地球五大不死神獸:生命力爆表 有兩種能偷DNA
赴情深
說到地球上的不死神獸,大家第一想到的可能是神話中的生物,但本文要說的5大生物確確實(shí)實(shí)已經(jīng)可以達(dá)到了“不死”的地步,它們能夠通過獵取其他生物的DNA來進(jìn)化,也有的能夠進(jìn)行反復(fù)的生殖而獲得無限生命,本文將為您揭開地球生命力最強(qiáng)的五種生物。
地球五大不死神獸
蛤蜊
燈塔水母
水熊蟲
渦蟲
輪蟲
蛤蜊-最長(zhǎng)壽命507歲
蛤蜊,又作蛤蠣,是雙殼綱軟體動(dòng)物簾蛤目多個(gè)物種的統(tǒng)稱,不一定只限于蛤蜊總科的物種,但一般皆指其中某些種類可以食用的物種。它具有很高的營養(yǎng)價(jià)值,根據(jù)資料顯示,平均100克含有蛋白質(zhì)26克,以及維生素A、C、B6,以及鐵、鈣、鎂等人體所需元素。但最重要的不是這個(gè),而是它的頑強(qiáng)生命力。
“明”
目前,人類所發(fā)現(xiàn)的最高年齡蛤蜊壽命高達(dá)507歲,但由于研究誤操作時(shí)給弄死了。而這只蛤蜊被命名為“明”,因他從明朝開始就活到了現(xiàn)在(1499年到2006年)。
明自被捕撈上岸后放置在冷凍柜里以待后續(xù)研究,在隨后進(jìn)一步研究其年齡的過程中死亡,當(dāng)時(shí)班戈大學(xué)的研究人員打開了它的殼,以進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)明的生命跡象逐漸消失
燈塔水母-通過繁殖獲得無限生命
燈塔水母又稱作“長(zhǎng)生不老水母”,是水母中的一種,能夠進(jìn)行有性繁殖,主要分布在加勒比海海域,因其身體透明,能看見紅色消化系統(tǒng)而得名。
普通的水母在有性生殖之后就會(huì)死亡,但是燈塔水母卻能夠再次回到水螅型。這被稱作分化轉(zhuǎn)移。理論上這個(gè)過程沒有次數(shù)限制,這種水母可以通過反復(fù)的通常生殖和轉(zhuǎn)分化獲得無限的壽命,所以也被人稱為‘長(zhǎng)生不老的水母’,不過更準(zhǔn)確地說應(yīng)該是‘返老還童’【查看詳細(xì)】。接下來將為您揭開地球五大不死神獸最bug的3種存在
水熊蟲-能在宇宙真空生存
水熊蟲的生活范圍極廣,似乎在哪兒都能找到這類動(dòng)物的身影。它們可能生活在你家后院,你的衣服上,甚至是南極洲、喜馬拉雅山、最深的海洋都能找到它們的蹤跡。
盡管它們體型微小,卻很難死掉。它們能夠承受極其惡劣的環(huán)境,不管是接近絕對(duì)零度的極端寒冷的溫度(-273℃)還是超過水沸騰的溫度(151℃)。有研究顯示,水熊蟲可以在絕對(duì)干燥環(huán)境中生存1到10年之久。
,歐洲宇航局曾利用無人太空船, 將這種古怪又強(qiáng)悍的生物送入太空,進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)10天的太空之旅,但科學(xué)家并不是讓它們待在太空艙的內(nèi)部,而是直接將它們暴露在艙外,置于太空輻射和低溫環(huán)境中,從而測(cè)試它們的生命力。
結(jié)果水熊蟲的生命力令人震驚,其中一些竟然能在低溫真空和太陽輻射雙重嚴(yán)苛的考驗(yàn)下幸存下來,這也讓水熊蟲成為了第一種已知可以在太空中生存的動(dòng)物,是地球五大不死神獸中最為bug的存在。
在極端狀態(tài)下,它們能夠縮成圓筒形,自動(dòng)脫水進(jìn)入休眠狀態(tài),這時(shí)候它們的新陳代謝幾乎停滯,有記錄表明水熊蟲隱生狀態(tài)下壽命超過120年。另外它們有個(gè)BUG技能,偷取DNA。
研究人員想要揭示水熊蟲在極端環(huán)境下的生存策略,就要研究水熊蟲的基因組,因此,要對(duì)水熊蟲的每一個(gè)基因都進(jìn)行分類。結(jié)果,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)水熊蟲具有另一個(gè)非同尋常的特點(diǎn):它們不是從自己祖先那里繼承所有基因,其中將近17.5% 的基因組是由外源DNA構(gòu)成。
能夠獲得如此多的外源基因,使水熊蟲成為動(dòng)物界“偷取DNA”的頭號(hào)盜賊。其實(shí),我們可以想像到,正是這種奇怪的遺傳物質(zhì)混搭法,才使水熊蟲能以更復(fù)雜的方式生長(zhǎng)和發(fā)育。
但奇怪的是,許多基因看起來并不像是動(dòng)物的基因??茖W(xué)家最初以為是樣本被污染了,但經(jīng)過反覆、仔細(xì)的檢查和實(shí)驗(yàn),并重建生物祖先的特定基因序列后,科學(xué)家證實(shí)了看起來像外來基因的基因,確實(shí)不是水熊蟲自己『開發(fā)』而來,也不是從別的動(dòng)物那裡偷來的,而是從非動(dòng)物那裡挪過來的,如植物、細(xì)菌、真菌和古生菌,水熊蟲體內(nèi)高達(dá)六分之一的遺傳物質(zhì),都是來自于這些毫不相干的植物和微生物。
研究人員發(fā)現(xiàn),在某些情況下,外源基因已經(jīng)取代了水熊蟲某些本身的基因,而水熊蟲身上沒有被取代的基因,雖然還保持自己的功能,但也合并了一種或幾種細(xì)菌的單個(gè)或多個(gè)遺傳物質(zhì)片段。
因此研究者推測(cè),偷取別人基因這件事,并不是一次性發(fā)生的,而是在進(jìn)化過程中不斷持續(xù)地發(fā)生的,甚至?xí)r至今日,水熊蟲依然在盜取其他生物的基因。
那么,水熊蟲這個(gè)大盜賊是如何將外來基因收為己有的呢?
很早之前,科學(xué)家們就已經(jīng)知道,細(xì)菌和其他微生物可以水平基因轉(zhuǎn)移,也就是遺傳物質(zhì)能夠在不相關(guān)的物種之間進(jìn)行交換。但科學(xué)家最近才開始意識(shí)到,這種遺傳發(fā)育的方法也可以發(fā)生在動(dòng)物身上。
我們之前就提到,水熊蟲有一種特殊的能力:當(dāng)遭遇極其惡劣的環(huán)境時(shí),會(huì)慢慢失水變乾,但當(dāng)有適合的生存條件時(shí),它又會(huì)蘇醒。研究人員懷疑可能正是這種能力,在『盜取」他人基因中發(fā)揮作用。當(dāng)水熊蟲變乾,它們的基因組會(huì)斷裂。
當(dāng)補(bǔ)充水分后,水熊蟲細(xì)胞的細(xì)胞膜仍然會(huì)保持一段時(shí)間的『洩漏』狀態(tài),當(dāng)細(xì)胞快速地修復(fù)自己受損的DNA時(shí),可能會(huì)將外界環(huán)境中的某些DNA帶到細(xì)胞中,嵌入自己的基因組中。
所以,脫水乾燥、細(xì)胞膜『洩漏』和DNA斷裂之間存在的關(guān)係,可能是水熊蟲成為『大盜賊』的重要幕后推手。對(duì)于水熊蟲那些優(yōu)越的生存技能來說,這些大量的外源基因可能起著非常重要的作用。因?yàn)槿绻芟x們從能忍耐嚴(yán)苛環(huán)境的生物那裡獲得了DNA,那么它們可能因此獲得忍耐嚴(yán)苛環(huán)境的能力。也就是說,從細(xì)菌、真菌和植物盜取來的外來基因,可能已經(jīng)賦予水熊蟲能在沸水、冷凍環(huán)境,甚至是宇宙真空條件下生存的能力。
研究人員表示,水熊蟲的基因可以幫助藥品、疫苗的開發(fā),甚至能夠讓疫苗不在需要低溫保護(hù),對(duì)于戰(zhàn)爭(zhēng)地區(qū)和偏遠(yuǎn)山區(qū)來說,是一個(gè)利好消息,但如今的科技仍然無法解答這個(gè)未解之謎,更別說幫助人類了。
渦蟲-切不死
一種雌雄同體的生物,生活在池塘和溪流的石頭下,渦蟲屬于扁形動(dòng)物門,渦蟲綱,渦蟲屬。扁形動(dòng)物為一群蠕蟲狀的動(dòng)物,消化管僅具一個(gè)開孔,充口及肛門之用最明顯的特點(diǎn)是能夠進(jìn)行斷裂生殖,也是最bug的生存技能,怎么切都能夠自我生長(zhǎng)。
渦蟲及其他行無性生殖之各屬,其再生力尤為顯著,如將一渦蟲切成二個(gè),其結(jié)果與天然的分裂生殖甚少區(qū)別。如將蟲體橫切,新切之處,只要在前端腦后之線,與后端距尾部同等距離之線,二線中間的範(fàn)圍以內(nèi),切后之兩段蟲體,都能生存而再生,各變?yōu)橐粋€(gè)完全的蟲體,事實(shí)上,蟲體之任何斷片,如大小其頭部相若,都能再生為一個(gè)完全的個(gè)體。再生作用之成敗,于頭部之能否再生;如果頭部不能生出,身體之其余部分,即不能按照正常的比例與奇妙的組合而發(fā)育。
在研究渦蟲再生作用時(shí),發(fā)現(xiàn)一種很特殊的現(xiàn)象,就是極性(polarity)。極性是生物界中一個(gè)極普通的現(xiàn)象,有此現(xiàn)象,對(duì)稱軸(axesofsymmetry)始賴以建立并維持,扁蟲類在此地是一個(gè)適例,已作了不少的研究工作。大多數(shù)的實(shí)驗(yàn),是研究"前一后軸"(antero-posteoraxis)。
卻爾德(C﹒H.Child)研究渦蟲時(shí),發(fā)現(xiàn)在一般情形下,由蟲體中部所取的斷片,在原來的前端再生出頭部,原來的后端,再生出尾部。關(guān)于極性更微妙的表現(xiàn),為前后端再生的難易??拷眢w前端之?dāng)嗥芎芸斓脑偕鲱^部,中段的較慢,后面的斷片更慢,甚或不生頭部。此外,偶然亦發(fā)現(xiàn)其應(yīng)當(dāng)生出之頭或尾端,有錯(cuò)誤的情形。一個(gè)與身體分離的頭,在其后部,有時(shí)不生尾而生出第二個(gè)頭。同樣地,尾端的斷片有時(shí)其前部不生頭而生出一個(gè)尾,這些事實(shí)指出,蟲體的再生力有一種遞增性(gradient),如形成頭部的傾向,前端最強(qiáng),依次漸減而以后端為最弱,再生尾部的遞增性,則恰相反。這類遞增性預(yù)示出蟲體的任何斷片,再生時(shí),都要保持其原始的極性。
極性是可以改變的,如從蟲體一例,切下一塊叁角形的碎片,其內(nèi)端通常再生為頭,外側(cè)再生為尾。又如從蟲體一例,切下一條,直條時(shí)為常態(tài)之再生,增曲時(shí)其頭部則生于內(nèi)側(cè)。
有時(shí)亦能產(chǎn)生怪形,如果蟲體之一部割裂,而且因?yàn)槔^續(xù)的切割,使傷口暴露,最后,蟲體將產(chǎn)生一些重復(fù)的構(gòu)造出來,這一類的怪形,后來大都以分裂而形成為許多蟲體以解決它們的問題。例如雙頭的蟲體形成之后,再慢慢向下分裂,終于裂成為兩個(gè)完全的個(gè)體。人類要是有這個(gè)技能的話,簡(jiǎn)直不敢想象的畫面。
輪蟲-只有母沒有公
輪蟲,一般體長(zhǎng)100-300μm。是之前具有最多外源DNA的記錄保持者,為8%至9%,而現(xiàn)在水熊蟲后來居上了,也正因?yàn)槿绱怂巧狭说厍蛭宕蟛凰郎瘾F之列。
孔子曾說過:食色性也,地球上的生物為了生存需要進(jìn)食,為了延續(xù)下一代則需要性來孕育生命,所以有性生殖一直被視為不可或缺的,但輪蟲則徹底顛覆了這個(gè)概念,把處女懷胎這種神話故事變成了現(xiàn)實(shí)。
自從荷蘭科學(xué)家 Antonie van Leeuwenhoek 第一次用自己發(fā)明的顯微鏡發(fā)現(xiàn)這種輪蟲以來,數(shù)百年間,從來沒有人看過任何一隻雄蟲。而且在數(shù)百萬年以來,它們從來沒有進(jìn)行過有性生殖,卻能戰(zhàn)勝演化的洪流,在生物圈保有一席之地。這是為什么?因?yàn)樗鼈円材塬C取別的生物DNA。
輪蟲個(gè)體會(huì)產(chǎn)下未經(jīng)減數(shù)分裂的卵,因此它的卵所含的基因體,與母體的完全相同。輪蟲本身的基因體也很奇妙,就常理來說,它應(yīng)該具有兩套相同的基因,就如我們一般所熟知的雙倍體,但是它們卻是截然不同。這表示這兩組基因體是源自于兩個(gè)物種間的混成,而這兩個(gè)物種的基因與基因體早在六千萬年前就已在演化上分歧。它們的同源染色體已經(jīng)過不同方式地重組,因此它們無法在減數(shù)分裂時(shí)進(jìn)行配對(duì)。由此可知,六千萬年來,這種輪蟲從來沒有進(jìn)行過有性生殖。
透過徹底地研究,發(fā)現(xiàn)外來的 DNA 遍布輪蟲的基因體上。那么,這些基因又是如何進(jìn)入輪蟲的基因體呢?極有可能是輪蟲在遭遇乾旱逆境時(shí),在身體脫水的過程中,造成其細(xì)胞膜產(chǎn)生裂縫,外來的 DNA 便由此進(jìn)入其細(xì)胞中。而輪蟲修復(fù)DNA雙股螺旋構(gòu)造的機(jī)制會(huì)在其脫水時(shí)受到破壞,給外來DNA混入其基因體提供絕佳的機(jī)會(huì)!
更令人吃驚的是,在這類輪蟲取得其他輪蟲個(gè)體或是另一種輪蟲DNA的過程中,這些 DNA 并不是隨機(jī)的混併入其基因體中,而是會(huì)先抵達(dá)合適的 DNA 序列位置,再進(jìn)行重組,這就表示某一種新型的特定基因能夠取代舊有的對(duì)應(yīng)基因,達(dá)成跟進(jìn)行有性生殖同樣的效果!
地球生物真奇妙,在千萬種生物當(dāng)中人類發(fā)現(xiàn)了這地球五大不死神獸,是不是還有更多的不死生物等待科學(xué)家們?nèi)グl(fā)現(xiàn)?或許在未來的某個(gè)時(shí)間,我們甚至能夠利用它們的生物特性來改進(jìn)我們的生活,對(duì)醫(yī)藥,對(duì)人類健康提供更大的幫助?