水熊:生活在人类周围的小怪物 (12 pics)

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/19 09:40:26
地球上生命力最强可以说几乎杀不死的生物--水熊
Take a look at this monster’s round jaw. It looks horrifying. But this creature is fantastic, as it can survive in extreme environments that would kill people and most animals and even survive the vacuum of space. It can stand temperatures of as low as -273 degrees C (-460 degrees F) and as high as 151 degrees C (303 degrees F). It can stay alive after boiling in hot water, and getting 1,000 times more radiation than humans. It can spend almost a decade without water and food. Probably, these monsters would have seized our Planet by now if not two circumstances. On the one hand, they are extremely small (the biggest adults are able to reach a body length of 1.5 mm). On the other hand, they are slow walkers. They are even called Tardigrada because of this.












水熊[water bear]是体型极小的生物,必须用显微镜才能看清它的面貌。
水熊在干燥状态或环境恶化时,身体会缩成圆桶形自动脱水静静地忍耐蛰伏[隐生现象cryptobiosis],意思是[潜在的生命],此时会展现惊人的耐力。
在1920年代,德国佛莱堡大学的拉姆把处在隐生现象的水熊分别放在150度(只有厌氧菌跟水熊才能处在如此高温下)和零下200度(接近绝度温度喔)的环境,结果发现不论在什么情况下,只要恢复常温并给予水分,水熊就会复活并再度开始缓慢地步行。
日本神奈川大学科学家在研究中发现,熊虫能身处6亿帕斯卡的压力下而安然无恙,这一压力为大气压的6000倍,是绝大多数生物、包括细菌所能承受的压力极限的两倍。
除温度外,水熊对真空的耐力也是超强。在百万分之一毫米汞柱的近真空状态下(接近太空的环境),水熊也能保持蛰伏存活,只要恢复常温并给予水分,水熊就会复活并再度开始缓慢地步行。
水熊亦能承受57万仑琴(人类在这种强度的放射线下,不到几秒就会死亡),也就是说,水熊的放射线耐力是人类的千倍之多。一样只要给水处于常温下就会复活。
处在PH值为1的强酸以及PH值13的强碱下,水熊照样没事,人类则是被溶化连骨头都没剩下来。
可在微波炉活上非常长的时间,人类在相同强度的微波下,不到1分钟就会被烤熟了
有些研究报告也指出,把收藏在博物馆达120年的苔藓类标本添加水分后,其中的水熊又恢复活动状态。
水熊这种生物比蟑螂还强,科学家曾经在盐矿中发现以冬眠了数千年的水熊,她们给予它水分和营养后,它就然能够醒过来并继续正常的生理活动。
全球几乎都有他的存在,北极、热帯、深海、温泉里都可以找到它。
此外,研究也显示,它能耐住比人类强数千倍的辐射量(可应付核子战争),可忍耐严重缺水和高浓度的盐分(可以应付像明天过后那样海水淹没都市的状况),最重要的是可以以冬眠的方式渡过不良环境,就算将地球破坏殆尽,它还是可以藉由将新陈代谢调至最慢而存活到地球自我净化之后再醒来。
10月29日出版的英国《自然》杂志上介绍说,水熊之所以能够在各种极端条件下生存,与它们身体可自动进行脱水有很大关系。科学家们发现,水熊在自行脱水后,身体体积可比正常情况下缩小一半,同时,它的八条腿也会收缩,从而进入一种静止的蛰伏状态。在这种状态下,水熊可“扛”过各种极端条件。
因为水熊本身有隐生现象可以说是冬眠,不管处在什么恶劣环境下都能立刻进入冬眠,只要加一点水就能立刻复活,生命力比病毒还强,所以被称为不死身生物。
1773年,一位德国牧师兼动物学家约翰·奥古斯特·古兹首次发现了这种生物并根据外形称其为“小水熊”;到1777年,意大利动物学家拉扎罗·斯帕尔兰查尼正式为这种直径不超过1毫米(一般在0.3~0.5mm之间)的无脊椎动物命名(Tardigrada的意思是slow walker)。至今已经有超过750种水熊亚种被发现遍布于世界各地,包括在很多极限化的环境中也有他们的踪迹。 · 水熊属于一个完全独立的门——缓步动物门 Phylum Tardigrada · 外形酷似微型的熊 · 构造很完整: 有头,脑,眼,嘴,躯干,胃,神经,肌肉,腿,足,甚至还有爪子(熊掌?) · 根据观察,可以发现水熊也有年龄的分别 · 水熊有性别之分, 而且有性行为 · 水熊的卵很特殊,看上去有点像现代微观艺术品 · 喜欢在地衣、苔藓处生活,当然也可以肯定有相当一部分就在你身边 · 他们对人类无害,没有任何水熊造成人们皮肤不适等影响的报告 · 不少人认为他们来自外星….. · 在极地5米冰层下方发现过他们 · 在6000米高山上有他们存在 · 还有一些生活在6000米深的海底 · …… 请看一个短小精致的视频~ 不过以上这些只是水熊的一般生活特征而已,以下这个复杂的单词才显示了他们惊人的特性:cryptobiosis 隐生现象——通俗的说就是这种生物可以在干燥或者恶化的环境中,将身体蜷缩成圆桶状进行蛰伏,在此状态下,水熊可以将自身的新陈代谢降低到普通水平的0.01%以下,并且将自身水分降至原来的1%(传说中的木乃伊…)。这一蛰伏不要紧,地球上最顽强的生命力就爆发出来了! · 耐热:1920年,科学家就发现隐生状态的水熊可以在零上150摄氏度 的环境下存活数分钟 · 耐寒:更让人难以想象的是,隐生的水熊可以在零下200摄氏度低温存活好几天,甚至可以在零下271度(比绝对零度高1度)存活数分钟 · 耐低压 :近期的实验发现隐生水熊可以在接近真空的环境中(百万分之一毫米贡柱)存活一段时间 · 耐高压:同样他们可以忍受6000个大气压的压强,这相当于海底最低点马里亚纳海沟最深处挑战者深渊水压的6倍 · 耐腐蚀:最近的一些实验显示失水状态的水熊对酸性和生化溶剂有相当的抵抗性;还有的水熊在盐矿中蛰伏了数年后存活了下来 · 抗辐射:更强大就是隐生的水熊可以抵抗5700格雷的辐射(1格雷=吸收5000台CT的辐射强度),而10~20格雷的辐射对这个星球上绝大多数动物(当然包括人类)已经是致命的了 · “重生”:最后也是最华丽的,当然也就是即使他们遭遇了再艰苦的环境再残酷的实验再漫长的岁月,几十年上百年,只要在合适的温度下给他们一滴水和适当的养分,他们就可以在几分钟内吸收水分恢复生理活动甚至开始进食~ orz~~ · 最伟大的,是他们在人类不断的对这个星球进行剥削和统治的状态下,悠然自得的生活了几万年甚至上亿年,并且可以预料的是,即使人类灭绝了,他们也依然会在地球上继续繁衍生息。
缓步动物门Tardigrada
简介
缓步动物门是动物界的一个门,是俗称水熊虫(Water Bear)的一类小型动物,主要生活在淡水的沉渣、潮湿土壤以及苔藓植物的水膜中,少数种类生活在海水的潮间带。有记录的大约有750余种,其中许多种是世界性分布的。在喜马拉雅山脉(6000m 以上)或深海(4000m 以下)都可以找到它们的踪影。
特征
缓步动物是多细胞动物。它们非常细小,大部分不超过1毫米,最小的Echiniscus parvulus初生的时候只有50微米。而最大的Macrobiotus bufelandi则只达1.4毫米。通体透明,无色,黄色,棕色,深红色或绿色。它们的颜色主要是它们的食物赋予的。它们食入含类胡罗卜素的食物,类胡萝卜素可以在各器官沉积。
它们由头部,四个体节,被几丁质构成的角质层覆盖。四对脚,末端有爪子,吸盘或脚趾。由长长的细胞组成的肌肉因应体节而分布。口前有两向前突出,一个用于刺进食物,另一个则是吸收工具。前肠有很多成对腺体,薄薄的食道连接中肠。在两个目的水熊虫中肠和末肠之间有马氏管,专司体内的渗透压平衡。
神经系统的构成:咽上下神经节,其中咽下神经节和腹部四个神经节链式相连。体腔中的细胞负责储存。水熊虫没有循环系统和呼吸系统。
缓步动物通常是雌雄异体。它们的性腺是次体腔的残留物,使不成对的囊状器官,或者是在肛门前向外开口,或者是向终肠开口。卵子并不需要事先受精就可以被排出体外。
对缓步动物的研究史
“小水熊虫”在1773年首次被一位名叫哥策的神甫描述,但并不完整。1774年和1776年意大利人考廷和斯巴兰扎尼发现,在缺水的环境下,缓步动物能够不脱去保护外壳而“复活”。斯巴兰扎尼并且指出,缓步动物要渡过缺水时期,就必须慢慢的失水。而缓步动物Tardigrada这个名字,也是斯巴兰扎尼首次给出的。
从此直至今天,人们缓步动物在动物分类中的位置,形态学,生活方式,组织学以及其隐生性的研究兴趣就有增无减。
1785年米勒(O.F.Müller)对这种动物作了深入的观察。他尝试将缓步动物归入动物演化树中并且把它归入壁虱属。米勒所使用的学名Acarus ursellus被林奈写到了他的《自然分类》中。1834年舒尔策发现了有名的Macrobiotus bufelandi。该名字来源于柏林医生Hufeland,他著了一本有关长寿术(德语:Makrobiotik)的书叫《延年益寿之艺术》。相对于斯巴兰扎尼的“复活”,舒尔策认为缓步动物在缺水后再次接触到水时,是“苏醒”过来了。但他的看法并不是得到很多的认同。他同时代的爱亨伯格则认为,缺水时,缓步动物能分泌一种物质,在里面缓步动物不但能度过困难时期,而且能繁衍后代。数年后“醒过来”的只是它的后代。更有人认为那是一种自然发生(generatio spontanea)。
对缓步动物形态,系统分类和生理研究有着最深远影响的贡献当属法国人Doyères所写的书《Mémoire sur les Tardigrades》(1840-1842年)。他强调了缓步动物在慢慢失水的环境中“复活”的能力。这和当时另一种观点相冲突,就是认为,没有任何预防措施可以阻止完全脱水的动物的死亡。1859年巴黎生物协会最终通过一份超过100页的鉴定形成定论,就是Doyères的意见是对的。新的问题是,在这种脱水环境中,缓步动物的新陈代谢究竟只是变慢了还是停止了。20世纪初,耶稣会神甫拉门(G.Rahm)通过缓步动物还能度过低温(绝对零度)环境的现象认为,新陈代谢是停止了。1922年鲍曼通过对脱水隐生的形态和生理方面的研究,再次捍卫了这一观点。
1851年Dujardin认为缓步动物是一种原本生活在海洋里的生物,这是缓步动物的分类的第一步。1907-1909年Murray在不列颠-南极探险中收集到多种缓步动物的样本。使得缓步动物的种类在很短的时间内上升到了25种。1928年图灵为缓步动物建立了一个新目。
但缓步动物在动物界中的位置在Doyères的著作中并没有被提及。1851年Dujardin根据它们具有和线虫动物相似的咽,而认为缓步动物是线虫动物的近亲。而1896年海克和1909年里希特斯则认为它的近亲应该是节肢动物。但大部分的专家却认为应是节肢动物。1929年根据当时组织学的证据人们将它划为节肢动物下的纲。到了1953年,人们终于可以有技术基础去测量缓步动物正常和隐生状态下的氧气消耗量。1968年科学家通过电子显微镜观察到缓步动物的储存细胞。1972年拉马佐蒂的专著第二版出版,列举了413种缓步动物。
1974年借拉马佐蒂75大寿之际在意大利城市帕兰扎(Pallanza)举行了第一届国际缓步动物论坛。
缓步动物的分类
缓步动物门 可分为:
异缓步纲(Heterotardigrada):如水熊虫(Water bears)
中缓步纲 (Mesotardigrada)
真缓步纲(Eutardigrada):如缓步虫(Macrobiotus)
在恶劣环境下的缓步动物
缓步动物门 具有全部四种隐生(Cryptobiosis)性(即低湿隐生Anhydrobiosis、低温隐生(Cryobiosis)、变渗隐生(Osmobiosis)及缺氧隐生(Anoxybiosis)),能够在恶劣环境下停止所有新陈代谢。缓步动物也因此被认为是生命力最强的动物。在隐生的情况下,一般可以在高温(151°C)、绝对零度(-272.8°C)、高辐射、真空或高压的环境下生存数分钟至数日不等。曾经有缓步动物隐生超过120年的记录。
低湿隐生
这是最常见的隐生形式,当陆生的缓步动物生活环境开始缺水是即会发生。但当它们再次接触到水的时候,它们能在很短时间之内重新活动。包括陆生缓步动物在内,只有它们身处水中才能存活。若果周边液体被稀释甚至低于体液浓度时,缓步动物就会蜷缩成桶状。背侧的甲片会层叠在一起,甲片之间的弹性角质层会收缩。进入所谓的“小桶状态”(Cask Phase)。
进入“小桶状态”的首要原因是缺氧。实验中停止通风,缓步动物会收缩。但在水中肌肉的收缩状态不能持久。所以“小桶”遇水即会重新舒展,但个体会立即进入窒息状态(Asphyxie)。
缓步动物能渡过缺水期有前提,就是该过程是缓慢进行的而且空气湿度不能太低。干燥过程太快,缓步动物就没有时间去收缩。作违背该前提的实验,可以观察到缓步动物紧压在地表,很难复苏。
缺氧隐生
缺氧隐生发生于缓步动物周遭液体含氧量低于一个阀值。开始的时候缓步动物先收缩,但后来就会伸展到最大状态,同时也是窒息状态,而且它们已没有能力排出进入体内的水分。一些种类能在缺氧状态下存活五天。缺氧隐生时缓步动物的新陈代谢状态不明。
低温隐生
低温就会引起低温隐生。缓步动物能先被冷冻再经解冻而复苏,而且不会对身体造成损坏。1975年Crowe将活动状态的Macrobiotus areolatus放到2毫升-20°C的水中。所有实验动物立刻进入小桶状态。在4°C的水中解冻只需要一分钟。80%的动物成功苏醒。
变渗隐生
变渗隐生还没有很好的被观察到。变渗隐生是因为环境的渗透压升高引起的。Macrobiotus bufelandi在0.4%的盐溶液中仍然能活动。在15%的盐溶液中它会在9秒之内进入小桶状态。Echiniscoides sigismundi在淡水中会窒息,但若在三天内将它重新放到海水中,它就会苏醒过来。
胞囊
在包囊中渡过困难时期并不算是隐生的一种。
在苔藓和干草间生活的,特别是淡水生的种类能够通过这种胞囊的形式渡过困难时期。在这种状态下缓步动物会缩小成只有原来20%到50%的体积,降低新陈代谢甚至分解部分器官。该过程伴随有三次连续的蜕皮,结束的时候,动物就会被多层角质层外壳所包绕。在这种状态下缓步动物能存活一年。当环境改变回来,该个体能在6到48小时内脱壳而出。
胞囊的形成只会在水中发生。它远不如小桶状态那样具抵抗能力,而且其水分含量也决定了其不具有抗高温能力。