水熊蟲的“超能力”

近日，我國科學家基于水熊蟲生存機制的相關研究論文在國際頂級學術期刊《科學》上在線發表，為人類抵御超強輻射損害找到了理論依據。

水熊蟲是何方神圣？科學家為何對它們如此關注？人類有沒有機會獲得它們的能力？如果你想了解關于水熊蟲的更多秘密，那就繼續看下去吧。

地表“最強”生物

誰能在零下20攝氏度的低溫下沉睡30年后成功蘇醒，能在151攝氏度的高溫下鎮定自若，還能抗住目前最深海溝的6倍水壓，耐得了太空的真空環境，甚至可以承受比人類致死劑量高出近1 000倍的伽馬輻射劑量？答案是：水熊蟲。

要在我們的日常環境中找到水熊蟲并不難。水熊蟲喜歡居住在淡水的沉渣物、濕潤的土壤和苔蘚植物中。當天氣潮濕的時候，如果你帶上一個便攜式的顯微鏡，找到一片濕潤的苔蘚或者地衣，就很可能在那里的水珠里觀察到飄來蕩去的水熊蟲。水熊蟲是緩步動物門生物的俗稱，是微小的無脊椎動物，身長小于1毫米，身材胖墩墩、圓滾滾，長著四對足，足末端有爪子，走起路來左擺右擺，看起來悠閑自得。別看水熊蟲個子小，它們憑借強悍的生命力在科學界名聲大震，甚至有科學家開玩笑地稱它們為“地表最強生物”。

水熊蟲的生命力有多強呢？水熊蟲有一種叫隱生狀態的“超能力”。在干燥、缺氧、極端溫度等危及生存的環境中，水熊蟲會把身體蜷縮起來，卷成一個圓桶形，排出體內的水分，放慢甚至停止新陳代謝，看上去像死了一樣。但只要外部條件好轉，這些小家伙就會伸伸胳膊、抖抖腿，立馬“復活”。水熊蟲處于隱生狀態時，新陳代謝率會降低到正常狀態的0.01%，身體含水量會降低至3%。而且在隱生狀態下，它們幾乎可以承受地球上一切惡劣的環境。從溫泉到雪域，從水下4 000米深海到海拔6 000米的喜馬拉雅山脈，科學家都找到過水熊蟲的蹤跡。

水熊蟲的太空之旅

為了研究水熊蟲的隱生狀態，人類曾把它們放進各種極端環境，以試探它們的“底線”。

2007年，一個歐洲科研小組將3 000只水熊蟲送入了太空。在太空，這些水熊蟲被完全暴露在真空環境中，結果過了12天，竟然還有一部分水熊蟲活了下來。

事實上，這不是水熊蟲的唯一一次太空旅行。2019年4月11日，以色列登月探測器“創世紀”號撞向了月球，在月球上墜毀。“創世紀”號上搭載的水熊蟲也因此落到了月球上。墜毀事件發生后，從美國月球勘測軌道器（LRO）拍攝的照片來看，墜毀的“創世紀”號把月球表面砸出了一個坑。在撞向月球表面的瞬間，水熊蟲承受了極高的擊波壓強。它們還能活下來嗎？

帶著這個疑問，英國肯特大學的科研團隊做了實驗，研究水熊蟲能否耐受這樣高強度的沖擊。他們將水熊蟲裝進子彈里，用氣槍將子彈射向沙子，以模擬水熊蟲乘坐“創世紀”號撞上月球時的場景。結果顯示，當子彈的射出速度不高于0.7千米/秒（對應峰值擊波壓強0.86吉帕）時，所有的水熊蟲都活著；一旦子彈速度達到0.9千米/秒（對應峰值擊波壓強1.14吉帕），水熊蟲不僅無一生還，而且會變成碎片。“創世紀”號的金屬框架撞向月球表面時，產生的擊波壓強遠遠超過1.14吉帕。由此，這項研究的參與者之一，亞歷杭德拉·特拉斯帕斯給“創世紀”號上的水熊蟲們出具了“死亡證明”。

科學界的“寵兒”

水熊蟲具有很高的科學研究價值和生物醫學應用價值，科學家們對水熊蟲進行過各種研究。有科學家發現，與其他動物相比，水熊蟲具有更多超氧化物歧化酶基因，可以幫助減輕氧化損傷、修復脫氧核糖核酸，從而保護自己。此外，水熊蟲體內還缺少一些與環境應激有關的基因，這可能也有助于它們適應惡劣環境。

2021年，法國的科研團隊對水熊蟲的超強生存能力有了新認識，發現了水熊蟲休眠的奧秘。水熊蟲的休眠過程是將自身蛋白質團聚，形成多孔網絡，以收集并保護維持生命所需的蛋白質小分子。待外界環境變好后，多孔網絡會變回分散的蛋白質纖維，同時將包裹其中的小分子釋放出來。

2024年，我國科學家將水熊蟲暴露在高劑量輻射下，發現其體內有285種壓力相關基因表達上調。其中，有3種基因對防御或修復輻射造成的細胞損害至關重要。這些基因的共同表達使水熊蟲能在高劑量輻射中存活，其背后原理對保護人類在太空等嚴峻環境下的健康，具有借鑒意義。

太空旅行、火星定居等是我們關于未來的美好愿景中的一部分，但人類畢竟是血肉之軀，要如何抵抗太空旅行或在其他星球上生活可能受到的傷害呢？或許未來，科學家會破解更多水熊蟲身上的秘密，開發出一些有利于人類在極端環境下生存、探索的材料或技術，讓人類擁有水熊蟲的“超能力”。

（注：本文根據《科技日報》《科學大眾》《青少年科技博覽》等報紙雜志刊載的文章整編。）