动物、小动物图片及名称大全,欢迎来到奇妙的动物世界,欢迎光临喜欢动物网!

欢迎小伙伴加入爱动物交流群:186478492  爱动物交流群

水熊虫是如何偷取其他生物的基因DNA的?

2016-05-10 浏览: 670 评论:0

摘要: 世界上生命力最强的动物有哪些?也许大家会想到“小强”蟑螂。实际上,地球上生活着比蟑螂更为强悍的动物,那就是被称为自然界最伟大幸存者的水熊虫。现在,它除了以强悍的生命力著称以外,科学家发现,它还是偷走其他生物基因DNA的“大盗贼”。 强悍的生命 水熊虫是属于缓...

世界上生命力最强的动物有哪些?也许大家会想到“小强”蟑螂。实际上,地球上生活着比蟑螂更为强悍的动物,那就是被称为自然界最伟大幸存者的水熊虫。现在,它除了以强悍的生命力著称以外,科学家发现,它还是偷走其他生物基因DNA的“大盗贼”。

水熊虫是如何偷取其他生活的基因DNA的?

强悍的生命

水熊虫是属于缓步动物门的一类小型动物的俗称,因为它们看起来像多腿、可爱又笨拙的小熊。有记录的水熊虫种类大约900种,它们很小,体长一般在1毫米左右。

它们的生活范围极广,似乎在哪儿都能找到这类动物的身影。它们生活在每一个大陆,从你家的后院到几乎没有人类足迹的南极洲,从最深的海洋到最热的沙漠,甚至是在喜马拉雅山脉的顶部(6000米以上)。

尽管它们体型微小,却很难死掉。它们能够承受极其恶劣的环境,不管是接近绝对零度的极端寒冷的温度(-273℃)还是超过水沸腾的温度(151℃)。有研究显示,水熊虫可以在绝对干燥环境中生存1到10年之久。

2013年,欧洲宇航局曾利用无人宇宙飞船, 将这种古怪又强悍的生物送入太空,进行长达10天的太空之旅,但科学家并不是让它们待在太空舱的内部,而是直接将它们暴露在舱外,置于太空辐射和低温环境中,从而测试它们的生命力。

结果水熊虫的生命力令人震惊,其中一些竟然能在低温真空和太阳辐射双重严苛的考验下幸存下来,并且在回到地球后重新开始繁殖后代。

它们是已知的唯一一种能在太空真空环境生存下来的动物。

在干燥状态或环境恶化时,水熊虫的身体会缩成圆桶形,自动脱水,静静地忍耐蛰伏(隐生现象),这个绝招能把生命代谢放慢到几乎停止的程度。

进入休眠状态时,它的身体含水量可以降到仅仅3%这样一种极端的“脱水状态”。待环境好转后,身体含水量上升,水熊虫又能“复生”。

有记录表明,水熊虫最长隐生的寿命超过120年。

生物界的大盗

研究人员想要揭示水熊虫在极端环境下的生存策略,就要研究水熊虫的基因组,因此,要对水熊虫的每一个基因都进行分类。

结果,科学家发现水熊虫具有另一个非同寻常的特点:它们不是从自己祖先那里继承所有基因,其中将近17.5% 的基因组是由外源DNA构成。

能够获得如此多的外源基因,使水熊虫成为动物界“偷取DNA”的头号盗贼。其实,我们可以想象到,正是这种奇怪的遗传物质混搭法,才使水熊虫能以更复杂的方式生长和发育。

但奇怪的是,许多基因看起来并不像是动物的基因。科学家最初以为是样本被污染了,但经过反复、仔细的检查和实验,并重建生物祖先的特定基因序列后,科学家证实了看起来像外来基因的基因,确实不是水熊虫自己“开发”而来,也不是从别的动物那里偷来的,而是从非动物那里挪过来的(植物、细菌、真菌和古生菌),水熊虫体内高达六分之一的遗传物质,都是来自于这些毫不相干的植物和微生物。

那些奇怪的遗传物质大部分都源自于细菌,而且还出现在水熊虫的遗传表达中。

研究人员发现,在某些情况下,外源基因已经取代了水熊虫某些本身的基因,而水熊虫身上没有被取代的基因,虽然还保持自己的功能,但也合并了一种或几种细菌的单个或多个遗传物质片段。

因此研究者推测,偷取别人基因这件事,并不是一次性发生的,而是在进化过程中不断持续地发生的,甚至时至今日,水熊虫依然在盗取其他生物的基因。

如何偷取?

那么,水熊虫这个大盗贼是如何将外来基因收为己有的呢?

很早之前,科学家们就已经知道,细菌和其他微生物可以水平基因转移,也就是遗传物质能够在不相关的物种之间进行交换。

但科学家最近才开始意识到,这种遗传发育的方法也可以发生在动物身上。

相比于水熊虫,其他动物的基因组包含的“异物”很少(人类也有外源基因,但非常有限,主要通过转座子和病毒获得)。之前,微小的水生动物——轮虫,是具有最多外源DNA的记录保持者,为8%至9%。而现在水熊虫后来居上了。

我们之前就提到,水熊虫有一种特殊的能力:当遭遇极其恶劣的环境时,会慢慢失水变干,但当有适合的生存条件时,它又会苏醒。

研究人员怀疑可能正是这种能力,在“盗取’他人基因中发挥作用。当水熊虫变干,它们的基因组会断裂。

当补充水分后,水熊虫细胞的细胞膜仍然会保持一段时间的“泄漏”状态,当细胞快速地修复自己受损的DNA时,可能会将外界环境中的某些DNA带到细胞中,嵌入自己的基因组中。

所以,脱水干燥、细胞膜“泄漏”和DNA断裂之间存在的关系,可能是水熊虫成为“大盗贼”的重要幕后推手。

对于水熊虫那些优越的生存技能来说,这些大量的外源基因可能起着非常重要的作用。因为如果水熊虫们从能忍耐严苛环境的生物那里获得了DNA,那么它们可能因此获得忍耐严苛环境的能力。也就是说,从细菌、真菌和植物盗取来的外来基因,可能已经赋予水熊虫能在沸水、冷冻环境,甚至是宇宙真空条件下生存的能力。

关于水熊虫是如何设法凑齐这么多外源遗传物质的,进一步的研究仍在进行之中。

研究人员表示,在未来,水熊虫基因的研究可能会有助于药品、疫苗的开发,使疫苗不再需要低温保存,甚至可以当场脱水变干和复活,这对偏远的农村诊所或危机地带(战争区)来说,可以称得上是个绝对的福音。

发表评论

你必须 登录后 才能评论!

会员登录关闭

记住我 忘记密码

注册会员关闭

小提示: 您的密码会通过填写的"电子邮箱"发送给您.