潤語

世界上生命力最強的動物有哪些？也許大家會想到“小強”蟑螂。實際上，地球上生活著比蟑螂更為強悍的動物，那就是被稱為自然界最偉大幸存者的水熊蟲。它除了以強悍的生命力著稱以外，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，它還是偷走其他生物DNA的“大盜賊”。

唯一能在真空生存的動物

水熊蟲是屬于緩步動物門的一類小型動物的俗稱，因為它們看起來像多腿、可愛又笨拙的小熊而得名。有記錄的水熊蟲種類大約900種，它們很小，體長一般在1毫米左右。

它們的生活范圍極廣，似乎在哪兒都能找到這類動物的身影。它們生活在每一個大陸，從你家的后院到幾乎沒有人類足跡的南極洲，從最深的海洋到最熱的沙漠，甚至是在喜馬拉雅山脈的頂部。

盡管它們體型微小，生命力卻強。它們能夠承受極其惡劣的環(huán)境，不管是接近絕對零度的極端寒冷的溫度（-273℃）還是超過水沸騰的溫度。有研究顯示，水熊蟲可以在絕對干燥環(huán)境中生存1到10年之久。

2013年，歐洲宇航局曾利用無人宇宙飛船， 將這種古怪又強悍的生物送入太空，進(jìn)行長達(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，從而測試它們的生命力。結(jié)果顯示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)苛的考驗下幸存下來，并且在回到地球后重新開始繁殖后代。所以，它們是已知的唯一一種能在太空真空環(huán)境生存下來的動物。

在干燥狀態(tài)或環(huán)境惡化時，水熊蟲的身體會縮成圓桶形，自動脫水，靜靜地忍耐蟄伏（隱生現(xiàn)象），這個絕招能把生命代謝放慢到幾乎停止的程度。進(jìn)入休眠狀態(tài)時，它們的身體含水量可以降到僅僅3%這樣一種極端的“脫水狀態(tài)”。待環(huán)境好轉(zhuǎn)后，身體含水量上升，水熊蟲又能“復(fù)生”。有記錄表明，水熊蟲最長隱生的壽命超過120年。

生物界的大盜

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，要對水熊蟲的每一個基因都進(jìn)行分類。

結(jié)果，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)水熊蟲具有另一個非同尋常的特點：它們不是從自己祖先那里繼承所有基因，因為其將近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，使水熊蟲成為動物界“偷取DNA”的頭號盜賊。其實，我們可以想象到，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)雜的方式生長和發(fā)育。

但奇怪的是，水熊蟲的許多基因看起來并不像是動物的基因?？茖W(xué)家最初以為是樣本被污染了，但經(jīng)過反復(fù)、仔細(xì)的檢查和實驗，并重建生物祖先的特定基因序列后，科學(xué)家證實了那些看起來像外來基因的基因，確實不是水熊蟲自己“開發(fā)”而來，也不是從別的動物那里偷來的，而是從非動物那里挪過來的（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。

那些奇怪的遺傳物質(zhì)大部分都源自于細(xì)菌，而且還出現(xiàn)在水熊蟲的遺傳表達(dá)中。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)菌的單個或多個遺傳物質(zhì)片段。

因此研究者推測，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。

如何盜取？

水熊蟲這個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進(jìn)行水平基因轉(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)家最近才開始意識到，這種遺傳發(fā)育的方法也可以發(fā)生在動物身上。相比于水熊蟲，其他動物的基因組包含的“異物”很少（人類也有外源基因，但非常有限，主要通過轉(zhuǎn)座子和病毒獲得）。之前，微小的水生動物——輪蟲，是具有最多外源DNA的記錄保持者，為8%至9%。而現(xiàn)在水熊蟲后來居上了。

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，會慢慢失水變干，但當(dāng)有適合的生存條件時，它又會蘇醒。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)水熊蟲變干，它們的基因組會斷裂；當(dāng)補充水分后，水熊蟲細(xì)胞的細(xì)胞膜仍然會保持一段時間的“泄漏”狀態(tài)，當(dāng)細(xì)胞快速地修復(fù)自己受損的DNA時，可能會將外界環(huán)境中的某些DNA帶到細(xì)胞中，嵌入自己的基因組中。

所以，脫水干燥、細(xì)胞膜“泄漏”和DNA斷裂之間存在的關(guān)系，可能是水熊蟲成為“大盜賊”的重要幕后推手。

對于水熊蟲那些優(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。因為如果水熊蟲們從能忍耐嚴(yán)苛環(huán)境的生物那里獲得了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。

關(guān)于水熊蟲是如何設(shè)法湊齊這么多外源遺傳物質(zhì)的，進(jìn)一步的研究仍在進(jìn)行之中。

研究人員表示，在未來，水熊蟲基因的研究可能會有助于藥品、疫苗的開發(fā)，使疫苗不再需要低溫保存，甚至可以當(dāng)場脫水變干和復(fù)活，這對偏遠(yuǎn)的農(nóng)村診所或危機地帶（戰(zhàn)爭區(qū)）來說，可以稱得上是個絕對的福音。