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水熊虫是什么?水熊虫的危害

来源:鬼大爷(www.guidaye.com) 作者:鬼大爷 发表时间:2017-03-11

大家知道什么是水熊虫吗?水熊虫也是主要是最微型生物,而也是对人体是没有害的,对此水熊虫是什么?水熊虫的危害到底如何?下面一起来看看吧。

水熊虫是什么?水熊虫的危害

水熊虫是什么?水熊虫的危害

水熊虫是否有害?

水熊虫只是一种生活在苔藓等潮湿环境下的低等缓步类动物,对环境对人类都无害

水熊虫寿命水熊或称水熊虫(Water Bear),是对缓步动物门生物的俗称。水熊这种小型动物主要生活在淡水的沉渣、潮湿土壤以及苔藓植物的水膜中,少数种类生活在海水的潮间带。有记录的大约有900余种,其中许多种是世界性分布的。在喜马拉雅山脉(6000m 以上)或深海(4000m 以下)都可以找到它们的踪影。此外人类还首次发现水熊可在真空中生存。我们经常听到这样一种说法:蟑螂能够在栖息地遭受核打击后幸存下来,生命力之强悍令人叹为观止。实际上,地球上生活着比蟑螂更为强悍的动物,那就是被称之为“自然界最伟大幸存者”的水熊虫。水熊虫经常在苔藓上活动

水熊虫(英文:Water Bear)是属于缓步动物门的一类小型动物的俗称,缓步动物被认为是生命力最强的动物。水熊虫能够承受住低至-273℃的严寒和高达151℃的炙热。一般可以在高温(151°C)、绝对零度(-272.8°C)、高辐射、真空或高压的环境下生存数分钟至数日不等。研究显示,水熊虫可以在绝对干燥环境中生存1到10年之久。最长的寿命:曾经有缓步动物隐生超过120年的记录

这种缓步类动物虽然外表丑陋,但却能够在地球上最为极端的环境下繁衍生息,无论是极寒、高温还是辐射环境。

水熊虫是一种体型微小的动物,共有900多个种群,足迹遍布世界各地,从海拔最高的山脉到深度最深的海洋。它们的尺寸只有1毫米,但微小的身体内却蕴藏着无存的生命力,即使将它们蒸煮、冰冻、暴晒或者置于高辐射的环境,它们仍能存活200年之久。

水熊虫能够经受住零下457华氏度的低温,零上357度的高温以及5700戈瑞辐射考验,10到20戈瑞的辐射剂量便足以杀死人类以及其他绝大多数动物。此外,它们还能在无水情况下存活10年,甚至能够在太空中幸存下来  (鬼大爷www.guidaye.com)

复活水熊虫

据英国《独立报》1月17日报道,日本国家极地研究所的科学家们成功复活了冰冻30年的缓步动物(俗称“水熊虫”)。这些缓步动物是1983年在南极洲发现的。这项研究发表在近期出版的《低温生物学》杂志上。

据报道,科学家们成功地将一个卵子和一个活体动物复活。两星期后,这个活体动物开始移动并吃食。这个卵子又产了另外19个卵子,其中孵化成功的有14个卵子。研究者称,这些孵化出的新生幼仔并无缺陷和异常。

 1983年,科学家们在南极洲的苔藓植物中发现这些缓步生物,之后它们一直被隔离并保存在零下20℃的环境下,2014年5月科学家们将其成功解冻。虽然早先也有研究人员成功复活了冰冻9年的缓步动物,但日本科学家的这次研究第一次成功将冰冻了30年的缓步动物复活。

据悉,这种被称作“水熊虫”或“缓步动物”的生物体积极小,是一种生活在水里的极端微生物,长度不足1毫米。它们生命力极强,能够在极端恶劣的条件下存活并长时间放慢或停止自己的新陈代谢活动。

物种分类

缓步动物门(Tardigratal) 可分为:

太空中的水熊

太空中的水熊

异缓步纲(Heterotardigrada):如水熊虫(Water bears)

中缓步纲(Mesotardigrada)

真缓步纲(Eutardigrada):如缓步虫(Macrobiotus)   

水熊虫的生存能力

低温隐生

低温就会引起低温隐生(Low temperature latent)。缓步动物能先被冷冻再经解冻而复苏,而且不会对身体造成损坏。1975年Crowe将活动状态的Macrobiotus areolatus放到2毫升-20°C的水中。所有实验动物立刻进入小桶状态。在4°C的水中解冻只需要一分钟。80%的动物成功苏醒。神父拉门曾把水熊虫在-200°C的液态空气里泡了20个月,在-253°C的液态氮里泡了26小时,-272°C的液态氦泡8小时。结果,在之后,水熊虫们像什么都没发生似的,“复活”了。

一些极地鱼类物种会分泌防冻蛋白,自己体内不结冰。但水熊虫似乎允许体内结冰,或它能够自我修复。

低湿隐生

这是最常见的隐生形式,当陆生的缓步动物生活环境开始缺水时即会发生。但当它们再次接触到水的时候,它们能在很短时间之内重新活动。包括陆生缓步动物在内,只有它们身处水中才能存活。如果周边液体被稀释甚至低于体液浓度时,缓步动物就会蜷缩成桶状。背侧的甲片会层叠在一起,甲片之间的弹性角质层会收缩。进入所谓的“小桶状态”(Cask Phase)(T?nnchenform)。在“小桶状态”下,它们的新陈代谢(The new supersedes the old)速度会降低到原来的0.01%。

进入“小桶状态(Keg state)”的首要原因是缺氧(hypoxia)。实验中停止通风,缓步动物会收缩。但在水中肌肉的收缩状态不能持久。所以“小桶”遇水即会重新舒展,但个体会立即进入窒息状态(Asphyxia)。

缓步动物能渡过缺水期有前提,就是该过程是缓慢进行的而且空气湿度不能太低。干燥过程太快,缓步动物就没有时间去收缩。作违背该前提的实验,可以观察到缓步动物紧压在地表,很难复苏。

缺氧隐生

缺氧隐生发生于缓步动物周遭液体含氧量低于一个阈值(threshold)。开始的时候缓步动物先收缩,但后来就会伸展到最大状态,同时也是窒息状态,而且它们已没有能力排出进入体内的水分。一些种类能在缺氧状态下存活五天。缺氧隐生时缓步动物的新陈代谢状态不明。

变渗隐生

变渗隐生(Variable percolation)还没有很好的被观察到。变渗隐生是因为环境的渗透压升高引起的。Macrobiotus bufelandi在0.4%的盐溶液中仍然能活动。在15%的盐溶液中它会在9秒之内进入小桶状态。Echiniscoides sigismundi在淡水中会窒息,但若在三天内将它重新放到海水中,它就会苏醒过来。

高温生存

1842年,法国科学家Doyère表示“小桶状态”下的水熊虫可在125°C的水中存活数分钟。上世纪20年代,神父拉门(G.Rahm),把几只在151°C水中“煮”了15分钟的水熊“复活”。

一些生物会分泌一种叫做“海藻糖(trehalose)”的物质,海藻糖会在细胞内形成一种玻璃状物体,来稳定蛋白等重要物质。他可以控制水分子在高温下膨胀(细胞中水分子高度膨胀是致命的)。

我们会觉得水熊也使用这种方法抵御高温,但学者托马斯·布思比(Thomas Boothby),只有一些水熊会分泌海藻糖,“一部分貌似并不产生海藻糖,或者是是因糖量太低我们检测不到。”他还说到:“我们知道,水熊会分泌一种‘保护剂’,但那东西具体是什么还是个未解之谜。”

胞囊形式

在包囊中渡过困难时期并不算是隐生的一种。

在苔藓(Moss and lichen)和干草(Hay)间生活的,特别是淡水生的种类能够通过这种胞囊的形式渡过困难时期。在这种状态下缓步动物会缩小成只有原来20%到50%的体积,降低新陈代谢甚至分解部分器官。该过程伴随有三次连续的蜕皮,结束的时候,动物就会被多层角质层外壳所包绕。在这种状态下缓步动物能存活一年。当环境改变回来,该个体能在6到48小时内脱壳而出。

胞囊的形成只会在水中发生。它远不如小桶状态那样具抵抗能力,而且其水分含量也决定了其不具有抗高温能力。

生存状况

德国科隆-波尔兹(Cologne - Paulze)宇宙医学研究中心(Center for medical research in the universe)研究员、参加本次研究的天体生物学家之一彼得拉·雷特贝格说,“我们发现,这两种缓步类动物(Tardigrata)在太空环境中都生活得很好,和在地面上没有多大区别。但是遭受太空环境和太阳辐射双重考验后的样本,存活率很低。” 实际上,当最终被放回水中的时候,暴露在太空环境和太阳辐射双重考验下的缓步类动物只有10%存活了下来,并且,所有的幼虫都没有孵化出来。但是,荣松说,“尽管如此,这也是人类迄今为止发现的第一种在双重暴露下,仍然有样本存活的动物。”雷特贝格推测,可能是缓步类动物的外层,即皮层,可以帮助它们抵御太阳辐射。

研究人员称,和微生物细菌(Microbial bacteria)耐辐射奇球菌(Streptococcus)一样,缓步类动物肯定也有一种细胞机理——可以修复辐射的伤害,或者直接抵御太阳辐射。荣松说,“在遭受太阳辐射的时候,没有数据显示缓步类动物的体内在发生变化。所以,我们不知道太阳辐射对它们的伤害有多大,它们又是怎样修复这些伤害的。” 实验表明,至少有一些动物可以在严酷的太空环境下毫无屏障地存活。在这个“超级坚强”动物的名单上,还包括轮虫类、线虫类(蛔虫)、可抗干燥的昆虫幼虫,还有甲壳类如盐水虾。科学家发现,所有的这些“超级动物”都和缓步类动物一样,具备高度抗干燥的能力。一部分缓步类动物赖以生存的地衣类植物也可以在太空环境下生存。荣松说,“如果保护这些缓步类样本远离太阳辐射,它们可以在太空中存活几年。但是问题是,飞船进出大气层时会产生巨大的喷射力,这些样本也受到了影响。”飞船进出太空大气层产生的灼热感和一个石块进出行星大气层产生的摩擦大致相当。

星际旅行可能会花费几百万年的时间,人类并没有能力进行如此长期的实验。但是,至少有一部分缓步类动物在星际旅行最开始的10天里可以完好地生存。测验缓步类动物生存能力的真正问题是寻找一个合适的环境。荣松说,“只要找到一个比太空温和一些的环境,缓步类动物 就可能繁殖、生存。”

太空实验

瑞典克里斯蒂安斯特大学(Kelisidiansite University)的伊格玛及其同事认为,如果地球上有动物能够在太空恶劣环境下生存,缓步动物 当是首选。因此在2013年9月,他们选择了两种缓步动物R.coronifer和小斑熊虫(Tardigrade milnesium tardigradum),在干粉状态下放入欧空局BioPan-6太空舱,并将其送入了太空轨道,进而观察这种生物在太空中会有什么表现。

这些缓步动物在太空中,经过10天暴露在辐射(radiation)、真空(vacuum)及低温(low temperature)条件下。结果发现,R.coronifer无法在紫外照射的条件下生活,科学家认为这可能是DNA受损所致。不过,有3个小斑熊虫样本却未受影响。在滤去紫外线的条件下,这些经过恶劣太空条件考验的小动物同对照样本一样,可排卵,并可脱壳成活。该结果发表于《当代生物》杂志。

该结果表明,地球生物的适应能力非常强。而此前,人类仅知苔藓和细菌可在真空和宇宙辐射下生存。虽然缓步动物可在地球极其干燥的条件下生存,但太空的条件极端恶劣。如地球海平面大气压为十万帕斯卡(Pascal),而在地球低轨道,大气压是地球大气压10亿分之一。在这种条件下,几乎没有水分子(Water molecules)可以保留在体内。

科学家试图通过这个实验,来了解地球生物能否在星际旅行(Star Trek)时生存,并希望掌握哪些生物能搭乘太空船,进而导致其他星球被地球生物所污染。德国太空生物学家戈达认为,缓步动物能在极端条件下生存的能力对人类移居其他星球十分重要。但他认为,本次实验结果尚无法了解动物是如何在恶劣环境下发育和繁殖的。而伊格玛(Igma)则认为,缓步动物(Tardigrata)搭乘太空船去污染火星的可能性非常小,因为缓步动物(Tardigrata)需要食物。她认为最可能搭便车到火星去的可能会是苔藓或细菌。科学家还不清楚,缓步动物能抵抗紫外辐射(Ultraviolet radiation)的原因。他们推测这可能与其在缺水后能够复活的能力有关。  

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