考古
从西伯利亚永久冻土层中复活的古线虫，竟然来自46,000年前
研究人员于2018年从永久冻土中分离出新描述的线虫
这条古老的线虫属于新描述的物种 Panagrolaimus kolymaensis。研究人员在 2002 年从西伯利亚东北部科利马河附近的永久冻土中提取的化石松鼠洞穴中发现了它。科学家们于2018年复苏了这只被冻住的线虫，但它的年龄和物种仍然不清楚。
周四 (7月27日) 发表在PLOS Genetics杂志上的一项研究可能已经找到了这些问题的答案。研究人员在研究中写道：“在极端环境中长期生存是一项只有少数生物能够做到的挑战。" 我们在这里展示了土壤线虫 Panagrolaimus kolymaensis 在西伯利亚永久冻土中暂停了46,000年的生活。”
像线虫和水熊虫这样的生物可以进入休眠状态，一种称为“隐生”的代谢过程，作为被冻结或极度脱水的反应，中间状态分别称为 cryobiosis 和 anhydrobiosis。在两种情况下，小动物都会将氧气消耗量和代谢过程中产生的热量减少到无法检测的水平。
新描述的线虫在晚更新世 (260 万至 11700 年前) 进入了隐生状态，这一时期包括最后一个冰河时代。自此以来，囚禁这只小生物的永久冻土一直没有解冻，根据这项研究，这意味着这是线虫中记录的最长隐生时间——几万年。 到目前为止，南极线虫物种 Plectus murrayi 和 Tylenchus polyhypnus 标本保持了这一记录； 前者在苔藓中冷冻了 25.5 年，后者在植物标本室中脱水了 39 年。
研究人员分析了新描述的线虫的基因并将其与 Caenorhabditis elegans 线虫的基因进行比较，后者是第一个被全基因组测序的多细胞生物。 在没有成熟的遗传方法来研究最近解冻的蠕虫的情况下，C. elegans 提供了一个经过良好研究的模型生物进行比较。 该分析揭示了几种与隐生相关的共享基因。
为了找出线虫如何在如此长的时间内存活，研究人员得到了新的 P. kolymaensis 和 C. elegans 线虫群，并在实验室中将它们轻度脱水。 当线虫进入 anhydrobiosis 时，该团队观察到一种名为 trehalose 的糖的产生增加，他们认为这可能有助于保护线虫的细胞膜免受脱水。 然后，他们将线虫在零下80 氏度下冷冻，并发现脱水改善了两种物种的存活率。 在没有先脱水的情况下冷冻在此温度下的线虫会立即死亡，根据这项研究。
研究人员总结说，线虫已经进化出在这些休眠状态下存活数千年的能力，并具备应对北极条件的分子途径。 “我们的研究结果表明，通过适应在环境中短时间内处于隐生状态，例如永久冻土，一些线虫物种获得了个体线虫保持隐生状态的潜力。”
这意味着如果它们逃离永久冻土，已经灭绝的线虫物种可能会被复活。 “环境的剧烈变化”，包括温度波动和天然放射性，会唤醒古老的线虫从它们的深度睡眠中。
这项研究为我们对线虫在极端环境中存活的能力有了新的认识，并可能为未来的生物复兴研究提供线索。
本文译自 Live Science，由 BALI 编辑发布。