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缓步动物通常只能长到1毫米左右长,但这种微小的生物可以抵御世界上最恶劣的生存条件(或者更极端的生存环境)。

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1777年,德国动物学家 Johann August Ephraim Goeze首次发现这种微小的水生生物。由于它们行走的方式形似熊的步态,他将它们命名为kleiner Wasserbär (“小水熊虫”)。后来,意大利生物学家Lazzaro Spallanzani为他们创造了一个名字 “tardigrade”(“缓步动物”),因为它们像乌龟一样行动缓慢。

尽管缓步动物与细菌等单细胞生物大小相似,但它们可能包含多达4万个细胞。目前,已知的缓步动物有900多种,其中【最大的缓步动物】是欧亚海域的海洋生物Echiniscoides sigismundi,成年Echiniscoides sigismundi的体型可长到1.5毫米。

Even the largest tardigrade species, Echiniscoides sigismundi, maxes out at 1.5 mm (0.05 in)

从南极冰下5米的深处到热带雨林,从海底到山顶、温泉甚至火山内部,都能找到水熊虫的身影。令人难以置信的是,在没有食物的实验室条件下,这些生命力极强的生物也能存活30年之久(它们以动植物、细菌甚至其他缓步动物的细胞为食)。

尽管它们的适应能力很强,但为了保持活力,它们的身体需要处在有水的环境中,以防止身体干燥,同时呼吸水中的氧气。因此,它们经常生活在薄薄的一层水膜里,例如潮湿的苔藓或者地衣上。

缓步动物能够生存的一系列挑战死亡的环境让人类自愧不如。它们是世界上【最耐热的动物】,能够忍受150摄氏度的高温,或低至零下200摄氏度的低温。它们也能在冰冻环境中生存:【缓步动物在冰中存活的最长时间】超过32年,其中两个水熊虫于1983年11月被冰冻,2015年12月25日被日本科学家复活。

The tardigrades were one of around 40 experiments on board the Foton-M spacecraft sent to orbit in 2007 

缓步动物能够承受比海洋最深处高六倍的压力,也能承受缺氧和真空低压的环境。事实上,它们是【外太空生命力最顽强的生物】:2007年,科学家通过欧洲航天局的FOTON-M3航天器将两种缓步动物送入轨道,将它们暴露在真空中和足以将人烧成灰烬的辐射水平下。其中三分之一的缓步动物活着回到地球,而其中的10%能够继续交配和产卵。

它们是如何做到的?

在面对恶劣环境时,例如,在干旱环境下,缓步动物会进入“隐生状态”,它们蜷缩起来以缩小表面积,形成所谓的“tun”,它们的新陈代谢就会暂时停止。就好像它们已经死亡了一样,但这种状态是可逆的,一旦周围环境改善,缓步动物的新陈代谢就会恢复。

When facing extreme conditions, a tardigrade retracts external features such as its legs and shuts down internal systems, until such a time that conditions become more tolerable

它们身体缺乏的液体会被帮助维持细胞的蛋白质所取代。这之后它们可能需要几个小时的时间才能恢复,但在经历了一个多世纪的隐生状态后,一些干苔藓中的缓步动物已经恢复了活力。

那么,非凡的生存能力能否使它们成为“极端微生物”?

严格意义上来说,不能。极端微生物在极度恶劣的条件下也能茁壮成长。缓步动物能够在这样的环境中存活相当长的时间,但如果它们继续暴露在恶劣的环境中,最终将会死亡。真正的极端微生物包括世界上【最耐热的陆地动物】撒哈拉沙漠蚂蚁,能够承受53摄氏度(127.4华氏度)的高温,以及世界上【海拔最高的蜘蛛】喜马拉雅跳蛛,其在尼泊尔珠穆朗玛峰海拔6700米的地方被发现。

Left: the Saharan desert ants have one of the highest thermotolerances in the animal kingdom; right: no spider lives at higher altitudes than the Himalayan jumping spider

关于这些微小的破纪录者,还有很多有待发现。我们仍然不了解它们能够生存的全部环境。直到2016年,缓步动物交配的视频才首次面世。有些物种甚至可以无性繁殖:雌性可以在没有受精的情况下产卵,这是该生物多产适应性的另一个标志。

的确,缓步动物非凡的生存能力很有可能能够帮助它们在灾难性事件中存活下来,比如大型小行星撞击地球和来自超新星的伽马射线暴。虽然缓步动物的体型极小,但它们可能比我们所有人都要活得更久……