真空高溫缺氧乾旱都能活的地表最強生物，你們後院就有不少

水熊蟲大概是當今科學界的網紅了。

最為人熟知的就是它怎麼殺都殺不死的特性：

高溫、高鹼、高壓、缺氧、缺水等環境下，它統統有辦法活下來。

就連在充滿輻射的外太空中它也能存活好幾個星期不死，是唯一能在太空存活的生物。

3D版的水熊蟲

雖說水熊蟲有著如此強大的生命力，能在各種極端環境下生存。

但它在我們生活中無處不在，尤其喜歡待在潮濕的環境中，過著安穩的生活。

從某種意義上，這些生存技能是水熊蟲為了過好小日子才進化出來的額外福利罷了。

換句話說，它擁有的一切強大技能是因生活所迫意外練就的。

正因如此，一個平均只有幾百微米的小不點成為了地球上最頑強的生物。

水熊蟲其實並非一個物種，而是由1150多個物種組成的緩步動物門的統稱。

它們的臉大都胖乎乎的且堆滿了皺紋，身體長著八隻鋒利的爪子，外形差別不大。

這些看起來嚇人又有點可愛的小蟲剛出生時一般只有50微米。

即便長到成蟲之後，最大也就幾百微米左右，人類在高倍放大鏡或是顯微鏡下才能看到它們。

因此，這種活了將近5億多年的生物，直到1773年才首次被一位叫哥策的神父描述出來。

不久之後，多位研究者發現它在缺水的狀態下居然會慢慢脫水來維持生存，而當它們得到水份補充之後又可以重新「復活」。

如此神奇的特性一下子吸引了許多學者的興趣，並開始不斷對它進行研究。

一隻從脫水狀態復甦的水熊蟲

水熊蟲是以水為家的生物，它們總需要身體周圍包裹一層薄薄的水來進行呼吸和移動。

它們中大多數靠著吸食動植物細胞里的汁液為生。少數肉食用性動物，會捕食其他同類。

有意思的是食物也賦予了它們不同的體色。

比如愛吸類胡蘿蔔素後就變得紅彤彤的，愛吸葉綠素則是綠燦燦的等等。

它們幾乎遍布在世界上每個地方，橫跨山頂到深海和泥火山、熱帶雨林到南極等等。

有個特點就是偏愛生活在淡水的沉渣、潮濕土壤以及苔蘚地衣里，因此它們又被稱為苔蘚小豬。

不論是在家裡後院、公園草叢的土壤還是路邊苔蘚，甚至小水溝里都很容易找到它們。

不信的話，你改天可以試著將苔蘚或土壤帶回家，使用低倍顯微鏡或者是高倍放大鏡便可觀察到。

沒錯，它們就生活在我們觸手可及的地方。也許我們還在不經意間將它們吃進肚子里了。

慶幸的是，水熊蟲無毒無害，也不是寄生類的生物，就算到了我們身體里也能通過腸道的蠕動被包裹在吸收過的便便里被排出體外。

水熊蟲看上去生活得很隨意，但它們似乎背負著很大的繁殖壓力。

科學家研究發現它們繁殖後代的過程遠比想像中得複雜，至今仍沒有全部參透。

一般來說，大多數動物的交配過程是先射精後產卵。

然而，研究發現水熊蟲交配的第一步是雌性產卵。

具體來說，雌性水熊蟲會將卵產在外護膜的外層。之後雄性水熊蟲就得花上好幾分鐘的時間找到它們射精的位置。

科學家觀察到的水熊交配畫面

等到找准位置後，雄性（下圖的底部）將雌性的頭部包裹住，用前足將自己固定，兩者開始相互刺激。

直到雄性水熊蟲通過其肛門上方的一個開口，將精子射入雌性水熊蟲的外層皮膚為止。

據科學家估算，整個過程大約需要一個小時。

對水熊蟲如此微小的生物來說，它們每次交配過程都像跑了一場馬拉松，需要持久的耐力。

科學家為水熊蟲交配繪製的示意圖

科學家基本確定了水熊蟲蟲卵的受精是發生在雌性水熊蟲體外，但關於水熊蟲的精子如何進入卵子等問題至今仍是一個迷。

不管怎樣，我們可以預見水熊蟲為了繁衍後代也算是拼足了勁。

當然，它們也將這種艱苦奮鬥的優良作風用於提高生存效率，更好地適應環境的變化。

水熊蟲對生活沒什麼奢求，只要周圍有水就行了。

可偏偏太陽猛烈照射，它們就隨時面臨著脫水的威脅。

為了不被晒乾，它們最先採取的是躲避的生存策略，即不斷往土壤深處鑽。

可一旦鑽得太深又面臨氧氣不足，食物不夠等種種困境。

大約是在很強求生欲的刺激下，它們索性就進化出了一種「隱生」的策略。

即它們可以在脫水的環境中先進入「休眠」狀態，從而保持能量。

在這種狀態下，它會縮回自己的頭部和八隻腳，變成了一隻類似殭屍的「蟲干」。

之後，它呆在原地一動也不動，進入一種深度的假死狀態。

這一絕招能將新陳代謝降到正常水平的0.01%，幾乎到了要停止代謝的地步。

而水熊蟲這種休眠狀態還能持續相當長的時間，有記錄表明，水熊蟲最長隱生的壽命可達10年左右。

不過，當它們一旦重新接觸到水分，就又會活蹦亂跳起來了。

根據所處的惡劣環境不同，它的隱生技能劃分為四種：低濕隱生、低溫隱生、變滲隱生（極端ph的條件下）及缺氧隱生。

正是這些脫水隱生的技能，水熊蟲能夠應付各種極端的生活環境。

早在1842年，一名法國科學家將在隱生狀態下的水熊蟲加熱到125℃並維持了幾分鐘後，水熊蟲還是可以重新復活。

另有研究者將它們浸入-200℃的液態氣體中長達21個月，它進入「隱生」後照樣能復活。

後續的研究發現，不論是600兆帕的高壓、5.7萬倫琴的x射線輻射，還是在嚴重缺水和高濃度鹽分的條件下：

水熊蟲只要能讓自己脫水、進入新陳代謝近乎停止的「隱生」狀態，它就彷彿成了怎樣都死不了的超級英雄。

2007年，歐洲宇航局還用衛星將數以千計的水熊蟲帶上太空，並將其暴露在太空環境當中。

當衛星回地球後，科學家發現了大多數水熊蟲都活了下來。

要知道，人們還從未發現有生物能在外太空存活過，正是水熊蟲打破了這一紀錄。

科學家還指出，它們此次的太空之行不僅承受住了真空，也挺過了1000倍於地面的太陽紫外線輻射。

看到這裡你可能會忍不住感慨，這樣都死不了的水熊蟲是否就能獲得永生了呢？究竟如何才能殺死一隻水熊蟲？

答案實在令人大跌眼鏡，物理碾壓就能輕鬆地讓它壽終正寢了。

通俗地說，人類用手重重地一捏就能將其捏死。

想想不難理解，當它們身體結構遭到破壞時，又怎能再進入隱生狀態保護自己呢？

實際上，大多數生活在安逸環境的水熊蟲壽命也並不長，一般存活兩到三年就結束生命了。

正所謂生於憂患、死於安樂。

只有處在惡劣的環境中，水熊蟲才會進入「隱生」狀態，活得長久。

一直以來，科學家們對其隱生的研究興趣也是有增無減。

美國北卡羅來納大學的托馬斯·布思比團隊率先獲得突破。

他們通過研究發現，水熊蟲身上有6000種基因並不是自己的，而是來自外界的「外源基因」。

這些外源基因占自身基因總數的六分之一，大都是來自水熊蟲身邊的真菌、植物、細菌等不相關的生物。

有人將水熊蟲比喻為生物界的江洋大盜，熱衷於四處盜取其他生物的基因。

產卵的雌性水熊蟲

在這基礎上，中山大學生命科艾雲燦教授將此行為歸類為「基因水平轉移」，提出水熊蟲會從其他生物那裡獲得環境耐受基因的假說。

但不久之後就有科學家對該研究提出質疑。

其中，英國愛丁堡大學小組的研究指出水熊蟲可轉移的基因數量其實並沒有那麼龐大，只在35-500個之間。

而在動物基因組中，這也是較為常見的範圍。同時，他們指出之前的研究可能是基因組數據被微生物污染了，結果並不可靠。

2016年9月2日本研究團隊發表在《自然·通訊》期刊的文章上有了新發現。

他們對徹底滅菌後的水熊蟲進行基因測序後，發現其來自外源生物的基因很少（只有1.2%），遠低於此前的報告。

該文章也指出：水熊蟲抵抗極端環境的關鍵基因來自自身演化，而非其他外源生物。

研究人員發現與其他動物相比，水熊蟲具有更多超氧化物歧化酶基因，以及能修復DNA雙鏈斷裂的MRE11基因。

它們能幫助減輕氧化損傷、修復DNA，從而起到保護作用。

超氧化物歧化酶基因

與此同時，他們發現了水熊蟲對抗極端環境的一件法寶——一種可以「防輻射」的蛋白質：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。

科學家認為它可以顯著減少DNA在遭受x射線照射時的損傷。此外，水熊蟲體內還缺少了部分與環境應激有關的基因，這可能也有助於它們渡過難關。

在水熊蟲體內，損傷抑制蛋白充當了為DNA抵擋射線的「護盾」

如果想要完全了解水熊蟲的基因組功能，未來還需要更多研究工作。

在不久的將來，水熊蟲基因的研究可能會有助於藥品、疫苗的開發。

要知道，如今的疫苗必須通過冷藏才能夠保持其活性，成本和不便之處顯而易見。

若是利用水熊蟲耐低溫技術使疫苗不再依賴低溫保存，甚至可以當場脫水變乾和復活。

這對人類來說算得上是個絕佳的福音。

不只是醫學方面，水熊蟲的研究對人體冷凍與復甦，以及外太空領域等方面的研究都有著重要的意義。

假以時日，人類也能夠掌握水熊蟲「隱生」的技能，是不是也可以自由漫遊宇宙，或者是休眠幾百年再復甦過來呢？

或許原本只是想好好活著的水熊蟲，卻意外變成了耐得住冰火考驗、受得了太空輻射，未來還可能大大造福人類的「超級生物」，不免令人欣賞。

只是它們環境越好壽命越短這一點，倒顯得些許掉鏈子了。

*參考資料

Tardigrada, Wikipedia.

Tardigrades are the toughest animals on Earth. What would it take to kill them all？By Brian Resnick

Scientists Say Tardigrades Will Be the Last Animals On Earth By George Dvorsky

This amazing tiny animal has sex for an hour. Yes, there"s video.

Tardigrade DNA inserted into human cells gives them X-ray resistance By Jessica Hall

觀察發現，水熊蟲的交配比我們預想的更奇怪 By 煎蛋

蘇麗娜,李曉晨.緩步動物休眠現象研究進展[J].四川動物,2006(01):191-195.

DNA的「神偷卡門」：三體怪獸水熊蟲基因組傳奇

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