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水熊蟲圖片 水熊

簡介

水熊蟲圖片 水熊

水熊也稱水熊蟲，是對緩步動物門生物的俗稱 。有記錄的大約有900余種，其中許多種是世界性分布的 。甚至在喜馬拉雅山脈（6000m 以上）和深海（4000m 以下）都可以找到它們的蹤影 。此外還發現水熊可在真空和太空中生存 。
水熊蟲圖片 水熊

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水熊也稱水熊蟲 ， 是對緩步動物門生物的俗稱 。有記錄的大約有900余種，其中許多種是世界性分布的 。甚至在喜馬拉雅山脈（6000m 以上）和深海（4000m 以下）都可以找到它們的蹤影 。此外還發現水熊可在真空和太空中生存 。
水熊是地球上生命力最強的生物 ， 要殺死水熊是極為困難的 。水熊體型極小 ， 必須用顯微鏡才能看清它的面貌 。它幾乎遍布全球 ， 主要生活在淡水的沉渣、潮濕土壤以及苔蘚植物的水膜中 ， 少數種類生活在海水的潮間帶 。
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把一片干燥的苔蘚，放在水盆里浸泡2小時許，取出放在干凈的碟子里，彈動一下苔蘚，會出現幾個小點點 。放在顯微鏡下觀察，會發現它們是胖墩墩的，像熊一樣憨態可掬 。原來是熊狀的小蟲子，通常在水里或潮濕的苔蘚上生活，由于模樣很像熊 ， 故科學家命名它們為“水熊” 。
水熊的身體表層覆蓋著一層水膜，目的是為了保持身體干燥，同時可呼吸水膜中的氧氣 。
水熊是怎樣生活的呢？它靠尖銳的吸針吸食動植物細胞里的汁液為生 。水熊的特點是它從卵里生出來就是成年了，無童年時期，身體里細胞的數量終生都不再改變 。
形態特征
緩步動物是多細胞動物 。它們非常細?。?大部分不超過1毫米 ， 最小的Echiniscus parvulus初生的時候只有50微米 。而最大的Macrobiotus bufelandi則只達1.4毫米 。通體透明，無色，黃色 ， 棕色，深紅色或綠色 。它們的顏色主要是它們的食物賦予的 。它們食入含類胡蘿卜素的食物，類胡蘿卜素可以在各器官沉積 。
它們由頭部 ， 四個體節，被幾丁質構成的角質層覆蓋 。四對腳，末端有爪子，吸盤或腳趾 。由長長的細胞組成的肌肉因應體節而分布 ?？谇坝袃上蚯巴怀觯粋€用于刺進食物，另一個則是吸收工具 。前腸有很多成對腺體，薄薄的食道連接中腸 。在兩個目的水熊蟲中腸和末腸之間有馬氏管，專司體內的滲透壓平衡 。
神經系統的構成：咽上下神經節，其中咽下神經節和腹部四個神經節鏈式相連 。體腔中的細胞負責儲存 。水熊蟲沒有循環系統和呼吸系統 。
緩步動物通常是雌雄異體 。它們的性腺是次體腔（事實上，所有的節肢動物都是這樣）的殘留物，是不成對的囊狀器官，或者是在肛門前向外開口，或者是向終腸開口 。卵子并不需要事先受精就可以被排出體外 。
生存環境
電鏡下的水熊蟲,水熊蟲在干燥狀態或環境惡化時，身體會縮成圓桶形自動脫水靜靜地忍耐蟄伏（隱生現象） ， 此時會展現驚人的耐力 。生命力超強，能在冷凍、水煮、風干的狀態下存活，甚至能在真空中或者放射性射線下存活 。
生存能力
緩步動物門 具有全部四種隱生性（即低濕隱生、低溫隱生、變滲隱生及缺氧隱生），能夠在惡劣環境下停止所有新陳代謝 。緩步動物也因此被認為是生命力最強的動物 。在隱生的情況下，一般可以在高溫（151°C）、接近絕對零度（-273.15°C）、高輻射、真空或高壓的環境下生存數分鐘至數日不等 。曾經有緩步動物隱生超過120年的記錄 。
1、低溫隱生
低溫就會引起低溫隱生 。緩步動物能先被冷凍再經解凍而復蘇，而且不會對身體造成損壞 。1975年Crowe將活動狀態的Macrobiotus areolatus放到2毫升-20°C的水中 。所有實驗動物立刻進入小桶狀態 。在4°C的水中解凍只需要一分鐘 。80%的動物成功蘇醒 。
3、低濕隱生
這是最常見的隱生形式，當陸生的緩步動物生活環境開始缺水時即會發生 。但當它們再次接觸到水的時候 ， 它們能在很短時間之內重新活動 。包括陸生緩步動物在內，只有它們身處水中才能存活 。如果周邊液體被稀釋甚至低于體液濃度時，緩步動物就會蜷縮成桶狀 。背側的甲片會層疊在一起，甲片之間的彈性角質層會收縮 。進入所謂的“小桶狀態”(Cask Phase) 。
進入“小桶狀態”的首要原因是缺氧 。實驗中停止通風 ， 緩步動物會收縮 。但在水中肌肉的收縮狀態不能持久 。所以“小桶”遇水即會重新舒展，但個體會立即進入窒息狀態（Asphyxia） 。
緩步動物能渡過缺水期有前提，就是該過程是緩慢進行的而且空氣濕度不能太低 。干燥過程太快，緩步動物就沒有時間去收縮 。作違背該前提的實驗，可以觀察到緩步動物緊壓在地表，很難復蘇 。
4、缺氧隱生
缺氧隱生發生于緩步動物周遭液體含氧量低于一個閾值 。開始的時候緩步動物先收縮，但后來就會伸展到最大狀態，同時也是窒息狀態，而且它們已沒有能力排出進入體內的水分 。一些種類能在缺氧狀態下存活五天 。缺氧隱生時緩步動物的新陳代謝狀態不明 。
5、變滲隱生
變滲隱生還沒有很好的被觀察到 。變滲隱生是因為環境的滲透壓升高引起的 。Macrobiotus bufelandi在0.4%的鹽溶液中仍然能活動 。在15%的鹽溶液中它會在9秒之內進入小桶狀態 。Echiniscoides sigismundi在淡水中會窒息，但若在三天內將它重新放到海水中，它就會蘇醒過來 。
6、胞囊形式
在包囊中渡過困難時期并不算是隱生的一種 。
在苔蘚和干草間生活的，特別是淡水生的種類能夠通過這種胞囊的形式渡過困難時期 。在這種狀態下緩步動物會縮小成只有原來20%到50%的體積,降低新陳代謝甚至分解部分器官 。該過程伴隨有三次連續的蛻皮，結束的時候，動物就會被多層角質層外殼所包繞 。在這種狀態下緩步動物能存活一年 。當環境改變回來，該個體能在6到48小時內脫殼而出 。
胞囊的形成只會在水中發生 。它遠不如小桶狀態那樣具抵抗能力 ， 而且其水分含量也決定了其不具有抗高溫能力 。
7、生存狀況
德國科隆-波爾茲宇宙醫學研究中心研究員、參加本次研究的天體生物學家之一彼得拉·雷特貝格說，“我們發現，這兩種緩步類動物在太空環境中都生活得很好，和在地面上沒有多大區別 。但是遭受太空環境和太陽輻射雙重考驗后的樣本，存活率很低 ?！?實際上 ， 當最終被放回水中的時候，暴露在太空環境和太陽輻射雙重考驗下的緩步類動物只有10%存活了下來 ， 并且 ， 所有的幼蟲都沒有孵化出來 。但是，榮松說，“盡管如此 ， 這也是人類迄今為止發現的第一種在雙重暴露下，仍然有樣本存活的動物 ?！崩滋刎惛裢茰y，可能是緩步類動物的外層，即皮層，可以幫助它們抵御太陽輻射 。
研究人員稱，和微生物細菌耐輻射奇球菌一樣，緩步類動物肯定也有一種細胞機理——可以修復輻射的傷害，或者直接抵御太陽輻射 。榮松說，“在遭受太陽輻射的時候，沒有數據顯示緩步類動物的體內在發生變化 。所以，我們不知道太陽輻射對它們的傷害有多大，它們又是怎樣修復這些傷害的 ?！?實驗表明，至少有一些動物可以在嚴酷的太空環境下毫無屏障地存活 。在這個“超級堅強”動物的名單上，還包括輪蟲類、線蟲類(蛔蟲)、可抗干燥的昆蟲幼蟲 ， 還有甲殼類如鹽水蝦 ?？茖W家發現，所有的這些“超級動物”都和緩步類動物一樣，具備高度抗干燥的能力 。一部分緩步類動物賴以生存的地衣類植物也可以在太空環境下生存 。榮松說，“如果保護這些緩步類樣本遠離太陽輻射，它們可以在太空中存活幾年 。但是問題是，飛船進出大氣層時會產生巨大的噴射力 ， 這些樣本也受到了影響 ?！憋w船進出太空大氣層產生的灼熱感和一個石塊進出行星大氣層產生的摩擦大致相當 。
星際旅行可能會花費幾百萬年的時間，人類并沒有能力進行如此長期的實驗 。但是 ， 至少有一部分緩步類動物在星際旅行最開始的10天里可以完好地生存 。測驗緩步類動物生存能力的真正問題是尋找一個合適的環境 。榮松說，“只要找到一個比太空溫和一些的環境，緩步類動物就可能繁殖、生存 。”
8、太空實驗
瑞典克里斯蒂安斯特大學的伊格瑪及其同事認為，如果地球上有動物能夠在太空惡劣環境下生存，緩步動物當是首選 。因此在2013年9月，他們選擇了兩種緩步動物R.coronifer和小斑熊蟲，在干粉狀態下放入歐空局BioPan－6太空艙，并將其送入了太空軌道，進而觀察這種生物在太空中會有什么表現 。
這些緩步動物在太空中，經過10天暴露在輻射、真空及低溫條件下 。結果發現，R.coronifer無法在紫外照射的條件下生活，科學家認為這可能是DNA受損所致 。不過，有3個小斑熊蟲樣本卻未受影響 。在濾去紫外線的條件下 ， 這些經過惡劣太空條件考驗的小動物同對照樣本一樣，可排卵，并可脫殼成活 。該結果發表于《當代生物》雜志 。
該結果表明 ， 地球生物的適應能力非常強 。而此前，人類僅知苔蘚和細菌可在真空和宇宙輻射下生存 。雖然緩步動物可在地球極其干燥的條件下生存 ， 但太空的條件極端惡劣 。如地球海平面大氣壓為十萬帕斯卡，而在地球低軌道，大氣壓是地球大氣壓10億分之一 。在這種條件下，幾乎沒有水分子可以保留在體內 。
科學家試圖通過這個實驗，來了解地球生物能否在星際旅行時生存，并希望掌握哪些生物能搭乘太空船，進而導致其他星球被地球生物所污染 。德國太空生物學家戈達認為 ， 緩步動物能在極端條件下生存的能力對人類移居其他星球十分重要 。但他認為 ， 本次實驗結果尚無法了解動物是如何在惡劣環境下發育和繁殖的 。而伊格瑪則認為，緩步動物搭乘太空船去污染火星的可能性非常小，因為緩步動物需要食物 。她認為最可能搭便車到火星去的可能會是苔蘚或細菌 。科學家還不清楚 ， 緩步動物能抵抗紫外輻射的原因 。他們推測這可能與其在缺水后能夠復活的能力有關 。
研究歷史
1、物種發現
“小水熊蟲”在1773年首次被一位名叫哥策的神父描述 ， 但并不完整 。1774年和1776年意大利人考廷和斯巴蘭扎尼發現，在缺水的環境下，緩步動物能夠不脫去保護外殼而“復活” 。斯巴蘭扎尼并且指出，緩步動物要渡過缺水時期，就必須慢慢的失水 。而緩步動物Tardigrada這個名字，也是斯巴蘭扎尼首次給出的 。
從此直至今天，人們對緩步動物在動物分類中的位置，形態學 ， 生活方式 ， 組織學以及其隱生性的研究興趣有增無減 。
2、米勒研究
1785年米勒對這種動物作了深入的觀察 。他嘗試將緩步動物歸入動物演化樹中并且把它歸入壁虱屬 。米勒所使用的學名Acarus ursellus被林奈寫到了他的《自然分類》中 。1834年舒爾策發現了有名的Macrobiotus bufelandi 。該名字來源于柏林醫生Hufeland，他著了一本有關長壽術(德語：Makrobiotik)的書叫《延年益壽之藝術》 。相對于斯巴蘭扎尼的“復活”，舒爾策認為緩步動物在缺水后再次接觸到水時，是“蘇醒”過來了 。但他的看法并不是得到很多的認同 。他同時代的愛亨伯格則認為，缺水時 ， 緩步動物能分泌一種物質，在里面緩步動物不但能度過困難時期，而且能繁衍后代 。數年后“醒過來”的只是它的后代 。更有人認為那是一種自然發生(generatio spontanea) 。
對緩步動物形態 ， 系統分類和生理研究有著最深遠影響的貢獻當屬法國人Doyères所寫的書《Mémoire sur les Tardigrades》(1840-1842年) 。他強調了緩步動物在慢慢失水的環境中“復活”的能力 。這和當時另一種觀點相沖突，就是認為，沒有任何預防措施可以阻止完全脫水的動物的死亡 。1859年巴黎生物協會最終通過一份超過100頁的鑒定形成定論，就是Doyères的意見是對的 。新的問題是，在這種脫水環境中 ， 緩步動物的新陳代謝究竟只是變慢了還是停止了 。20世紀初，耶穌會神父拉門通過緩步動物還能度過低溫（絕對零度）環境的現象認為，新陳代謝是停止了 。1922年鮑曼通過對脫水隱生的形態和生理方面的研究，再次捍衛了這一觀點 。
3、分類研究
1851年Dujardin認為緩步動物是一種原本生活在海洋里的生物，這是緩步動物的分類的第一步 。1907-1909年Murray在不列顛-南極探險中收集到多種緩步動物的樣本 。使得緩步動物的種類在很短的時間內上升到了25種 。1928年圖靈為緩步動物建立了一個新目 。但緩步動物在動物界中的位置在Doyères的著作中并沒有被提及 。1851年Dujardin根據它們具有和線蟲動物相似的咽，而認為緩步動物是線蟲動物的近親 。而1896年?？撕?909年里希特斯則認為它的近親應該是節肢動物 。但大部分的專家卻認為應是節肢動物 。1929年根據當時組織學的證據人們將它劃為節肢動物下的綱 。到了1953年，人們終于可以有技術基礎去測量緩步動物正常和隱生狀態下的氧氣消耗量 。1968年科學家通過電子顯微鏡觀察到緩步動物的儲存細胞 。1972年拉馬佐蒂的專著第二版出版，列舉了413種緩步動物 。
1974年借拉馬佐蒂75大壽之際在意大利城市帕蘭扎(Pallanza)舉行了第一屆國際緩步動物論壇 。
生命力實驗
【冷凍】-200攝氏度能夠存活若干天，-272攝氏度能夠存活2分鐘 。
【高溫】181度高溫下存活2分鐘 。
【放射能】在5700格雷強度的放射線下存活良好 。(1格雷放射線相當于5000臺胸透儀的放射強度 ， 10~20格雷強度的放射線就能輕易殺死人類或者地球上大部分的動物 。)
【真空】在真空中依然能存活下來 。
【壓強】可以經受住600兆帕斯卡的壓強 ， 最深的馬里亞納海溝水壓的6倍也無法把它壓扁 。日本神奈川大學科學家在研究中發現，水熊蟲能身處6億帕斯卡的壓強下而安然無恙，這一壓力為大氣壓的6000倍 ， 是絕大多數生物、包括細菌所能承受的壓力極限的兩倍 。
【生命力研究】20世紀20年代 ， 德國佛萊堡大學的拉姆把處在隱生現象的水熊蟲分別放在150度(只有厭氧菌跟水熊蟲才能處在如此高溫下)和零下200度(接近絕對零度)的環境 ， 結果發現不論在什么情況下 ， 只要恢復常溫并給予水分 ， 水熊蟲就會復活并再度開始緩慢地步行 。
【X射線輻射】能承受5.7萬倫琴的X射線輻射(500倫琴即可殺死人類)，原子彈的輻射對它無效 。
【水熊蟲圖片 水熊】有研究報告指出 ， 把收藏在博物館達120年的苔蘚類標本添加水分后，其中的水熊蟲又恢復活動狀態 。水熊蟲這種生物的生命力比蟑螂還強，科學家曾經在鹽礦中發現已冬眠了數百年的水熊蟲，給予水分和營養后，能夠醒過來并繼續正常的生理活動

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