里根政府時期被冰凍的水熊蟲甦醒併產卵

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科學家們似乎帶著一種半虐待狂的樂趣，將地球上最可愛的動物之一——不起眼的水熊蟲——置於一些難以想象的極端條件下。 為了科學的名義，水熊蟲經歷了乾旱、寒冷、高溫、壓力、輻射，甚至是太空真空。 這是因為這些小動物，更正式的名稱是緩步動物（“慢行者”），是地球上最頑強的動物之一，儘管它們體型嬌小——大約半毫米——而且外表可愛。

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這些極端的生存能力很可能與它們需要在通常居住的苔蘚上存活下來（水熊蟲的另一個名稱：苔蘚小豬）有關。 苔蘚本身也具有類似的能力——稱為變水性——這在植物中也很少見，但對於這兩種生物所居住的環境至關重要。 水熊蟲在乾燥後修復自身所需的遺傳機制，在冷凍、 extreme heat、輻射或艙外活動後似乎也能同樣有效地工作。

儘管許多人已經測試過它們在乾燥或冷凍後甦醒並離開的能力，但很少有人測試過它們在深凍數十年後是否真的能夠繼續繁殖小水熊蟲。

現在，來自日本的科學家們為我們解答了這個迫切的問題，他們解凍了在南極洲苔蘚樣本中採集並在里根政府時期（確切地說是 1983 年 11 月 6 日，一個屬於雅達利、Thriller 和滑板的時代）被冷凍的水熊蟲。 31 年後的 2014 年 5 月 7 日，它們在智慧手機、碧昂絲和“懸浮滑板”的時代醒來，就像它們自己的微型版“回到未來”或“飛出個未來”。 也許對它們來說幸運的是，水熊蟲仍然幸福地沒有意識到在它們漫長的沉睡期間發生的任何人類文化變遷，並繼續做著水熊蟲最擅長的事情：用它們的八個熊爪四處走動，吃藻類，以及看起來可愛。

在生物學界，看起來像死了但實際上還活著被稱為“隱生”，而水熊蟲遠非唯一能做到這一點的動物。 在微小動物中，線蟲，也稱為蛔蟲，以及迷人的小型水生動物輪蟲也能做到這一點。

但在迄今為止對這類動物的研究中，大多數科學家關注的是脫水的動物，而不是冷凍的動物。 在這方面保持記錄的是兩種植物寄生線蟲Tylenchus polyhypnus 的幼年雌性和三隻幼蟲，它們在沒有水的情況下存活了 39 年——或者，顯然，沒有希望。

此外，大多數研究人員僅僅探究動物是否存活，而不是動物的狀況，以及它們在經歷了這樣的磨難後是否真的有繁殖能力。 最長的此類報告是關於兩對雌雄線蟲在乾燥的土壤樣本中度過了 8.7 年。 恢復的雌性產下了許多卵，這些卵孵化了，產生了可育的後代。

在這項研究中，由日本東京國立極地研究所的三位科學家進行，並於 2 月在期刊Cryobiology上發表，水熊蟲——一種名為南極熊蟲 (Acutuncus antarcticus) 的南極物種——已經在 -20°C 的溫度下“冷靜”了 30 多年。

它們是由神田洋史在第 24 次日本南極科考隊期間於南極洲東部的毛德皇后地尤基多里山谷採集的。 他用紙包裹了他的樣本，將它們放入塑膠袋中，然後將它們放入零下 20 度的環境中，可能並沒有意識到他的樣本有一天會創造什麼壯舉。 其中一個樣本於 2014 年 5 月 7 日在 3 攝氏度下解凍 24 小時。 然後將樣本放入培養皿中，並在水中浸泡另外 24 小時。 科學家們用鑷子剝開苔蘚，並在解剖顯微鏡下用移液管提取出單個的水熊蟲。

國際緩步動物死亡姿勢是完全伸展的身體。 他們取出的兩隻緩步動物沒有呈現這種姿勢，這兩隻被科學家命名為睡美人-1 和睡美人-2（簡稱 SB-1 和 SB-2）的緩步動物被放入培養板上的單獨孔中，以便觀察和餵養。 科學家們還發現了一枚卵，他們將其放入另一個孔中並命名為 SB-3。

每個孔中都有緩步動物的墊料，形式為 1.5% 的瓊脂凝膠，覆蓋著 600 微升的優質法國礦泉水 (Volvic) 和精選的小球藻藻類。 每週，透過將緩步動物移動到另一個培養皿的新套件中來更換墊料和食物。

SB-1 是第一個顯示生命跡象的，在補水後的第一天，它的第四對腿抽搐，這一場景肯定讓人想起了瑪麗·雪萊。 第五天，它扭動身體，緩慢地移動了第一對和第二對腿。 第 6 天，它試圖站起來，到第 9 天，它設法緩慢地爬行。 它的食慾在第 13 天恢復了，那時它終於能夠吞嚥一些食物。

SB-1 的卵巢中有三個卵。 它們在第 21 天開始發育，並在第 23 天產下。 到第 45 天，SB-1 總共產下了 19 個卵，分五批產下，其中 14 個孵化（74%）。

SB-2 最初的恢復情況類似，但在試探性地啃食了幾口後停止進食，並在第 20 天死亡。

卵 SB-3 在第 6 天孵化。 它在第 14 天產下了自己的第一個卵，並持續產卵直到 32 天大，總共產下 15 個卵，其中 7 個孵化（47%）——成功率遠低於 SB-1。

以前，有記錄顯示，任何緩步動物在乾燥後（而非冷凍後）的最長存活時間僅為 8 或 9 年。 之前的作者認為，10 年可能是乾燥的緩步動物的上限，因為暴露在空氣中會產生難以修復的氧化損傷（類似於鐵在空氣中生鏽的方式）。 另一方面，冷凍可能會減緩或消除這些破壞性的化學反應，從而延長生存期，這項研究的作者認為。

他們說，水熊蟲儘管如此還是因在深凍中 30 年而遭受了一些損害，這可以從它們漫長的恢復期和 SB-2 的不幸死亡中看出。 其他研究表明，線蟲或水熊蟲被冷凍的時間越長，它們似乎需要更長的時間才能恢復。 恢復時間增加可能與極端條件下隨著時間推移而累積的細胞損傷成正比。

在冷藏中累積超過 30 年的損害也可能是 SB-1 的第一個卵需要雙倍的正常時間才能孵化，以及 SB-3 在從它被冷凍的卵中孵化出來後，繁殖成功率低於平常的原因。

睡美人 1 號到 3 號存活了 30 多年的冷凍期，是緩步動物隱生現象的新紀錄，比之前的紀錄多出 20 多年。 但這些緩步動物不僅僅是存活下來。 其中兩隻走出了這場磨難並開始了家庭。 沒有比這更頑強的了。

參考文獻

Tsujimoto, Megumu, Satoshi Imura, 和 Hiroshi Kanda. "從冷凍 30 多年的苔蘚樣本中恢復和繁殖的南極緩步動物。" Cryobiology Volume 72, Issue 1, Pages 78–81 (2015 年 2 月)。