6月7日,一个俄罗斯的研究团队发表论文称,他们成功“复活”了在西伯利亚永久冻土层中,被冻结约2.4万年的微生物“蛭形轮虫”,并实现了繁殖。研究人员希望进一步了解保护轮虫免受冰冻的生物学机制,从而发现如何冷冻保存其他动物包括两脚兽的细胞和器官等。
什么是蛭形轮虫?
1702年,显微镜的创制者列文虎克为了验证自己的新发明,从家门前的臭水沟中抠出一块泥巴,放入清水中,观察到一些全身透明,会游动的微型动物,从此蛭形轮虫进入人们的视野。
打开百度APP看高清图片
若是追溯起历史,这种生物出现的时间比人早得多,已存在大约 一亿年之久。这种只有长约0.1毫米至1毫米,比人类的精子大 4 倍的微生物,广泛分布于沼泽、水溪、池塘及各种淡水中。
奇特的是在自然界中,科学家没有发现雄性蛭形轮虫,更不存在雌雄同体,也就是说这种生物是无性繁殖,通过分裂的方式产生后代。更加令人不可思议的是,它们还能根据生存环境的变化,进化出 400 种不同种类。这一发现引发了生物学家对传统进化理论的质疑。
奇特的繁殖
传统进化理论认为,只有通过有性繁殖才可以提高族群基因的变异性,形成更加适应环境的新物种,使子代具有适应生存环境和抵抗各种寄生物侵袭的能力。
而无性繁殖则不可能使物种进化,由于缺乏通过遗传变异适应外界环境的手段,无性繁殖的物种往往存在的时间较短。无性繁殖虽然也可以产生变异,但这只是基因的随机变异。这种基因变异的结果,虽然也能产生新的物种,但一般只能形成一种新物种,同时还要以失去原有物种的特征为代价。
但蛭形轮虫就是通过无性繁殖生存几千万年,更为奇异的是蛭形轮虫的染色体中,塞满了来自植物、真菌、细菌及其它动物的 DNA。
与其他多细胞动物严密抗拒外来基因入侵,或者通过雌雄交配进行基因重组的机制不同,蛭形轮虫似乎是来者不拒,通过习惯性的碎裂其染色体来获得外来基因片段,进行融合,并且设法使这些外来基因发挥功能并传递给后代!(看过异形的系列的朋友有没有想到异形!)
因此,蛭形轮虫可以获得利用整个栖息环境中的基因库的优势,这可能有助于形成新的蛭形轮虫物种,对蛭形轮虫适应新环境的进化有重要意义。
从生物进化的角度看,有性繁殖对于生物体本身似乎并不是一件什么好事。对于雄性来说,他们要花费大量的时间和精力去寻找和讨好配偶,或为求偶而战,弄得伤痕累累乃至有生命危险;对于雌性来说,有性繁殖的结果使她们的基因只能有一半传给下一代,而来自雄性的另一半未必就很优秀。
科学家和宅男们都疑惑:生物为何要从事性活动呢?很爽吗?
蛭形轮虫则没有这种苦恼,而且不断突破生命的极限。
生命的极限
还记得《三体》世界的三体人吗?
在混乱的三体世界里,生存环境非常恶劣,漫长的演变过程使三体人进化出能够脱水休眠的能力,待到相对温和的时期再浸泡复苏。他们的繁殖方式是与异性结合,构成他们的有机物质会融为一体,其中三分之二的物质为生化反应提供能源,另外三分之一的细胞彻底完成更新,生成一个新的躯体,新的躯体会分裂成三至五个幼小的个体。
蛭形轮虫就是地球上的活生生的“三体生物”,时刻为脱水做准备!研究发现,蛭形轮虫的辐射抵抗力、抗干旱能力都超乎寻常。
在经过所有生物都不能忍受的伽马射线的照射后,蛭形轮虫的DNA 双螺旋断裂成上百个片段,蛭形轮虫也能恢复过来,而且照样繁衍后代。
这可能是蛭形轮虫为适应随时会干燥的栖息环境而长期进化的结果。也就是蛭形轮虫在生命周期的任何一个阶段干燥失水后,尽管这种与众不同的动物会发生细胞膜破裂,DNA断裂。但是,一旦重新回到有水的栖息地,蛭形轮虫的生命就会复苏,重组它们的染色体和细胞膜,修复断裂的 DNA 。在它们整合碎裂的 DNA 的过程中,蛭形轮虫不仅吸收其它蛭虫的基因片断,也会想办法偷取吸收其它物种的基因。
生存是生物进化的第一需要,拥有独特的无性繁殖和超强的基因修复能力,使得蛭形轮虫在不寻常的进化之路上越走越远。这些生物的存在不断挑战人类的认知极限,迫使人类思考生命到底有没有极限?也许自从地球上第一个生命诞生起,就注定了在生物进化的道路上,生命永无止境,生生不息!
1人点赞