里根政府时期被冰冻的水熊虫苏醒并产卵

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

科学家们似乎带着一种半虐待狂的乐趣，将地球上最可爱的动物之一——不起眼的水熊虫——置于一些难以想象的极端条件下。 为了科学的名义，水熊虫经历了干旱、寒冷、高温、压力、辐射，甚至是太空真空。 这是因为这些小动物，更正式的名称是缓步动物（“慢行者”），是地球上最顽强的动物之一，尽管它们体型娇小——大约半毫米——而且外表可爱。

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这些极端的生存能力很可能与它们需要在通常居住的苔藓上存活下来（水熊虫的另一个名称：苔藓小猪）有关。 苔藓本身也具有类似的能力——称为变水性——这在植物中也很少见，但对于这两种生物所居住的环境至关重要。 水熊虫在干燥后修复自身所需的遗传机制，在冷冻、 extreme heat、辐射或舱外活动后似乎也能同样有效地工作。

尽管许多人已经测试过它们在干燥或冷冻后苏醒并离开的能力，但很少有人测试过它们在深冻数十年后是否真的能够继续繁殖小水熊虫。

现在，来自日本的科学家们为我们解答了这个迫切的问题，他们解冻了在南极洲苔藓样本中采集并在里根政府时期（确切地说是 1983 年 11 月 6 日，一个属于雅达利、Thriller 和滑板的时代）被冷冻的水熊虫。 31 年后的 2014 年 5 月 7 日，它们在智能手机、碧昂丝和“悬浮滑板”的时代醒来，就像它们自己的微型版“回到未来”或“飞出个未来”。 也许对它们来说幸运的是，水熊虫仍然幸福地没有意识到在它们漫长的沉睡期间发生的任何人类文化变迁，并继续做着水熊虫最擅长的事情：用它们的八个熊爪四处走动，吃藻类，以及看起来可爱。

在生物学界，看起来像死了但实际上还活着被称为“隐生”，而水熊虫远非唯一能做到这一点的动物。 在微小动物中，线虫，也称为蛔虫，以及迷人的小型水生动物轮虫也能做到这一点。

但在迄今为止对这类动物的研究中，大多数科学家关注的是脱水的动物，而不是冷冻的动物。 在这方面保持记录的是两种植物寄生线虫Tylenchus polyhypnus 的幼年雌性和三只幼虫，它们在没有水的情况下存活了 39 年——或者，显然，没有希望。

此外，大多数研究人员仅仅探究动物是否存活，而不是动物的状况，以及它们在经历了这样的磨难后是否真的有繁殖能力。 最长的此类报告是关于两对雌雄线虫在干燥的土壤样本中度过了 8.7 年。 恢复的雌性产下了许多卵，这些卵孵化了，产生了可育的后代。

在这项研究中，由日本东京国立极地研究所的三位科学家进行，并于 2 月在期刊Cryobiology上发表，水熊虫——一种名为南极熊虫 (Acutuncus antarcticus) 的南极物种——已经在 -20°C 的温度下“冷静”了 30 多年。

它们是由神田洋史在第 24 次日本南极科考队期间于南极洲东部的毛德皇后地尤基多里山谷采集的。 他用纸包裹了他的样本，将它们放入塑料袋中，然后将它们放入零下 20 度的环境中，可能并没有意识到他的样本有一天会创造什么壮举。 其中一个样本于 2014 年 5 月 7 日在 3 摄氏度下解冻 24 小时。 然后将样本放入培养皿中，并在水中浸泡另外 24 小时。 科学家们用镊子剥开苔藓，并在解剖显微镜下用移液管提取出单个的水熊虫。

国际缓步动物死亡姿势是完全伸展的身体。 他们取出的两只缓步动物没有呈现这种姿势，这两只被科学家命名为睡美人-1 和睡美人-2（简称 SB-1 和 SB-2）的缓步动物被放入培养板上的单独孔中，以便观察和喂养。 科学家们还发现了一枚卵，他们将其放入另一个孔中并命名为 SB-3。

每个孔中都有缓步动物的垫料，形式为 1.5% 的琼脂凝胶，覆盖着 600 微升的优质法国矿泉水 (Volvic) 和精选的小球藻藻类。 每周，通过将缓步动物移动到另一个培养皿的新套件中来更换垫料和食物。

SB-1 是第一个显示生命迹象的，在补水后的第一天，它的第四对腿抽搐，这一场景肯定让人想起了玛丽·雪莱。 第五天，它扭动身体，缓慢地移动了第一对和第二对腿。 第 6 天，它试图站起来，到第 9 天，它设法缓慢地爬行。 它的食欲在第 13 天恢复了，那时它终于能够吞咽一些食物。

SB-1 的卵巢中有三个卵。 它们在第 21 天开始发育，并在第 23 天产下。 到第 45 天，SB-1 总共产下了 19 个卵，分五批产下，其中 14 个孵化（74%）。

SB-2 最初的恢复情况类似，但在试探性地啃食了几口后停止进食，并在第 20 天死亡。

卵 SB-3 在第 6 天孵化。 它在第 14 天产下了自己的第一个卵，并持续产卵直到 32 天大，总共产下 15 个卵，其中 7 个孵化（47%）——成功率远低于 SB-1。

以前，有记录显示，任何缓步动物在干燥后（而非冷冻后）的最长存活时间仅为 8 或 9 年。 之前的作者认为，10 年可能是干燥的缓步动物的上限，因为暴露在空气中会产生难以修复的氧化损伤（类似于铁在空气中生锈的方式）。 另一方面，冷冻可能会减缓或消除这些破坏性的化学反应，从而延长生存期，这项研究的作者认为。

他们说，水熊虫尽管如此还是因在深冻中 30 年而遭受了一些损害，这可以从它们漫长的恢复期和 SB-2 的不幸死亡中看出。 其他研究表明，线虫或水熊虫被冷冻的时间越长，它们似乎需要更长的时间才能恢复。 恢复时间增加可能与极端条件下随着时间推移而累积的细胞损伤成正比。

在冷藏中累积超过 30 年的损害也可能是 SB-1 的第一个卵需要双倍的正常时间才能孵化，以及 SB-3 在从它被冷冻的卵中孵化出来后，繁殖成功率低于平常的原因。

睡美人 1 号到 3 号存活了 30 多年的冷冻期，是缓步动物隐生现象的新纪录，比之前的纪录多出 20 多年。 但这些缓步动物不仅仅是存活下来。 其中两只走出了这场磨难并开始了家庭。 没有比这更顽强的了。

参考文献

Tsujimoto, Megumu, Satoshi Imura, 和 Hiroshi Kanda. "从冷冻 30 多年的苔藓样本中恢复和繁殖的南极缓步动物。" Cryobiology Volume 72, Issue 1, Pages 78–81 (2015 年 2 月)。