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《科学大众》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

创办于1937年,是我国创刊最早、影响最大的科普刊物之一。现由江苏省科技厅主管、江苏省科协主办。70多年来,杂志秉承“科学大众化、大众科学化”的宗旨,矢志不渝地为提高中华民族特别是青少年科学素质服务,影响了一代又一代中国人,得到了毛泽东、周恩来等党和国家领导人的肯定。

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神奇的“不死之熊”

2013-10-15 21:42:27

神奇的“不死之熊”

□ 文/ 李琛霖

 

让大家久等啦,我们就是大名鼎鼎的水熊。好吧,原来大家都不认识我们……呜呜,人家可是享有“不死之熊”美誉的。你是不是会问,为什么会用“我们”而不是“我”来指代自己呢?其实事情是这样的,地球上所有生物都有一份共同的“家谱”,科学家把这份“家谱”叫做生物分类法。简单地说,生物分类法把所有生物的亲缘关系从大到小分成了——界门纲目科属种这7个层次。“水熊”是我们“缓步动物门”这个大家族所有成员的总称。换言之,只要是我们“缓步动物门”的成员,都可以被叫做水熊。

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我们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。在世界范围内,上至喜马拉雅山脉(6 000米以上),下至深海(4 000米以下)都可以找到我们的踪影。

虽然我们叫做水熊,可我们和动画片《熊出没》里的“熊大”和“熊二”差着十万八千里呢。我们的个头很小,男女有别。到底有多小呢?告诉你吧,我们家族有的兄弟初生时只有 50微米,比头发丝的直径还细;而家族里的巨无霸,却有 1.4毫米那么长。分子遗传学研究表明,大家熟知的节肢动物门(就是虾米、螃蟹、蜘蛛、蚊子、蜜蜂、蚱蜢、苍蝇、蜈蚣和已绝灭的三叶虫属于的那个“门”)是我们的亲戚。

还有呢, 生物学家叫我们“不死之熊”,并不是因为我们的寿命很长(活跃状态下我们的寿命估计只有3~30个月),而是因为我们的生命力极其顽强。即使极端恶劣的条件下,我们也可以通过极度降低新陈代谢水平来达到“隐生状态”, 以抵御纯酒精、真空、高压、极端温度(-272 ~149℃)、高强度辐射和重金属的侵害。举个例子吧,有报道证明,我们在逐渐干旱的条件下,身体的含水量可从80%下降至3%,进入“隐生状态”……大家可以类比地想象一下,一个成年人正常生活状态下的含水量约为70%,如果他和我们一样,身体含水量下降到3%的话,呵呵,早就变成木乃伊了。

我们的身体两侧对称,有4对肢, 肢的末端长着锐利的爪子,通过爬行和匍匐缓慢地进行运动,因此得名“缓步动物”。我们的身体分为4节,和昆虫类似,我们的身体里面没有骨头,只有身体表面覆盖着由叫做几丁质和蛋白质的东西构成的角质层或角质化的背甲。虽然我们没有专门的“肺”(呼吸系统)和“血管”(循环系统),但我们的肌肉十分发达。

我们的身体发育有点“简单”——我们的细胞数目是恒定的,从幼体到成体经过4次以上蜕皮,仅仅是细胞体积的增加,而没有细胞数目的增加;但嘴(口器)却有点复杂——嘴(口器)由口管、口针、针托、吸咽和吸咽内的大板组成,吸咽有发达的肌肉。平时我们都不“吃”东西,因为我们都是“喝”流食的——我们会借助口针刺破植物细胞壁和微小动物体壁,以吸咽产生吸力通过口管吸食汁液。

我们还很爱换衣服,科学家把我们换衣服的行为叫做蜕皮现象。这种蜕皮现象在我们的一生中都会周期性地发生。科学家统计得出,我们一生中的蜕皮过程要发生12次,每次蜕皮过程通常需要5~10天。在蜕皮之前, 我们首先要排出嘴(口器)和口咽, 甚至要排出前肠和后肠;然后爪子从爪壳中伸出来,最后整个身体从壳的前端爬出来。在这个“复杂”的过程中,我们就停止进食了。还有,我们生baby的过程也多发生在蜕皮的时候。有时我们“拉臭臭”也发生在蜕皮的时候——先将粪便积存于体内,蜕皮时粪便随旧皮一同排出体外。总之,我们通过蜕皮实现自己的发育和成长。

上文已经和大家说过了,我们在极端恶劣的条件下,可以通过极度降低新陈代谢水平来达到“隐生状态”以度过恶劣环境。这个时候,我们会把身体蜷缩成一团,体型极度缩小,表面会产生被囊以包被躯体,就好像蜗牛钻进了壳里面一样。进入低湿隐生状态前,我们的体内会产生大量的海藻糖。海藻糖可不是一般的糖,科学研究表明,海藻糖化学性质稳定,具有抗腐蚀性和和抗辐射性,可以帮助细胞对抗干燥和大量失水的环境。它还能稳定低温下酶蛋白的活性。如果体内的酶蛋白“失活”了,很多复杂的生命反应就没办法进行了,我们也就没办法继续生存了。身体里面还有另外一种物质,叫做遗传密码,学名叫做DNA。正是由于DNA的作用,我们才会长得像自己的爸爸妈妈。但DNA很娇气,在辐射线的照射下很容易被破坏,这样我们也没办法继续生存。研究发现,在有一定量的海藻糖存在的情况下,身体里面的遗传密码“DNA” 能承受在没有海藻糖情况下4.3倍剂量的β射线和γ射线辐射,并随着海藻糖浓度的增加保护效果越明显。所以生物学家推测,我们的隐生现象与海藻糖关系密切。

正是由于这种得天独厚的“隐生状态”给我们带来了强大的生命力,所以我们常被用作天体生物学研究领域的模式动物。目前已有科学家在由欧洲空间局提供的试验平台上,成功地对 2种缓步动物进行了太空开放环境下的生存试验。卫星将我们带上太空,将我们暴露在太空环境中。等到卫星回到地球后,研究人员发现我们中的大部分都没有死亡。欧洲空间局发表报告说,我们是人类迄今发现的唯一一种可以在真空和太阳辐射双重严酷条件下存活的动物,所以不少研究人员认为我们是世界上最“强悍”的动物呢。哈哈,我们是不是比传说中“打不死的小强”还要厉害呢。



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