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| 道氏深水虱(上)和詹姆斯深水虱(下) 图片来源:中国科学院官网 |
听说过“绝食”5年还活蹦乱跳的动物吗?
在漆黑寒冷的深海里,就住着这样一位“绝食”纪录保持者——深海水虱。中国科学院海洋研究所联合香港中文大学和西北工业大学等单位组成的科研团队,成功揭开了深海水虱“饿不死”的奥秘。
相关研究成果,6月5日在线发表于国际学术期刊《细胞》。
深海水虱是一种巨型甲壳动物,体形可以长到几十厘米。它住在几千米深的海洋底部,那里没有阳光,食物少得可怜,就像地球上的“沙漠”。为了在这样的环境里生存下去,深海水虱练就了一套“开源节流”的独门绝技。
先说“开源”——其实就是能吃和能存。
深海水虱长着一个惊人的大胃,占了它整个身体将近三分之二的空间!相比之下,住在海边或者潮间带的亲戚们,胃可要小得多。
这个大胃就像一个大仓库,一旦深海出现食物资源,它就会扑上去猛吃一顿,把胃里塞得满满的。然后,它用特别慢的速度消化这些食物,把身体变成专属“储能仓库”,为漫长的断食期做好充足准备。
再说“节流”——也就是把身体的能量消耗降到最低。
深海水虱的基础代谢率极低,科研人员发现,它的胃里生活着很多特殊的细菌,其中大量是与储存脂肪有关的“衣原体”,而不是帮助快速消化的细菌。这就像给粮仓又加了一个慢速释放的阀门,让能量一点一点地输出,绝不浪费。
那么,到底是谁在背后指挥这套“开源节流”系统呢?
“深海水虱极低基础代谢率的背后,是一套与外源获得的能量代谢基因ND1相关的分子机制支撑。”中国科学院海洋研究所研究员袁剑波介绍。
有意思的是,这个基因并不是深海水虱自己的,而是它从一种共生细菌那里“借”过来的。这种“偷师学艺”的本事,在科学上叫作“水平基因转移”。有了这个基因,深海水虱就能巧妙地调控自己消耗能量的速度了。
科研人员还做了有趣的实验:他们把深海水虱的ND1基因放进了斑马鱼、线虫和小鼠细胞里。结果发现,在常温环境下,这个基因反而会让动物代谢变快、活得更短;可一旦到了深海那样的低温环境里,ND1会主动降低机体代谢水平,使得转入该基因的斑马鱼在低温下的耐饥饿能力直接提升了37%。
这项研究,首次解开了深海水虱“5年不吃饭”的谜题,也展现了生命在极端环境下的惊人智慧。未来,科学家或许还能从这里得到启发,帮助人类更好地应对肥胖、衰老等问题。