你還在相信水熊蟲是地球最強？這種生物才是現實版死侍

本文由公眾號 「把科學帶回家」 提供

作者 七君

水熊蟲可以在沒有水的情況下生活30年也不會掛，可以承受零下200攝氏度到150攝氏度的溫度，還能致命的宇宙射線和真空中存活，因此被不少人封為「殺不死」的地球最頑強生物。

水熊蟲

但是許多人不知道的是，有一種生物不但可以像水熊蟲一樣在脫水的情況下生活很多年，還可以修復自己碎成渣渣的 DNA。更離奇的是，這種生物幾百萬年來一直進行無性生殖。

和這種生物相比，水熊蟲似乎都沒有勇氣說自己地球第一呢。

那麼這種生物是誰呢？

這就是，噹噹——蛭形輪蟲（Bdelloids rotifer）姑娘們啦。她們在地球上存在了8千萬年，每個大洲都發現了她們的足跡。

那麼蛭形輪蟲長什麼樣呢？

別看蛭形輪蟲很小，它長得還挺講究的。她們都是可愛的中國紅春麗雙髻造型。

@Bernard Jenni

你看，常見的蛭形輪蟲 Rotifer Philodina sp. 的腳腳上有4個「腳趾」。

她們腦袋上還有類似天線的呆毛，可能是她們的感覺器官。

她們肚子里紅色來自她們愛吃的食物——雨生紅球藻（Haematococcus pluvialis）的色素蝦青素（astaxanthin）。

為什麼說蛭形輪蟲是姐妹們？

因為她們第一個炸天的技能點是…可以8千萬年不交配。科學家們沒有找到任何雄性的蛭形輪蟲。1702年，光學顯微鏡與微生物學之父、荷蘭科學家安東尼·范·列文虎克（Antonie van Leeuwenhoek）就發現了蛭形輪蟲的世界裡沒有男孩子這件奇怪的事。

8千萬年來，蛭形輪蟲一直是以孤雌生殖（parthenogens）的方式繁衍的。每個蛭形輪蟲媽媽的未受精卵會發育成另一個蛭形輪蟲女兒（不進行減數分裂）。

超過99%的動物都是有性生殖，因為用無性生殖的策略演化的動物，一般都會走入死胡同——無性生殖讓你不能分享別人的有益突變嘛，所以很容易因為基因多樣性低而撲街。

蛭形輪蟲的這種繁衍方式讓科學家們很生氣。1986年，英國著名數學進化生物學家約翰·梅納德·史密斯（John Maynard Smith）曾經痛罵蛭形輪蟲是「演化的醜聞」。不過他這一黑，倒是把蛭形輪蟲黑出了名氣。

還沒從水熊蟲的強悍里回過神來的人，可能又要受到蛭形輪蟲姑娘們的逆天技能的驚嚇。

已知的蛭形輪蟲有400種，其中的大部分可以忍受乾旱。它們一般居住在苔蘚表面啊，積水潭等一會兒干一會兒澇的環境里。

各種各樣的蛭形輪蟲

DOI：10.1093/icb/icv024

乾旱對於許多生物來說是致命的，因為當細胞的含水量下降到10%時，重要的生化作用便無法進行。

你可能想說，耐旱怎麼了，水熊蟲也很耐旱啊。

是的，蛭形輪蟲和水熊蟲一樣，自帶在乾旱環境中進入低濕隱生（anhydrobiosis）狀態的技能。蛭形輪蟲可以在生命的任何階段脫水進入生死不明的殭屍態。

水熊蟲（左）脫水後進入低濕隱生（右）

而且當它們的身體脫水變乾的時候，也像水熊蟲一樣可以忍受高溫高壓，還有漫長的時間。目前有記錄的蛭形輪蟲最長低濕隱生時間是9年。

看一下蛭形輪蟲 Rotifer Philodina sp. 的乾燥脫水和復活過程。

脫水的過程中，看到了它的眼點。

最後，脫水的蛭形輪蟲就變成了一粒灰塵狀的囊包，可以隨風飄逝。

現在加一點水，看看她們會怎樣。

只需要2-3個小時，蛭形輪蟲姑娘們就可以重新擁有彈彈彈的皮膚，滿水復活。

不過，缺水的致命性還有一點。

在缺水的情況下，不僅正常生理活動無法進行，連 DNA 也會備受打擊，因為乾燥會讓 DNA 變脆，造成致命的雙鏈斷裂（double-strand break）。也就是 DNA 的2條鏈都斷了。

雙鏈斷裂

大多數生物都沒有辦法對付 DNA 雙鏈劈叉事件，而且修補的結果也可能會引入要死的變異。為了避免DNA 雙鏈劈叉，水熊蟲會用特產蛋白質 Dsup 保護 DNA。

不過，蛭形輪蟲的路子就比較佛，DNA 斷就斷了吧，舊的不去新的不來。因為一旦水源充足，蛭形輪蟲姑娘們粉碎的 DNA 就可以重新修復，它們甚至可以在這個過程中搞點別人的基因來玩玩。

是的，蛭形輪蟲姑娘們更炸天的技能就是從別人身上擼基因。

蛭形輪蟲的身體里有來自植物、細菌以及真菌的基因。而且，它們很可能還可以和其他蛭形輪蟲女孩子交換碎掉的 DNA 片段。

總之，劍橋大學的分子生物學家 Alan Tunnacliffe 說，這種穿百家衣的生物的大約8-9%的基因來自於其他生物。

蛭形輪蟲DNA脫水和修復過程示意圖

@Olena Shmahalo / Quanta Magazine

超強抗旱、用水修 DNA、百家基因，這就結束了么？

你見過哪個生物的 DNA 被打碎成1000片還能修得回來的么？蛭形輪蟲就能！

比利時那慕爾大學的生物學家 Karine Van Doninck 和同事用800戈瑞的質子輻射去轟脫水中的蛭形輪蟲女孩子們。

質子輻射療法就是利用質子輻射將癌細胞的 DNA 粉碎，從而殺死腫瘤細胞的放療手段。不過，放療時的輻射劑量一般是每次1-7戈瑞。你感受一下800戈瑞意味著什麼。

用於治療癌症的質子治療儀

要知道，在800戈瑞這樣大的輻射劑量下，沒有細胞能夠活下來。

不出所料，蛭形輪蟲姑娘們的 DNA 的確全部碎了。但是一旦把它們重新放到水裡，99%的蛭形輪蟲女孩子都活了過來。

你能想像嗎？粉碎的 DNA 加了水以後又自己復原了。蛭形輪蟲不就是現實版的漫威死侍么？

哈佛大學的遺傳學家 Eugene Gladyshev 和 Matthew Meselson 更狠，他們曾經用1000戈瑞的伽馬射線輻射蛭形輪蟲姑娘們。

1000戈瑞是什麼概念呢？

Meselson 曾經用560戈瑞的輻射讓蛭形輪蟲 Adineta vaga 的染色體出現了500個雙鏈斷點，而1000戈瑞可以造成1000多個雙鏈斷點。用碎屍萬段也不足以形容這種變態的輻射劑量。

蛭形輪蟲 Adineta vaga 的長相一言難盡。

不過這對蛭形輪蟲姑娘們算得了什麼呢？

接受了1000戈瑞的魔法暴擊後的2個禮拜，她們照樣活著，只不過她們的產卵能力下降到了輻射前的10%。DNA 都碎成那樣了都還能拼回來繼續用，簡直就像木乃伊屍變啊。

你看到了吧，蛭形輪蟲姑娘們是世界上已知的最耐輻射的生物。

2019年，Van Doninck 表示蛭形輪蟲將會被送上太空。到時，水熊蟲的世界最頑強生物的名號恐怕將要官方不保。

Matthew Meselson 認為蛭形輪蟲姑娘們的存在值得讓生物學家懷疑人生：「有性生殖對於演化來說有什麼意義呢？」

Van Doninck 甚至認為，蛭形輪蟲姑娘們不需要小夥子，就是因為她們能夠自行修復 DNA，這或許是一條可以挑戰有性生殖的無性生殖道路。

emmm...未來說不定姑娘們脫個水就可以進入休眠狀態星際旅行了，再做個保濕面膜就滿血復活了...

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