水熊蟲：這傢伙變得越來越奇葩了

Alaj Volim Vujicsics - új él? Népzene, Vol. 4

利維坦按：嗯，想要煮死它、凍死它、輻射死它、真空窒息死它，基本都沒戲。水熊蟲，這個星球上生命力最頑強的物種，簡直就是一位偉大的生存大師。人類和它相比實在是脆弱不堪啊，別說煮和凍，就是扔到真空環境里，基本不出兩三分鐘就掛了。

文/Fiona MacDonald

譯/射射

原文/www.sciencealert.com/the-tardigrade-genome-has-been-sequenced-and-it-has-the-most-foreign-dna-of-any-animal

科學家們首次進行了對水熊蟲——這種緩步動物的完整基因組測序。結果這奇特的小生物有著已知所有物種中最奇特的基因——換句話說，水熊蟲大約六分之一的基因是從其他物種那兒偷來的。我們得承認，對此我們並沒有太過吃驚。

讓我們先為那些不了解水熊蟲詭異之處的人提供一些背景知識——這種微小的水生物平均只長到1毫米大，而且是唯一可以在嚴酷的太空環境中生存下來的東西。它還能承受從絕對零度到遠超過沸水的溫度，應付強度驚人的氣壓和輻射，還能不吃不喝地活個至少10年。基本上，沒有什麼辦法能殺死它們。現在，科學家們展示出了它的基因就像它的存在一樣奇葩。

水熊蟲有這麼多外源DNA對它有什麼影響，外源DNA又到底是什麼呢？這個術語指的是來源於另一個有機體的基因，這個轉移過程與傳統的複製相對比，被稱為橫向基因轉移（HGT）。

橫向基因轉移不時發生在人類和其他動物身上，通常是因為基因和病毒的基因發生了交換。但從整體來講，絕大多數動物的基因組中只有不到1%是外源DNA。在水熊蟲之前——輪蟲，另一種微小的水生物據信擁有最多的外源DNA，約佔8%～9%。

研究人員發現，水熊蟲基因組中有17.5%都來自其他生物，而絕大多數生物的基因只有不足1%來自外源基因。圖中所示的是另一種微生物，輪蟲，曾經在水熊蟲之前保有生物界「盜取」最多DNA的紀錄（約8%）。

這項新研究展示出水熊蟲約有6000項基因是從其他物種那兒得來的，這大概佔了它全部基因的17.5%。

「我們從沒想過一個物種的基因組中會有如此多的外源DNA，」這項研究的聯合作者，來自北卡羅來納大學教堂山分校的鮑勃·戈德斯坦說道，「我們知道許多動物都從外界獲取基因，但我們從沒想過這事兒會進展到如此地步。」

所以水熊蟲從哪兒得到的這些基因呢？這些外源DNA主要來自於細菌，還有植物、真菌和古細菌。研究員提出，正是因為水熊蟲的基因極為豐富，它才擁有了在極端環境下生存的能力。

「能在極端環境下生存的生物尤其傾向於獲得外源基因；而細菌的基因也許比動物的能更好地適應環境的壓力。」研究員之一托馬斯·布斯比說。

水熊蟲的幼蟲，DNA標記為藍色

研究團隊尚未調查出這個基因偷取的過程是如何發生的，但他們提出這可能來源於水熊蟲奇特的生存機制之一——它們能讓身體脫水直到水分少於3%，而再充水的時候它們又能迅速恢復活力。

科學家們知道，在這個乾燥過程中，水熊蟲的DNA破裂成了小的片段。他們也知道，當水熊蟲的細胞重新充水時，在某個時間點細胞核是有滲透性的，允許DNA和其他分子通過。這就意味著在水熊蟲迅速地拼起來它自己的基因時，它可能意外地把其他生物的基因也拼進來了。

在這張顯微照片中，八條腿的水熊被說成「DNA賊」一點也不冤枉——科學家發現它的基因組中有很大一部分來源於細菌和植物。

雖然這是個隨機性很大的過程，但是只有利於這種生物存活的基因才被流傳給了後代。水熊蟲到底是如何得到這些外來DNA的，以及這個過程發生的有多頻繁還需要進一步研究。但最令人激動的是這個過程展示了一種新的生命演化方式。

「我們常想到生命之樹，在裡面基因信息垂直地從父母傳給下一代。但隨著橫向基因轉移（至少在特定有機體中）被越來越廣泛地了解和接受，我們對於進化和遺傳的看法開始有所改變了，」布斯比說道，「除了想到生命之樹，我們還可以去想生命之網——在那裡基因信息從不同的枝幹中穿梭傳遞——真令人激動。我們已經在調整對進化的理解了。」

這項被發表在美國科學院院報的研究還提供了一些新的見解，關於我們可以在醫藥研發中利用哪些基因。所以——奇葩水熊蟲萬歲！