乍一看,線蟲是貌不驚人的蛔蟲——但不要低估它們。
2018年,科學家宣佈他們發現並復活了在西伯利亞永久凍土中發現的兩種微觀線蟲,估計它們可能已有四萬二千年歷史。現在,這些蛔蟲成為了更多研究的主題,研究表明,其中一種線蟲代表了一個新物種,因發現地科雷馬河而被命名為科雷馬盤 গ্র線蟲 (Panagrolaimus kolymaensis)。這項新研究於7月27日發表在《PLOS Genetics》雜誌上,還將西伯利亞蠕蟲的生存機制與另一種線蟲秀麗隱杆線蟲 (Caenorhabditis elegans)(一種世界各地實驗室常用的模式生物)的生存機制進行了比較。研究人員還聲稱,根據他們對與這些線蟲一起發現的植物物質的年代測定,科雷馬盤 গ্র線蟲實際上已有四萬六千年曆史。
“放射性碳定年法絕對精確,我們現在知道它們確實存活了四萬六千年,”該研究的共同作者,德累斯頓馬克斯·普朗克分子細胞生物學和遺傳學研究所的榮譽細胞生物學家 Teymuras Kurzchalia 說。
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愛爾蘭梅努斯大學的榮譽生物學教授 Ann Burnell 說,盤 গ্র線蟲屬物種遍佈世界各地,並以在經常使其暴露於乾燥或冰凍環境中的能力而聞名,她沒有參與這項新研究。
如果這些蠕蟲真的像研究表明的那樣古老,那麼它們將是科學家所稱的隱生現象(生物體在惡劣條件下暫停自身新陳代謝的能力)最令人驚歎的例子。
“我認為這是一項令人印象深刻且有趣的工作,”紐西蘭奧塔哥大學的榮譽動物學教授 David Wharton 說,他沒有參與這項新研究。
但一些科學家對這項研究的發現持懷疑態度,2018年首次報道這些樣本時也是如此。當時,外部研究人員表示擔心,分析的線蟲可能是現代汙染物。楊百翰大學的生物學家 Byron Adams 就是其中一位懷疑論者,他仍然不相信 Kurzchalia 及其同事的新工作。“我很想相信他們描述的動物已經在永久凍土中冷凍了四萬年而存活下來,”Adams 說。“如果我是個賭徒,我會賭這實際上可能發生,而且這些東西確實有這麼古老。”
但 Adams 認為,論文中的分析並沒有證明蠕蟲的年齡——只證明了附近發現的植物材料的年齡。“我不懷疑永久凍土中有機材料的年齡,”他說。“這些數值可能是合法的。”
然而,Adams 補充說,“作者們沒有做工作來證明他們回收的動物不僅僅是表面汙染物。” 他說,驗證年齡的一種方法是採集該地區的土壤樣本,並確認其中的線蟲代表與在永久凍土中發現的線蟲不同的物種。
Kurzchalia 沒有參與最初的採集過程,該過程於 2002 年進行,是為期多年的考察系列的一部分。但他表示,他相信科學家們為避免現代汙染而使用的無菌程式。Kurzchalia 首次接觸到這些蠕蟲是在很久之後,此前他聯絡表示對最初關於這些“復活”線蟲的報告感興趣,並邀請一位俄羅斯合著者將一些樣本帶到他的實驗室進行分析。
除了放射性碳定年法之外,新研究的作者還證實,他們可以使用特殊的準備訊號成功誘導線蟲進入和退出類似休眠狀態的隱生現象。
然而,Wharton 說,研究人員測試的冷凍機制是不現實的,因為它涉及在突然冷凍線蟲之前將其乾燥。他補充說,在自然界中,更可能是溫度逐漸下降,同時水仍然存在。“這幾乎不是一種自然情況,”Wharton 說。“由於線蟲需要水才能活躍和繁殖,因此它們更有可能是在與水接觸的情況下被冷凍的。”
新論文還包括基因分析,Kurzchalia 說,在這種情況下,基因分析具有挑戰性,因為科雷馬盤 গ্র線蟲是孤雌生殖的,這意味著該物種的雌性可以在沒有雄性伴侶的情況下繁殖(儘管通常繁殖力較差)。(此外,線蟲是三倍體,包含每個染色體的三個副本;通常,染色體成對出現,一半來自每個親本。)Kurzchalia 說,該團隊使用的一種基因分析需要大約 2,000 到 4,000 條蠕蟲。對於常見的實驗室物種秀麗隱杆線蟲來說,這個數字微不足道,但對於科雷馬盤 গ্র線蟲來說,很難實現。
根據 Adams 的說法,努力飼養足夠多的蠕蟲是值得的,他稱基因分析“紮實而有趣,無論關於回收動物年齡的問題如何”。
在分析過程中,研究人員還尋找了常見秀麗隱杆線蟲在被稱為滯育幼蟲的特定形態的蠕蟲進入隱生現象休眠狀態時已知使用的基因。Kurzchalia 的實驗室之前已經表明,這些滯育幼蟲需要處理一種叫做海藻糖的糖才能在冷凍後存活。研究小組發現,在新研究中,科雷馬盤 গ্র線蟲中也存在該過程所需的基因。
“這個生存工具包與四萬六千年前的工具包相同,”Kurzchalia 說。
