一条雌性微小蛔虫,已经在西伯利亚永久冻土层深处度过了4.6万年,现在复活了,并开始在实验室培养皿中生儿育,据华盛顿邮报。
本周四发表在《PLOS 遗传学》杂志上的一项研究说,通过对这条蛔虫的基因组进行测序,科学家发现这是线虫的一个新物种。线虫是当下地球上最普遍的生物之一,栖息于土壤、水和海底。
佛罗里达大学的线虫学家威廉·克罗没有参与这项研究,他写道:”绝大多数线虫物种都没有被描述过,这种古老的西伯利亚蠕虫可能是一种已经灭绝的物种。不过,它也很可能是一种常见的线虫,只是还没有人去描述它。”
科隆大学动物学研究所研究小组组长、研究的作者之一菲利普·希弗说,这个小家伙除了 “穿越时空 “的 “惊奇 “因素外,研究这些纺锤形的微小生物如何休眠以在极端环境中生存,还有一个实际原因:这项工作可能会揭示动物如何在分子水平上,适应因全球气温飙升和天气模式变化而导致的栖息地迁移。
希弗写道:”我们需要知道物种是如何通过进化来适应极端环境的,这样或许可以帮助今天还活着的物种和人类。”
科学家们早就知道,一些微小的生物能够暂停生命,在恶劣的环境中生存下来,通过将新陈代谢减慢到检测不到的水平,进入最深睡眠状态,这个过程被称为”隐生”。
早在 1936 年,人们就在俄罗斯贝加尔湖以东的永久冻土层中发现了一种有几千年历史的甲壳动物。2021 年,研究人员宣布,他们复活了在西伯利亚永久冻土层中呆了 2.4 万年的古老双胞轮虫(一种微小的多细胞动物)。
此前的线虫复活记录是由南极的一种线虫创造的,这种线虫在隐生数十载后又开始蠕动。
这种被称为 “Panagrolaimus kolymaensis “的线虫新品种打破了记录,而且一下子长出来数万年。线虫所处的冻土来自一个古老的地鼠洞,是从地表下约130英尺处挖掘出来的。科学家们利用放射性碳测年法确定,这片土壤的年龄为 4.6 万年(误差在1000年左右)。
“PLOS Genetics》共同编辑、北卡罗来纳大学教堂山分校聚合科学研究所所长格雷戈里·科本哈弗说:”它存活的年代是令人震惊的事情之一。”
他指出,4.6万年前是上一个地质时代,即更新世,而 “这个单一的生物体,即他们发现的实际个体,在这段时间里一直活着”。
希弗说,复活这些生物的方法相当简单。研究人员将土壤解冻,注意不要过快升温,以免煮熟了。然后,线虫开始蠕动,吃实验盘中的细菌并繁殖。
最初的 46000 年前的线虫已经不在人世,但科学家们继续用这种线虫繁殖了 100 多代。这个物种在没有配偶的情况下,通过一种叫做孤雌生殖的过程进行繁殖。
研究人员好奇它是如何进入濒死状态的。
通过实验,他们发现,与另一种微型蛔虫,秀丽隐杆线虫(C. elegans)一样,如果在深度冷冻之前将其置于轻度干燥的环境中,线虫在冷冻和干燥后的存活率会更高。在这种预处理过程中,线虫开始泵出一种叫做三卤糖的糖,这种糖可能有助于保护线虫的DNA、细胞和蛋白质不被降解。
这项研究的共同负责人、马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所名誉教授泰穆拉斯·库尔扎利亚说,目前正在利用可以沉默或敲除基因的工具,努力揭示这一过程所需的蛋白质。
“关于耐干燥的机制,我们还有很多东西要学,”库尔扎利亚说。
研究人员还很好奇,生物体存活和复活的时间是否有任何限制,如果通常在数周内生活、繁殖和死亡的动物能将生存时间延长数百年或数千年,这对进化乃至灭绝的概念意味着什么。
这个有 4.6 万年历史的线虫物种的正常寿命,只有一到两个月。
希弗说:”我们可以说它们还活着,因为它们会移动,会吃培养板上的细菌,还会繁殖。”