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足球免费贴士(www.ad168.vip):超自然适应能力令人惊叹 缓步动物或助力人类殖民外太空

admin2022-07-199探索发现

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参考消息网7月18日报道 据美国《科学新闻》双周刊网站7月13日报道,缓步动物可能教会我们如何应对艰难的太空旅行。

地球上没有哪种野兽能比这种微小的缓步动物更厉害。它可以在零下272摄氏度的低温下被冷冻,暴露于外层空间的真空之中,甚至可以经受500倍致死剂量X光的轰击。

换句话说,这种生物能够经受住地球上根本不存在的条件。这种超自然的适应能力,再加上它们可爱的外表,使得缓步动物成为动物爱好者的宠儿。但除此之外,研究人员还在研究这种与尘螨大小差不多的微小动物,学习如何让人类和作物做好准备,应对艰难的太空旅行。

缓步动物坚不可摧的生命力源于其对环境的适应能力——这可能看上去出人意料,因为它生活在一些看上去很舒适的地方,比如花墙上星星点点的凉爽潮湿的苔藓。因为栖息在这样的地方,再加上它们有矮胖的外表,一些人把缓步动物称为水熊虫,或者苔藓小猪。

英国《自然》周刊发布的扫描电子显微镜下的水熊虫图像(视觉中国)

但事实证明,缓步动物潮湿的苔藓家每年都会干透多次。对大多数生物来说,干燥是极其可怕的。干燥破坏细胞的方式与冻结、真空和辐射类似。

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首先,干燥会导致过氧化物和其他活性氧含量升高。这些有毒分子把细胞的DNA凿成小碎片——与辐射的效果一样。干燥会导致细胞膜产生褶皱和裂口,还能导致纤弱的蛋白质展开,使它们像皱掉的纸飞机一样没有用处。而缓步动物已经进化出对付这类损害的特殊策略。

随着缓步动物逐渐脱水,它的细胞里会涌出几种奇怪的蛋白质。这些蛋白质与其他动物身上发现的任何蛋白质都不同。在水中,这些蛋白质很松弛,没有形状。但随着水渐渐消失,蛋白质会自行组装成纵横交错的长纤维,填满细胞内部。就像填充泡沫塑料一样,这些纤维支撑着细胞膜和蛋白质,防止它们断裂或展开。

至少有两种缓步动物还会产生另一种在地球上其他动物身上找不到的蛋白质。这种名为“损伤抑制蛋白”的蛋白质可以与DNA结合,在物理上保护DNA免受活性氧的侵害。

模拟缓步动物有朝一日可能帮助人类殖民外太空。通过改造粮食作物、酵母和昆虫,人类可以制造出缓步动物的蛋白质,使这些生物能够在航天器上更高效地生长,因为航天器上的辐射水平比地球上高。

科学家已经在实验室将这种损伤抑制蛋白的基因植入人类细胞。其中许多经过基因改造的细胞可以经受住杀死普通细胞的X射线或过氧化物。在把损伤抑制蛋白基因植入烟草植物——一种用于生产粮食作物的实验模型——中时,它似乎能保护植物免受一种名为甲基磺酸乙酯、对DNA具有破坏性的化学物质的侵害。有损伤抑制蛋白基因的植物比没有这种基因的植物生长得更快。在受到紫外线辐射的情况下,损伤抑制蛋白基因植物受到的DNA损伤也较小。

缓步动物的“填充泡沫塑料”蛋白质显示出一些可对人类具有保护作用的证据。研究人员在3月18日的美国化学学会合成生物学分会上报告说,经过改造后,可生产这些蛋白质的人类细胞对一种可杀伤细胞的化疗制剂——喜树碱——产生了抗药性。缓步动物的蛋白质通过抑制细胞凋亡做到了这一点。这种细胞的自我毁灭程序通常是由接触有害化学物质或辐射而触发的。

因此,如果人类有朝一日能成功抵达恒星,可能是靠这些生活在你家后院的微小八足动物来完成这一壮举的。

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