真菌学杂志实习论文(真菌小论文)(5)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】最后,幸运的是这一组有3只小斑水熊虫经受住了生死考验,活生生地回到地球,它们同对照样本一样,可排,并可脱壳成活,成为活着的动物“航天英雄
最后,幸运的是这一组有3只小斑水熊虫经受住了生死考验,活生生地回到地球,它们同对照样本一样,可排,并可脱壳成活,成为活着的动物“航天英雄”。对于一些“水熊虫”为什么能够耐受太空辐射,科学家推测可能与微生物细菌耐辐射一样,它们有一种可以修复辐射伤害的细胞机理,或者可以直接抵御太阳辐射。
尽管通过这次实验,只有3只“水熊虫”在真正的太空中活下来,可是它的意义却十分重大,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。
对于水熊虫来说,这可能只是一小步,但对动物而言则是一个巨大的飞跃,这是人类迄今为止发现的第一种在双重暴露下,仍然能存活的动物。科学家可以通过这个实验,来了解地球生物能否适应星际旅行。
3、原因分析
在极其恶劣的环境下,水熊虫又是怎样生存下来的呢?这时候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。
八:水熊虫DNA偷取大盗
1、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。
2、水熊虫如何偷取基因的?
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。
3、水熊虫偷取基因的作用
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。
文章来源:《中国真菌学杂志》 网址: http://www.zgzjxzzqks.cn/zonghexinwen/2022/1209/494.html
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