水熊蟲可以在沒有水的情況下生活30年也不會掛,可以承受零下200攝氏度到150攝氏度的溫度,還能致命的宇宙射線和真空中存活,因此被不少人封為「殺不死」的地球最頑強生物。
水熊蟲
但是許多人不知道的是,有一種生物不但可以像水熊蟲一樣在脫水的情況下生活很多年,還可以修復自己碎成渣渣的 DNA。更離奇的是,這種生物幾百萬年來一直進行無性生殖。
和這種生物相比,水熊蟲似乎都沒有勇氣說自己地球第一呢。
那麼這種生物是誰呢?
這就是,噹噹——蛭形輪蟲(Bdelloids rotifer)姑娘們啦。她們在地球上存在了8千萬年,每個大洲都發現了她們的足跡。
那麼蛭形輪蟲長什麼樣呢?
別看蛭形輪蟲很小,它長得還挺講究的。她們都是可愛的中國紅春麗雙髻造型。
@Bernard Jenni
你看,常見的蛭形輪蟲 Rotifer Philodina sp. 的腳腳上有4個「腳趾」。
她們腦袋上還有類似天線的呆毛,可能是她們的感覺器官。
她們肚子裡紅色來自她們愛吃的食物——雨生紅球藻(Haematococcus pluvialis)的色素蝦青素(astaxanthin)。
為什麼說蛭形輪蟲是姐妹們?
因為她們第一個炸天的技能點是…可以8千萬年不交配。科學家們沒有找到任何雄性的蛭形輪蟲。1702年,光學顯微鏡與微生物學之父、荷蘭科學家安東尼·范·列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek)就發現了蛭形輪蟲的世界裡沒有男孩子這件奇怪的事。
8千萬年來,蛭形輪蟲一直是以孤雌生殖(parthenogens)的方式繁衍的。每個蛭形輪蟲媽媽的未受精卵會發育成另一個蛭形輪蟲女兒(不進行減數分裂)。
超過99%的動物都是有性生殖,因為用無性生殖的策略演化的動物,一般都會走入死胡同——無性生殖讓你不能分享別人的有益突變嘛,所以很容易因為基因多樣性低而撲街。
蛭形輪蟲的這種繁衍方式讓科學家們很生氣。1986年,英國著名數學進化生物學家約翰·梅納德·史密斯(John Maynard Smith)曾經痛罵蛭形輪蟲是「演化的醜聞」。不過他這一黑,倒是把蛭形輪蟲黑出了名氣。
還沒從水熊蟲的強悍里回過神來的人,可能又要受到蛭形輪蟲姑娘們的逆天技能的驚嚇。
已知的蛭形輪蟲有400種,其中的大部分可以忍受乾旱。它們一般居住在苔蘚表面啊,積水潭等一會兒干一會兒澇的環境里。
各種各樣的蛭形輪蟲
DOI:10.1093/icb/icv024
乾旱對於許多生物來說是致命的,因為當細胞的含水量下降到10%時,重要的生化作用便無法進行。
你可能想說,耐旱怎麼了,水熊蟲也很耐旱啊。
是的,蛭形輪蟲和水熊蟲一樣,自帶在乾旱環境中進入低濕隱生(anhydrobiosis)狀態的技能。蛭形輪蟲可以在生命的任何階段脫水進入生死不明的殭屍態。
水熊蟲(左)脫水後進入低濕隱生(右)
而且當它們的身體脫水變乾的時候,也像水熊蟲一樣可以忍受高溫高壓,還有漫長的時間。目前有記錄的蛭形輪蟲最長低濕隱生時間是9年。
看一下蛭形輪蟲 Rotifer Philodina sp. 的乾燥脫水和復活過程。
脫水的過程中,看到了它的眼點。
最後,脫水的蛭形輪蟲就變成了一粒灰塵狀的囊包,可以隨風飄逝。
現在加一點水,看看她們會怎樣。
只需要2-3個小時,蛭形輪蟲姑娘們就可以重新擁有彈彈彈的皮膚,滿水復活。
不過,缺水的致命性還有一點。
在缺水的情況下,不僅正常生理活動無法進行,連 DNA 也會備受打擊,因為乾燥會讓 DNA 變脆,造成致命的雙鏈斷裂(double-strand break)。也就是 DNA 的2條鏈都斷了。
雙鏈斷裂
大多數生物都沒有辦法對付 DNA 雙鏈劈叉事件,而且修補的結果也可能會引入要死的變異。為了避免DNA 雙鏈劈叉,水熊蟲會用特產蛋白質 Dsup 保護 DNA。
不過,蛭形輪蟲的路子就比較佛,DNA 斷就斷了吧,舊的不去新的不來。因為一旦水源充足,蛭形輪蟲姑娘們粉碎的 DNA 就可以重新修復,它們甚至可以在這個過程中搞點別人的基因來玩玩。