水熊蟲常是網路文章中的BUG,被吹的沒邊了,什麼在100℃中能存活,在真空中也能存活,經過核爆後也能存活,甚至之前登陸失利的以色列的月球探測器也帶了一罐子水熊蟲,想要觀察水熊蟲到底有多厲害。不過以色列的登月活動失敗了,水熊蟲肯定會全部死亡,因為月球沒有支撐地球生物生存的環境。
水熊蟲的的能力被嚴重的誇大了,它們確實能夠抵抗很多極端的環境,但是在100℃的水中一段時間還是會死亡,而且在面對極端環境的時候,它是靠褪去身體水分的“隱生狀態”,拼命地降低生理活動,因此對氧氣的需求降低,對冷的耐受大大增強,在高溫中也能存活一段時間。可是僅此而已,它們只是存活,不能在極端環境中正常生存,更無法繁殖,適合水熊蟲生存的環境依然是大多數生物生存的環境,也就是水分充足、溫度適宜、食物豐盛。
自然界有一類生物,從稱呼上就可以看出其適應能力:嗜極生物。這類生物主要生存在世界各地各種殘酷的環境中,有能夠在沙漠pH接近0的強酸環境中生存的微生物,也有能夠在pH11.5強鹼中生存的微生物,還有能耐受2%~30%(2.5~5.2mol/L)氯化鈉(高濃度鹽)環境的微生物,而嗜冰生物的生長溫度-10℃以下,有些適應溫度低於-20℃~-200℃。
注意,這裡說的可都是能夠正常生存,也就是在這些極端的環境中可以正常的生長、發育、繁衍、覓食、趨利避害的生物。雖然基本上都是微生物,但是單拎出來,在同樣的狀況下比較,水熊蟲也不過是小巫見大巫,水熊蟲是多細胞生物,在極端環境中根本不能正常生存。這是由於地球複雜多樣的環境塑造出來的生物,生物本能趨利避害,若是某種環境因素嚴重影響生物的生存,它們不會在相應環境中多待。
科學家們曾經發現過一種古菌,如今被命名為“菌株121”,這個稱呼的來源就是因為它們極端的適應能力。生物中用於滅菌的高壓釜,內部的水可以升溫到121℃,在這個溫度下,微生物的正常形態、芽孢會全部被殺死,因此成為醫學或者生物實驗中常用的滅菌方式,可以避免雜菌對實驗結果的影響。然而菌株121是個例外,科學家曾把它們置於121℃的高壓鍋中,24個小時內,細胞數目加倍。
Strain121
這是啥概念?也就是說在這種極端的高溫環境中,這種生物基本就是無視,細胞數目的增加說明它們依然正常地生長和繁殖了。這可比水熊蟲高明瞭不知多少倍,用一般的鍋子,不用油炸的情況下,這種細菌可以說是蒸不熟燙不死,而不是水熊蟲那樣縮成一團不敢面對。菌株121在130°C下兩個小時仍存活,但在換入103°C的新鮮培養基前不能繁殖。
Strain121
菌株121是美國科學家發現的。2003年,美國華盛頓大學的海洋學家們利用無人潛艇,在太平洋2400多米深海底的“黑煙囪”中發現了這種生物,它存在於富含硫和鐵的熱泉中,是迄今已知微生物中的耐熱“冠軍”。其實這類嗜熱生物至今已經發現了很多,此前的嗜熱冠軍是火葉菌屬的延胡索酸火葉菌,它是生活在113°C大西洋熱液噴口的古菌。這類能適應極端高溫的生物被稱為“超嗜熱生物”。
對於嗜熱生物的研究很多,科學家們大體上將其分為五類:
1、耐熱生物,主要還是生存在一般的溫度環境中,但最高可適應45~55℃,最低30℃;
2、兼性嗜熱生物,它們的最適生存環境中絕大多數生物已無法生存,最適生長溫度45℃~60℃,最高可適應50~65℃之間,最低30℃以下;
3、專性嗜熱生物,顧名思義,專門生活在較熱的環境中,最低生存溫度40℃以上,可適應約60~80℃的環境,最適溫度65~70℃;
4、極端嗜熱生物,可以在比較高的溫度下(約80~85℃)生活的生物,最低40℃以上;
5、超嗜熱生物,只能在50℃以上的環境中存在,最高可在130℃環境中生存。
而這些極端的嗜熱生物,有些就生存在海底熱液口,海底熱液不斷地從地球內部帶出重金屬、有毒物質等,而且本身溫度比較高,所以很多嗜熱生物又能同時適應其它的極端環境,其它的嗜極生物也有相似的傾向。這使得科學家們認為,這類適應極端環境的生物可能和地球生命起源相關,畢竟它們可是適應相對溫和的環境,而溫和環境中誕生的生物卻很難適應極端環境。
這類極端生物也使科學家們好奇生物的極限在哪,不過生物的核酸在高溫中會解離,因此科學家們認為不存在能生存於150℃以上環境的生物。你覺得呢?