北京時間 6 月 9 日消息,數(shù)萬年以來,一種微小生物一直冰封在西伯利亞永久凍土層,盡管它們一動不動,但卻能神奇地復(fù)活!
目前,當(dāng)科學(xué)家將這些微型多細(xì)胞生物解凍后,它們不僅復(fù)活,而且還能繁衍生育,這表明存在著一種機制——多細(xì)胞生物可以避免細(xì)胞在冷凍過程中受損,并在蘇醒時做好繁殖準(zhǔn)備。
俄羅斯土壤科學(xué)生物問題和物理化學(xué)研究所的土壤冰凍實驗室生物學(xué)家斯塔斯 · 馬拉維說:“我們的研究過程經(jīng)歷了諸多挑戰(zhàn),多細(xì)胞生物在冰凍期間承受了數(shù)萬年的隱生過程,其新陳代謝幾乎完全停止?!?/p>
這種神秘生物是一種被稱為輪蟲的微型無脊椎生物,該水棲生物生活在現(xiàn)今世界各物的水域環(huán)境,通過這項最新研究,科學(xué)家證實輪蟲在冰凍和脫水狀態(tài)下具有超強的生存能力。
之前相關(guān)研究和實驗表明,輪蟲可以在一種隱生狀態(tài)下存活幾年時間,在該狀態(tài)下,身體的所有生物功能都會暫停,也就是假死。但在冰凍狀態(tài)下,它們卻可以存活幾十年時間,仿佛生命被按下了暫停鍵。
古老的北極永久凍土層是能將遠(yuǎn)古生物保存數(shù)千年時間的 “驚人寶庫”,其中包括病毒等微生物,以及部分植物和苔蘚。目前科學(xué)家獲得的一個特殊發(fā)現(xiàn)是一種多細(xì)胞線蟲——輪蟲,它來自 3 萬多年前的永久凍土層。
輪蟲的成功復(fù)活實驗表明,曾生活在數(shù)萬年前的線蟲類生物被復(fù)活并非生物僥幸事件,凍土樣本是從西伯利亞北部阿拉澤亞河地下 3.5 米處采集的,它含有來自更新世晚期的富冰土壤,放射性碳年代測定法證實,該凍土樣本大約有 2.4 萬年歷史。
研究人員從該凍土樣本中保存了培養(yǎng)物,其中包含一些生物體,例如許多活體輪蟲,在實驗過程中,輪蟲通過孤雌生殖的方式繁衍后代,這是一種無性克隆,是輪蟲繁殖的唯一方式。
通過在永久凍土層中尋找遺傳基因物質(zhì)并將遠(yuǎn)古輪蟲與現(xiàn)代物種進行對比分析,證實了輪蟲的確存在于冰凍樣本中,而不是一種污染物質(zhì)。
之后研究人員隨機選擇了 144 個恢復(fù)菌株,并將它們再次冷凍在零下 15 攝氏度溫度下,一個星期之后他們將這些復(fù)活的遠(yuǎn)古輪蟲與未復(fù)活遠(yuǎn)古輪蟲、現(xiàn)代生活在淡水的輪蟲進行了對比分析,有趣的是,遠(yuǎn)古輪蟲似乎并不比現(xiàn)代輪蟲有更強的抗凍能力。
研究小組分析表明,如果冰凍過程相對緩慢,輪蟲的細(xì)胞可以在冰晶形成過程中以最小傷害方式存活下來,使它們得以存活下來,但它們?nèi)绾卧诒鶅鰻顟B(tài)下存活數(shù)萬年仍是一個未解謎團。
研究小組希望對遠(yuǎn)古輪蟲復(fù)活進行深入研究,從而確定其神秘的生存機制,他們表示,這可能有助于確定一種保護更復(fù)雜生物體細(xì)胞的方法。
馬拉維說:“多細(xì)胞生物可以被冰凍和保存數(shù)千年時間,然后解凍恢復(fù)正常,這是許多科幻小說作家的夢想,也經(jīng)常出現(xiàn)在一些科幻小說中。人們或許聯(lián)想到最多的問題就是人類是否可以冰凍千年,再神奇地復(fù)活,客觀來講,生物體越復(fù)雜,就越難以冷凍保存,對于哺乳動物而言,目前還不可能實現(xiàn),更不必說是人類?!蹦壳斑@項最新研究報告發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)雜志》上。
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