水熊虫可以在没有水的情况下生活30年也不会挂,可以承受零下200摄氏度到150摄氏度的温度,还能在致命的宇宙射线和真空中存活,因此被不少人封为“杀不死”的地球最顽强生物。但是许多人不知道的是,有一种生物不但可以像水熊虫一样在脱水的情况下生活很多年,还可以修复自己碎成渣渣的DNA。更离奇的是,这种生物几百万年来一直进行无性生殖。和这种生物相比,水熊虫似乎都没有勇气说自己地球第一呢。
这种生物就是蛭形轮虫(Bdelloids rotifer)。她们在地球上存在了8千万年,每个大洲都发现了她们的足迹。别看蛭形轮虫很小,它长得还挺讲究的。她们都是可爱的中国红春丽双髻造型。她们肚子里红色来自她们爱吃的食物——雨生红球藻的色素虾青素。为什么说蛭形轮虫是姐妹们?因为她们第一个炸天的技能点是…可以8千万年不交配。科学家们没有找到任何雄性的蛭形轮虫。
8千万年来,蛭形轮虫一直是以孤雌生殖的方式繁衍的。每个蛭形轮虫妈妈的未受精卵会发育成另一个蛭形轮虫女儿。蛭形轮虫的这种繁衍方式让科学家们很生气。1986年,英国著名数学进化生物学家约翰·梅纳德·史密斯曾经痛骂蛭形轮虫是“演化的丑闻”。不过他这一黑,倒是把蛭形轮虫黑出了名气。已知的蛭形轮虫有400种,其中的大部分可以忍受干旱。它们一般居住在苔藓表面啊,积水潭等一会儿干一会儿涝的环境里。
干旱对于许多生物来说是致命的,因为当细胞的含水量下降到10%时,重要的生化作用便无法进行。蛭形轮虫和水熊虫一样,自带在干旱环境中进入低湿隐生状态的技能。蛭形轮虫可以在生命的任何阶段脱水进入生死不明的僵尸态。而且当它们的身体脱水变干的时候,也像水熊虫一样可以忍受高温高压,还有漫长的时间。目前有记录的蛭形轮虫最长低湿隐生时间是9年。
在缺水的情况下,不仅正常生理活动无法进行,连 DNA 也会备受打击,因为干燥会让 DNA 变脆,造成致命的双链断裂。大多数生物都没有办法对付 DNA 双链劈叉事件,而且修补的结果也可能会引入要死的变异。不过,蛭形轮虫的路子就比较佛,DNA 断就断了吧,旧的不去新的不来。因为一旦水源充足,蛭形轮虫姑娘们粉碎的 DNA 就可以重新修复,它们甚至可以在这个过程中搞点别人的基因来玩玩。
是的,蛭形轮虫姑娘们更炸天的技能就是从别人身上撸基因。蛭形轮虫的身体里有来自植物、细菌以及真菌的基因。而且,它们很可能还可以和其他蛭形轮虫女孩子交换碎掉的 DNA 片段。总之,剑桥大学的分子生物学家 Alan Tunnacliffe 说,这种穿百家衣的生物的大约8-9%的基因来自于其他生物。你见过哪个生物的 DNA 被打碎成1000片还能修得回来的么?蛭形轮虫就能!
比利时那慕尔大学的生物学家 Karine Van Doninck 和同事用800戈瑞的质子辐射去轰脱水中的蛭形轮虫女孩子们。质子辐射疗法就是利用质子辐射将癌细胞的 DNA 粉碎,从而杀死肿瘤细胞的放疗手段。不过,放疗时的辐射剂量一般是每次1-7戈瑞。你感受一下800戈瑞意味着什么。要知道,在800戈瑞这样大的辐射剂量下,没有细胞能够活下来。不出所料,蛭形轮虫姑娘们的 DNA 的确全部碎了。
但是一旦把它们重新放到水里,99%的蛭形轮虫女孩子都活了过来。你能想象吗?粉碎的 DNA 加了水以后又自己复原了。蛭形轮虫不就是现实版的漫威死侍么?哈佛大学的遗传学家 Eugene Gladyshev 和 Matthew Meselson 更狠,他们曾经用1000戈瑞的伽马射线辐射蛭形轮虫姑娘们。1000戈瑞是什么概念呢?
Meselson 曾经用560戈瑞的辐射让蛭形轮虫 Adineta vaga 的染色体出现了500个双链断点,而1000戈瑞可以造成1000多个双链断点。用碎尸万段也不足以形容这种变态的辐射剂量。不过这对蛭形轮虫姑娘们算得了什么呢?接受了1000戈瑞的魔法暴击后的2个礼拜,她们照样活着,只不过她们的产卵能力下降到了辐射前的10%。DNA 都碎成那样了都还能拼回来继续用,简直就像木乃伊尸变啊。
你看到了吧,蛭形轮虫姑娘们是世界上已知的最耐辐射的生物。Van Doninck 表示,2019年蛭形轮虫将会被送上太空。到时,水熊虫的世界最顽强生物的名号恐怕将要官方不保。Matthew Meselson 认为蛭形轮虫姑娘们的存在值得让生物学家怀疑人生:“有性生殖对于演化来说有什么意义呢?
”Van Doninck 甚至认为,蛭形轮虫姑娘们不需要小伙子,就是因为她们能够自行修复 DNA,这或许是一条可以挑战有性生殖的无性生殖道路。