西伯利亚地处高纬度区域,气候严寒,那里的土壤常年处于冰冻状态,形成了永冻土。随着全球气温持续升高,越来越多的西伯利亚永冻土逐渐融化,那些冰封于永冻土中的东西随之被释放出来。
最近,科学家在西伯利亚北部的北极圈永冻土中发现了一种动物“尸体”。通过放射性碳定年法,该样本的年龄已有2.4万年。科学家慢慢加热样本,结果令人难以置信,它们居然又复活过来。
根据《当代生物学》(Current Biology)杂志刊载的一项新研究[1],这种沉睡了24000年又复活的动物被称为蛭形轮虫。虽然它们是动物,但体型非常小,体长不超过1毫米,人的肉眼很难看到。蛭形轮虫的个头虽小,但它们确实是多细胞真核生物,是一种无脊椎动物,有着复杂的大脑和肠道。
蛭形轮虫几乎存在于所有可能的淡水环境中,包括那些只在短时间内保持湿润的环境。这种微小的动物有着极强的生命力,它们可以在无水环境中生存9年。先前的研究表明,蛭形轮虫在-20 ℃的低温环境中冷冻10年之后,还能复活过来。
此次的研究表明,蛭形轮虫被冰冻两万四千年之后,仍然可以复活过来。不仅如此,它们苏醒之后,仍然保持繁殖能力,可以产生后代,只不过它们的繁殖方式十分特殊。
蛭形轮虫是单性动物,只有雌性,没有雄性。研究表明,蛭形轮虫早在8000万年前就已经放弃了两性繁殖模式。蛭形轮虫通过孤雌生殖或者说无性克隆的方式来繁殖后代,它们的生殖细胞不需要受精就能直接发育成个体。
由于是无性繁殖,蛭形轮虫的基因缺乏多样性。尽管如此,它们在过去几千万年来却过得非常不错,进化出了异乎寻常的生命力。这是因为蛭形轮虫能够夺取其他生物的基因,从而增加它们的基因多样性,科学家在它们的基因中发现了植物、细菌的DNA。
这项新研究表明,在低温环境中,多细胞动物能够在隐生状态下存活数万年,它们的新陈代谢基本上完全停滞,这无疑是一个令人振奋的消息。过去数十年来,人类希望通过人体低温冷冻技术,让身患绝症的人去科技发达的未来复活,然后进行治疗,这项技术也能用于需要漫长时间的星际飞行。
但在现阶段,人体低温冷冻面临着冰晶的致命威胁。由于人体需要在-196 ℃的低温中冷冻,将不可避免地产生冰晶,它们就像小刀一样,将会破坏细胞和器官的完整性,所以人类目前还没有办法让那些冷冻人苏醒过来。
出人意料的是,蛭形轮虫却不受冰晶的影响,冰冻数万年后仍然可以复活。在这些小动物被冰冻的过程中,一定发生了某些非常奇怪的事情。科学家希望能够弄清这背后的机制,以期未来有一天可以复苏那些被冷冻的人。
同时,科学家也担忧北极永冻土中还有其他未知的危险东西。此前,北极永冻土中已经发现了史前病毒,并且还能复活过来。如果永冻土继续融化,人类或将面临未知的挑战,我们对此要警惕。
参考文献
[1] Lyubov Shmakova, Stas Malavin, Nataliia Iakovenko, et al. A living bdelloid rotifer from 24,000-year-old Arctic permafrost, Current Biology, 2021, 31, R697-R713.