本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。
博主注:我仍然要离开博客几周。在此期间,这是另一篇来自 Artful Amoeba 档案的文章。它最初发表于 2010 年 10 月 4 日。 我最近读到一本关于水熊虫的令人愉悦的小册子,这让我对它们的解剖结构(它们中的一些有像坦克一样的装甲板!)和多样性有了全新的认识。请享用!
如果让你说出一种既能在太空真空中生存,又能承受全部太阳辐射的多细胞生物,你能说出来吗? 事实上,确实有一种生物做到了这一点,而且它在做到这一点的同时,还完成了(显然)毫不相关的壮举:极其可爱。 告诉我,这段视频难道没有让你想要捡起一只并给它揉揉肚子吗?
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这是一种叫做水熊虫的小动物,或缓步动物。 在世界各地的苔藓、地衣、森林凋落物、池塘、海滩、雪堆(甚至温泉)中,这个小家伙蹒跚而行,无视更大的世界。 它们只有 100 微米(0.1 毫米)到 1.5 毫米长,爪子很可爱。 你注意到小手指了吗?
这些小家伙在 18 世纪被发现,因其蹒跚、类似熊的步态而被命名为水熊虫——也就是说,如果你能想象一只长着*四*对腿并且喜欢在冬天蜷缩而不是蜷缩在洞穴里的熊。 事实上,缓步动物的意思就是“慢行者”。
水熊虫存在于宏观世界和微观世界之间一个奇怪的交汇点。 它们是多细胞生物,有肠道、大脑、眼睛、手指和几丁质角质层(它们会脱落),但在许多方面,它们的行为都像原生生物,后者也是微生物,但根本不是动物。 一些缓步动物直到蜕皮才排便。 其他一些直到那时才交配。 受精卵留在蜕皮后的皮肤中并在那里孵化,有时也会粘附在附近的表面。 它们也是定细胞的 (you-tell-ik),这意味着每只水熊虫都生长出完全相同数量的细胞,一旦达到这个数量,它们只能通过生长这些细胞来变得更大。 这在微生物生命中并不罕见。 它们的嘴里装备着口针,它们用口针刺穿并吸食植物细胞、藻类和小型无脊椎动物的美味内容物。
至于它们奇异的生存主义倾向,承受太空的真空和灼热的太阳辐射似乎是它们在干旱时期生存能力(它们可以在没有水的情况下存活十年)的副产品,就像轮虫纲轮虫一样,我也在这里介绍过它们。 它们可以可逆地进入一种称为隐生休眠的假死状态,在这种状态下,它们的新陈代谢骤然停止,水分含量骤降至正常水平的百分之一。 这有助于保护它们的 DNA,一种叫做海藻糖的糖有助于保护它们的膜。 有关更多信息,请参阅此处。 1997 年,它们被发射到近地轨道并在太空真空中存活了 10 天。 是的,缓步动物......在......太空! 几只继续正常产卵和孵化。 有趣的是,甚至有一个科幻小说般的词来形容它们的假死状态:当处于这种状态时,它们被称为“桶形体”。
从分类学上讲,水熊虫与节肢动物(或世界上所有的甲壳类动物和昆虫)以及有爪动物(天鹅绒虫)关系最为密切。 生物学家会说它们是两侧对称动物冠群之一,或者是在动物发展出镜像对称后最早分裂成自己群体的谱系之一。 其他早期分化的动物要么没有对称性(海绵),要么是放射对称的(水母等)。 您可以在此处查看它们在生命家谱中的位置(查找缓步动物门)。 您可能会注意到它们也属于一个名为“蜕皮动物”的群体,这只是“所有蜕皮外骨骼的生物”的代号,这实际上似乎是一个真实的、历史性的、一次性的进化创新(即,生物学上的共有衍征),因此使其成为一个分类学上有效的群体。
最后一个酷炫的小知识:很少有缓步动物化石化,但在那些化石化的缓步动物中,有一种被命名为Beorn leggi,对于那些读过《霍比特人》的人来说,这将是令人愉快的。 并且,以防你想知道是否真的有人有胆量这样做,是的,是的,有人这样做了。 这件事迫不及待地想被完成。 看,毛绒缓步动物。