徐行动物是心爱、坚韧的水熊虫,可能比人类活得更久。
扫描显微镜拍摄的徐行动物的 3D 图像。
徐行动物,凡是被称为水熊虫,是微不雅的水生动物,身体饱满、分段且头部扁平。它们有八条腿,每条腿都有四到八个爪子或手指,有点像《爱丽丝梦游仙境》中吸食水烟的毛毛虫。固然徐行动物十分心爱,但它们也几乎坚不成摧,以至能够在外太空保存。
徐行动物于1773年由德国动物学家约翰·奥古斯特·埃弗莱姆·格兹 (Johann August Ephraim Goeze) 发现,他称它们为“水熊虫”。三年后,按照卡尔顿学院科学教育资本中心(SERC)的说法,意大利生物学家拉扎罗·斯帕兰扎尼 (Lazzaro Spallanzani) 将那群动物定名为“Tardigrada”或“慢步者”,因为它们蹒跚学步。按照综合分类信息系统(ITIS),目前约有1300种已知的徐行动物物种属于徐行动物门(一个分类类别 ),那是由美国联邦机构合做创建的物种名称和分类资本。
徐行动物有多大?按照世界徐行动物数据库,水熊虫的长度能够从 0.002 到 0.05 英寸(0.05 到 1.2 毫米)不等,但它们的长度凡是不会超越 0.04 英寸(1 毫米)。
按照2019 年颁发在节肢动物构造与发育杂志上的一篇文章,徐行动物的身体凡是仅由 1000 个细胞构成。比拟之下,人体由数万亿个细胞构成。
徐行动物生活在哪里?望文生义,水熊虫几乎生活在任何有液态水的处所,栖息在海洋、淡水湖泊和河流以及笼盖陆地苔藓和地衣的水膜中。按照密歇根大学动物多样性网(ADW) 的数据,它们能够在各类情况中保存:从喜马拉雅山脉超越 19,600 英尺(6,000 米)的高度到海平面以下超越 15,000 英尺(4,700 米)的海洋底部。
并不是所有的徐行动物都生活在极端情况中,但水熊虫以在极端前提下保存而闻名,那些前提会杀死大大都其他形式的生命,它们会酿成一个桶状的脱水球。
据报导,研究人员发现,处于脱水形态的徐行动物能够接受低至负 328 华氏度(负 200 摄氏度)和高于 300 华氏度(148.9 摄氏度)的温度。按照明尼苏达州卡尔顿学院科学教育资本中心的说法,它们还能够在辐射、沸腾的液体和高达海洋最深处压力的六倍的情况下存活下来。
2008 年颁发在《现代生物学》杂志上的一项研究表白,某些品种的徐行动物——在脱水时——能够禁受为期10天的低地球轨道之旅,其实不受太阳紫外线辐射和太空实空的危险而返回地球。
在显微镜下能够清晰地看到徐行动物。
比来的研究显示,枯燥的徐行动物能够在被高速枪以每秒近 3,000 英尺(每秒 900 米)的速度射出,并在大约1.14吉帕的压力下幸存下来。那可能意味着,在 2019年4 月11 日着陆器坠毁在月球上后,以色列登月使命Beresheet上照顾的数千只徐行动物可能幸存下来。
徐行动物吃什么?大大都徐行动物从动物、藻类和实菌的细胞中吸收液体,用嘴里的针状探针刺穿细胞壁,然后将液体吸进里面。
然而,按照伊利诺伊州卫斯理大学的物种散布项目(SDP)研究显示 ,有些物种能够吃掉整个生物体,例如轮虫、线虫以至其他徐行动物。
徐行动物是若何繁衍的?徐行动物的繁衍可能是有性的或无性的,那取决于物种。雌性一次可产多达 30 个卵,而且卵可能在雌性体内受精。其他徐行动物物种能够是自体受精的雌雄同体,它们通过孤雌生殖停止繁衍——胚胎在没有外部受精的情况下发育的过程。
按照研究,胚胎凡是在受精后 14 天内完全发育,但按照枯燥和温度等情况前提,它们的发育可持续长达 90 天。年轻的水熊虫没有幼虫阶段,孵化时类似于微型成虫,虽然它们的爪子和刺凡是比完全长大的水熊虫少。幼鸟通过蜕皮它们的外部角量层“皮肤”分几个阶段生长,每次蜕皮可能需要五到十天才气完成。
此插图描画了徐行动物的长肠(灰色)和上方的卵巢(黄色)。
水熊的剖解构造按照2021 年 8 月颁发在《美国国度科学院院刊》上的研究,在徐行动物的细小身体内,你找不到任何骨头。相反,它们由静水骨骼支持。那是一个充满液体的隔室,称为血淋巴。与人类血液类似,血淋巴充满营养。
固然它们没有脊髓,但徐行动物有一个腹侧神经系统,在徐行动物的大脑和身体之间发送信号,在功用上相当于脊椎动物的脊髓。
水熊虫有完好的消化系统,但没有轮回系统或呼吸系统。相反,水中的氧气通过它们的角量层壁进入它们的身体。为了帮忙轮回,它们的肌肉会收缩以输送静水骨骼中的营养物量。
是什么让徐行动物如斯坚不成摧?水熊在恶劣的情况中保存有一个差别寻常的战略:它们进入一种几乎像灭亡一样的形态,称为隐生形态,从体内排出超越 95% 的水分,缩回头和腿并蜷缩成一个脱水的桶。
2020 年颁发在《科学陈述》杂志上的一项研究陈述称,到 1970 年代,科学家们确定,徐行动物中差别形式的隐生可能是由四种情况触发因素引起的:枯燥、冷冻、缺氧和盐分过多。
在隐生过程中,徐行动物的代谢活动降至一般程度的 0.01%。它的细胞遭到徐行动物特有的水溶性卵白量(称为徐行动物无序卵白或 TDP)的庇护,免受损害。当徐行动物排出体内的水分时,TDP 分子会在细胞四周构成坚韧的玻璃状茧,那能够包管细胞质料的平安,并使其可以在前提更适宜的情况下在水中新生。
即便几十年过去了,徐行动物也能够恢复活机。据Live Science此前报导,2016 年,科学家们新生了两个脱水形态的水熊虫,和一个已经处于隐生形态 30 多年的水熊虫卵。另据报导,1948 年,意大利的一名研究人员据称从一块超越120年的干苔藓中新生了一只徐行动物。然而,尔后没有其他研究人员从如斯古老的苔藓中新生了一只徐行动物。
展现徐行动物底部的彩色电镜图像。
徐行动物接近灭绝吗?徐行类动物尚未得到国际天然庇护联盟的评估,该组织是监测动物和天然栖息地庇护情况的全球组织;它们不在任何其他濒危名单上。研究人员发现,自该群体在大约 50 亿年前降生以来,徐行动物在地球上的所有五次大规模灭绝中都幸存下来,而水熊虫能够在人类消逝很久之后存活下来。
2017 年,哈佛大学和牛津大学的科学家们研究了某些天文事务的概率——碰击地球的小行星、临近的超新星发作和伽马射线发作,仅举几例——那些事务可能在将来几十亿年内发作。然后,他们评估了那些事务覆灭地球上最固执的物种的可能性。研究人员在颁发在《科学陈述》杂志上的研究中陈述说,固然此类灾难可能会覆灭人类,但研究人员发现,固然附近的超新星或大型小行星碰击对人类来说是灾难性的,但徐行动物可能不受影响,小水熊虫能够在大大都宇宙灾难中幸存下来。