在西伯利亚冻土层中,一处距今约四万六千年的地鼠洞,竟成了一个天然的“时间胶囊”。根据《公共科学图书馆:遗传学》上的一篇论文《西伯利亚冻土中发现新线虫:它与秀丽隐杆线虫共享“休眠求生”秘诀》显示,科学家在这处古老洞穴中发现了一些史前植物残骸和一条小型的线虫——而这条线虫在被解冻后,竟然成功“苏醒”了。

小型线虫图片
这处地鼠洞位于西伯利亚的杜瓦尼亚尔(Duvanny Yar)地层,是一面由史前沉积物构成的陡壁。古老的啮齿动物在上一个冰河时期挖掘了这个直径约25厘米的洞穴,随后极寒气候将其彻底冻结,形成了永不融化的永久冻土。
俄罗斯土壤冷冻学实验室的科研人员将这段冻结的沉积物带回实验室,小心解冻。当他们看到线虫自主爬出、如同沉睡苏醒的一刻,科学家们惊讶不已。虽然这种线虫外形类似于广泛用于实验的模式线虫——秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans),但研究人员通过比对发现其在多个特征上存在显著差异,最终将其确认为一种全新的物种:科雷马潘虫(Panagrolaimus kolymaensis)。
远古生物“复活”案例还有哪些?
这并非科学界首次从遥远的过去唤醒沉睡的生物,类似的“冻土奇迹”已多次上演:
1995年,美国科研团队在《Science》发表研究,从多米尼加共和国出土的2500万至4000万年历史的琥珀中,分离出被树脂密闭封存的古细菌,通过模拟远古厌氧环境成功实现复苏培养
2021年,俄罗斯莫斯科国立大学团队在《Cell》报道,从西伯利亚雅库特地区冻土层中解冻了封存约2.4万年的蛭形轮虫,这类微型无脊椎动物苏醒后不仅能正常摄食,还可通过孤雌生殖繁衍后代。
这些罕见的复活案例,构成了科学文献中一个特殊的研究领域:古代生命的长期休眠与苏醒。
逆境求生的奥秘
如此微小的生物为何能安然无恙地繁衍生息?以科雷马潘虫为例,这种全雌性无性繁殖物种在解冻后可快速适应实验室环境,已成功繁衍至少100代。科学家们试图探究,这条经历了漫长岁月的“始祖线虫”(现已死亡),究竟为何能在4.6万年的极端环境中存活下来,且状态良好?
实验表明,线虫若想存活,首先需经历一段相对干燥的“预处理”阶段,为应对极端脱水与冻结做好准备。在此阶段,线虫体内会消耗大量能量,生成一种兼具防冻与保水功能的化学物质——海藻糖(Trehalose)。若有需要,这种物质能为线虫提供数千年的保护。
研究人员在论文中提出疑问:“这引发了一个问题:个体处于隐生状态的时间是否存在上限?”他们指出,漫长的时间跨度可能仅受环境剧变的限制,包括环境温度剧烈波动、自然放射性或其他非生物因素的影响。例如冻土中天然放射性物质(如铀、钍)产生的电离辐射会缓慢造成DNA单链断裂,同时气候波动导致的冻土短暂融化可能破坏保护屏障。
海藻糖是什么?
《科学报告(Scientific Reports)》杂志2013年发表的一篇论文《海藻糖水溶液中蛋白质冷冻保存的微观作用机制》显示:海藻糖是一种特殊的糖,它能包裹在蛋白质周围,防止保护泡内的水结冰。当线虫感受到干燥和寒冷来临时,它们产生这种糖的速度比正常时快20倍。
海藻糖还能保护细胞免受脱水,研究人员已利用它来帮助番茄等植物抵抗干旱。自然界中,某些植物如高度耐旱的“复活植物”,也能大量合成这种物质。
人体自身也能合成海藻糖,同时它也被应用于食品工业——作为防腐剂使用,可抑制蛋白质与碳水化合物的分解。在应用领域,其特性已得到广泛开发:食品工业中,它被国际食品法典委员会(CAC)认定为安全添加剂,可用于抑制蛋白质与碳水化合物降解以延长保质期;在医疗领域,多项研究显示海藻糖可通过稳定异常聚集的蛋白质,延缓阿尔茨海默病、亨廷顿舞蹈征等神经退行性疾病的病程进展,目前已有相关制剂进入临床试验阶段。
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亨廷顿舞蹈症(Huntington's disease;OMIM 143100)是一种常染色体显性遗传性神经系统变性疾病,典型表现包括逐渐进展的舞蹈样动作、认知障碍和精神行为异常。亨廷顿症是由位于4号染色体上的Huntingtin(HTT)基因1号外显子的CAG重复序列异常扩增所致。(来源:中华神经科杂志)
原文链接:https://www.discovermagazine.com/how-a-worm-came-back-to-life-after-46-000-years-frozen-in-the-siberian-45242?sessionid=
文字翻译 | 22级英文学院 阮均怡 22级文传学院 陈俊好
编辑 | 22级文传学院 陈俊好

