我们可能知道是什么让缓步动物如此坚强

缓步动物是地球上最顽强的动物之一。这些微生物通常被称为“水熊”，它们可以在极端温度、没有水或氧气的环境中生存。科学家可能已经确定了这些微小无脊椎动物忍受如此恶劣条件的精确分子机制。它们有一种分子传感器，可以检测环境中不适合居住的元素，并告诉它们何时休眠以及何时恢复正常活动。这项研究于 1 月 17 日发表在开放获取期刊PLOS ONE上。

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缓步动物是什么？

缓步动物有 1,100 多种。这些自由生活的无脊椎动物被认为是节肢动物的近亲。它们体型约为 0.04 英寸或更小，生活在各种栖息地。它们生活在开花植物、苔藓、沙子、淡水和海洋中。

大多数食草缓步动物会用它们的刺刺穿单个植物细胞，并吸出细胞内容物以维持生命。有些是捕食性食肉动物，以其他小型无脊椎动物为食。

1773 年，德国动物学家 JAE Goeze 通过显微镜观察到了缓步动物，并记录下它的身体看起来像一只皱巴巴的熊。他将其命名为kleiner Wasserbär ，即德语中的“小水熊”。

它们如何在极端环境中生存？

当面临干燥、贫瘠或其他不适宜生存的环境时，缓步动物会进入休眠状态。它们的八条腿会缩回，身体脱水，新陈代谢减慢到几乎无法察觉。它们会蜷缩成一个球。它们可以保持这种状态好几年。此前，科学家并不确定是什么信号让水熊虫进入或离开它们不需要营养的死亡状态。

在这项新研究中，研究人员将缓步动物暴露在零下 112 华氏度的温度下，或暴露在高浓度的过氧化氢、盐或糖中，以在实验室中触发休眠状态。它们的细胞在这些有害条件下产生了有害的氧自由基。这些自由基会与其他分子发生反应，但它们也会氧化一种名为半胱氨酸的氨基酸。它是体内蛋白质的组成部分之一，这些反应会使蛋白质改变其功能和结构，并向水熊发出信号，让它们进入休眠状态。半胱氨酸使它们能够感知环境并对压力源做出反应。

当环境改善，自由基消失时，传感器不再被氧化。缓步动物随后从休眠状态中苏醒过来。研究小组还在环境中应用了阻断半胱氨酸的化学物质，发现水熊虫无法检测到自由基，因此没有进入休眠状态。

研究小组表示，这些结果表明，半胱氨酸是应对多种压力源开启和关闭休眠状态的关键传感器。这表明，半胱氨酸氧化是水熊用来在不断变化的环境中生存的重要机制。

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作者在一份声明中写道：“我们的研究表明，缓步动物在压力条件下的生存依赖于可逆的半胱氨酸氧化，通过这种氧化，活性氧物质充当传感器，使缓步动物能够对外部变化做出反应。”

这能帮助人类吗？

未来对这一机制的研究可能会确定这种情况是否发生在所有缓步动物物种中。由于自由基可能与与年龄相关的疾病有关，对缓步动物进行更多的研究可以帮助科学家更好地了解衰老。

北卡罗来纳大学教堂山分校的共同作者莱斯利·希克斯告诉《新科学家》杂志：“这是否是一种普遍保守的保护机制，以及这是否在缓步动物物种中也得到保守，这些都是非常重要的问题。”她说，这些问题的答案可能有助于我们更好地了解衰老过程，甚至如何实现长期太空旅行。