数万年来,一种微小的生物一直冻结在西伯利亚永久冻土层的地下,一动不动。
然而,当科学家将其解冻时,这种微小的多细胞动物不仅复活了,而且还繁殖了,这表明存在一种机制,多细胞动物可以在冷冻过程中避免细胞损伤,并在醒来时准备好隆隆作响。
“我们的报告是迄今为止最有力的证据,证明多细胞动物可以承受数万年的隐生状态,即新陈代谢几乎完全停滞的状态,”生物学家斯塔斯·马拉文说俄罗斯土壤科学物理化学和生物问题研究所土壤冷冻学实验室的教授。
这种生物是一种今天已知的生物——一种称为轮虫的微小无脊椎动物。 这些微小的水生动物生活在世界各地的水体中,它们在冰冻和脱水等条件下的生存能力令人着迷。
之前的研究和实验表明,它们可以在隐生状态下存活数年,在这种状态下,身体的所有生物功能都会暂停——如果你愿意的话,可以说是假死。 对于冰冻状态,我们知道它们可以存活十年。
古老的北极永久冻土层是一个出人意料的丰富的古代生物宝库,它们已经存活了数千年。 其中包括微生物比如病毒, 也植物和苔藓。 一次非凡的康复是多细胞线虫,来自超过 30,000 年的永久冻土。
轮虫属淡水物种的恢复年龄,表明线虫的恢复不仅仅是一次偶然的侥幸。 永久冻土样本是从西伯利亚北部阿拉泽亚河地下 3.5 米(11.5 英尺)处采集的。 它含有来自晚更新世的富含冰的壤土; 放射性碳测年证实该样本的年龄约为 24,000 年。
研究人员对这个样本进行了培养,其中含有一系列生物体,包括一些活轮虫。 在实验室里,这些微小的生物通过孤雌生殖的方式繁殖。 也就是说,无性克隆,轮虫的唯一途径能复制。
通过在永久冻土中寻找遗传物质并将古代轮虫与现代物种进行比较,证实了它们在冷冻样本中的存在(而不是污染)。
随后,研究小组随机挑选了144只复活菌株,再次在-15摄氏度的温度下冷冻一周。 将幸存者与当代淡水轮虫的冷冻和复活成员进行比较。 令人着迷的是,古代轮虫似乎并不比现代轮虫具有更强的抗冻能力。
研究小组的分析表明,如果冷冻过程相对缓慢,轮虫的细胞可以在冰晶形成过程中以最小的损伤存活下来,从而使它们得以生存——尽管它们如何能够存活数万年仍不得而知。
该团队希望对该过程进行进一步研究,以期找出其中的机制。 研究人员表示,这可能——有很大的可能性——有助于找到一种保护更复杂生物体细胞的方法。
“结论是,多细胞生物体可以被冷冻并保存数千年,然后复活——这是许多小说作家的梦想,”马拉文说。
“当然,生物体越复杂,冷冻保存它就越困难,对于哺乳动物来说,目前这是不可能的。然而,从单细胞生物体转变为具有肠道和大脑的生物体,尽管是微观的,是向前迈出的一大步。”
该研究发表于现代生物学。