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缓步动物如何在冰冻温度下生存

发布时间:2022-10-08 08:52:45编辑:愉快的缘分来源:

缓步动物非常善于适应恶劣的环境条件。早在2019年,斯图加特大学生物材料与生物分子系统研究所教授拉尔夫·席尔(RalphSchill)就证明,无水生物(干燥的)缓步动物可以在不吸水的情况下完好无损地存活多年。它们在冰冻状态下衰老得更快或更慢,或者衰老是否停止,以前还不清楚。但谜团现在已经解开:冷冻的缓步动物不会老化。

缓步动物,也称为水熊虫,属于线虫科。他们的步态让人想起熊的步态,但这是唯一的相似之处。这些只有一毫米大小的缓步动物在进化过程中已经成功地适应了快速变化的环境条件,并且可以在极端高温下变干,在寒冷条件下结冰。“他们不会死,他们会陷入深度睡眠,”席尔解释道。

睡美人假说

对于细胞有机体,冷冻或干燥会导致不同类型的压力。但是缓步动物可以在高温和低温下同样毫发无损地生存。它们不再显示出任何明显的生命迹象。这就提出了一个问题,即动物的内部时钟会发生什么,以及它们是否会在这种静止状态下老化。

对于干燥的缓步动物,它们在其栖息地等待下一次降雨多年,RalphSchill和他的团队在几年前回答了老化的问题。在格林兄弟的童话故事中,公主陷入了沉睡。100年后,当一位王子亲吻她时,她醒了过来,仍然像以前一样年轻漂亮。干燥状态下的缓步动物也是如此,因此这也被称为“睡美人”假说(“睡美人”模型)。

“在不活动期间,内部时钟停止,只有在有机体重新激活后才恢复运行,”席尔解释道。“因此,通常只能活几个月而没有休息时间的缓步动物可以活很多年甚至几十年。”

到目前为止,尚不清楚这是否也适用于冷冻动物。它们的衰老速度是比干燥的动物快还是慢,还是衰老也停止了?

在显微镜下拍摄的实时图像帮助Schill和他的同事调查缓步动物的(不)活动。学分:拉尔夫·席尔

即使冷冻,老化过程也会停止

为了探索这一点,Schill和他的团队进行了几次实验,他们在-30°C下冷冻了总共500多只缓步动物,再次将它们解冻、计数、喂食并再次冷冻。如此重复直到所有动物死亡。同时,对照组保持室温。排除冷冻条件下的时间,与对照组的比较显示几乎相同的寿命。“因此,即使在冰中,缓步动物也会像睡美人一样停止它们的内部时钟,”席尔总结道。

Schill和他的同事在《动物学杂志》上发表了他们的发现和方法。