可以修复水熊虫受伤或者衰老的细胞。
因此,如果人类拥有这两种基因理论上也能像水熊虫一样,变成可以随意适应环境的无敌生物,并且在现代医学的加持下,每个人都能拥有百岁以上的生命,但是如果想要达到“永生”的目的,那么依旧可能无法实现。
这是由于,水熊虫在正常情况下的寿命也仅仅只有10年而已,因此如果人类拥有这两种基因后,同样也只能做到暂缓细胞衰老,最终大幅度提高寿命罢了,距离“永生”依旧还有很长的路要走了。
水熊虫可以说是现在生物界的“网红”了,人们之所以对它们如此的仰慕,是因为其强悍的生命力。在各种极端的环境中,例如高温、高压、低温、低压、缺氧、缺水、高盐分、高辐射……,水熊虫都能够活下来。
再来看木卫二,它的体积虽然不大,但是却拥有大量的水,科学家们估计木卫二的总水量比地球的多了足足一倍。更重要的是,通过对观测到的各种数据的分析,科学家们认为,在木卫二表面的冰层之下,很有可能存在着一个由液态水组成的海洋。
大家都知道,液态水是维持碳基生命生存的重要条件,正因为如此,在科学家们的眼中,木卫二就成了太阳系中除地球以外,最有可能拥有生命的星球。
那么问题就来了,既然木卫二有液态水组成的海洋,那么将地球上生命力最强的水熊虫送到木卫二去,会怎么样?它们能愉快地生活吗?在严酷的环境中,水熊虫会进入一种叫“隐生”的休眠状态,在这种状态下的水熊虫,其自身的新陈代谢水平会降至正常水平的万分之一左右。它们会一直保持这种状态,当周围的环境变得合适时,它们才会“复活”。
木卫二的表面温度为零下163至零下223℃摄氏度,很显然,在这种温度下,水熊虫只能以“隐生”状态苟延残喘。与地球不同的是,在木卫二的表面,水熊虫永远等不到“环境变得合适”的那一天。需要指出的是,水熊虫的“隐生”状态,充其量也就只能保持几百年。
(上图为水熊虫的“隐生”状态与正常状态的对比)
所以,如果将水熊虫送到木卫二表面,那么它们的结局有很大的可能是,在极度的严寒中耗尽生命的能量,最后绝望地死去。为什么要说“有很大的可能”呢?这是因为,它们也有很小的可能进入木卫二冰层下的海洋。
科学家们发现,木星引力的潮汐作用,不光可以给木卫二的内部提供热源,还会使木卫二内部的地质运动变得比较活跃。因此,在合适的情况下(比如说间歇泉或者冰火山),木卫二表面与地下海洋之间的物质是可以互相交换的。
如果某些水熊虫幸运地遇到了这种情况,它们就可以来到温度适宜的液态水世界,在这里它们就可以“复活”了。
但是这并不代表这些水熊虫能够“愉快地生活”,这时的水熊虫会面临着另一个问题,那就是食物。水熊虫是动物,它们不能像植物那样自行生长,所以说就算环境合适,如果在这里找不到食物,等待它们的也是死亡。
好消息是,研究表明,木卫二的海底环境与地球非常相似,特别是木卫二的海洋底部存在的“热液出口”,极有可能演化出低级的生命,甚至还可能进化出类似地球上鱼类的生物。如果真是这样,水熊虫也许就可以在这里找到食物了。
简单总结一下,水熊虫能不能在木卫二愉快地生活,这取决于两个条件,第一个是它们必须进入木卫二的地下海洋,另二个则是它们必须能够找到食物。其中每二个的重要性明显要更大一点,因为第一步我们完全可以通过技术手段来实现。
所以这个问题的答案就是,如果木卫二上有生命的话,水熊虫就可以在木卫二的地下海洋里愉快地生活,反之则不能。
好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`
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