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缓步动物“水熊”的生存能力
来源: 查字典生物网| 2015-09-16 发表| 教学分类:生物知识大全

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缓步动物“水熊”的生存能力

学名为Tardigrade的缓步动物——水熊,是地球上生命力极强的生物,要杀死水熊是极为困难的。水熊体型极小,必须用显微镜才能看清它的面貌。其主要生活在淡水的沉渣、潮湿土壤以及苔藓植物的水膜中,少数种类生活在海水的潮间带。全球几乎都有它的存在,北极、热带、深海、温泉里都可以找到它。

把一片干燥的苔藓,放在水盆里浸泡2小时许,取出放在干净的碟子里,弹动一下苔藓,会出现几个小点点。放在显微镜下观察,会发现它们是胖墩墩的,像熊一样憨态可掬。原来是熊状的小虫子,通常在水里或潮湿的苔藓上生活,由于模样很像熊,故科学家命名它们为“水熊”。水熊的身体表层覆盖着一层水膜,目的是为了保持身体干燥,同时可呼吸水膜中的氧气。

水熊是怎样生活的呢?它靠尖锐的吸针吸食动植物细胞里的汁液为生。水熊的特点是它从卵里生出来就是成年了,无童年时期,身体里细胞的数量终生都不再改变。

水熊的形态特征:

缓步动物是多细胞动物。它们非常细小,大部分不超过1毫米,最小的Echiniscus parvulus初生的时候只有50微米。而最大的Macrobiotus bufelandi则只达1.4毫米。通体透明,无色,黄色,棕色,深红色或绿色。它们的颜色主要是它们的食物赋予的。它们食入含类胡萝卜素的食物,类胡萝卜素可以在各器官沉积。

它们由头部,四个体节,被几丁质构成的角质层覆盖。四对脚,末端有爪子,吸盘或脚趾。由长长的细胞组成的肌肉因应体节而分布。口前有两向前突出,一个用于刺进食物,另一个则是吸收工具。前肠有很多成对腺体,薄薄的食道连接中肠。在两个目的水熊虫中肠和末肠之间有马氏管,专司体内的渗透压平衡。

神经系统的构成:咽上下神经节,其中咽下神经节和腹部四个神经节链式相连。体腔中的细胞负责储存。水熊虫没有循环系统和呼吸系统。

缓步动物通常是雌雄异体。它们的性腺是次体腔(事实上,所有的节肢动物都是这样)的残留物,是不成对的囊状器官,或者是在肛门前向外开口,或者是向终肠开口。卵子并不需要事先受精就可以被排出体外。

水熊的生存能力:

缓步动物门具有全部四种隐生(Cryptobiosis)性(即低湿隐生Anhydrobiosis、低温隐生(Cryobiosis)、变渗隐生(Osmobiosis)及缺氧隐生(Anoxybiosis)),能够在恶劣环境下停止所有新陈代谢。缓步动物也因此被认为是生命力最强的动物。在隐生的情况下,一般可以在高温(151°C)、接近绝对零度(-273.15°C)、高辐射、真空或高压的环境下生存数分钟至数日不等。曾经有缓步动物隐生超过120年的记录。

一、低温隐生

低温就会引起低温隐生。缓步动物能先被冷冻再经解冻而复苏,而且不会对身体造成损坏。1975年Crowe将活动状态的Macrobiotus areolatus放到2毫升-20°C的水中。所有实验动物立刻进入小桶状态。在4°C的水中解冻只需要一分钟。80%的动物成功苏醒。

二、低湿隐生

这是最常见的隐生形式,当陆生的缓步动物生活环境开始缺水时即会发生。但当它们再次接触到水的时候,它们能在很短时间之内重新活动。包括陆生缓步动物在内,只有它们身处水中才能存活。如果周边液体被稀释甚至低于体液浓度时,缓步动物就会蜷缩成桶状。背侧的甲片会层叠在一起,甲片之间的弹性角质层会收缩。进入所谓的“小桶状态”(Cask Phase)。

进入“小桶状态”的首要原因是缺氧。实验中停止通风,缓步动物会收缩。但在水中肌肉的收缩状态不能持久。所以“小桶”遇水即会重新舒展,但个体会立即进入窒息状态(Asphyxie)。

缓步动物能渡过缺水期有前提,就是该过程是缓慢进行的而且空气湿度不能太低。干燥过程太快,缓步动物就没有时间去收缩。作违背该前提的实验,可以观察到缓步动物紧压在地表,很难复苏。

三、缺氧隐生

缺氧隐生发生于缓步动物周遭液体含氧量低于一个阈值。开始的时候缓步动物先收缩,但后来就会伸展到最大状态,同时也是窒息状态,而且它们已没有能力排出进入体内的水分。一些种类能在缺氧状态下存活五天。缺氧隐生时缓步动物的新陈代谢状态不明。

四、变渗隐生

变渗隐生还没有很好的被观察到。变渗隐生是因为环境的渗透压升高引起的。Macrobiotus bufelandi在0.4%的盐溶液中仍然能活动。在15%的盐溶液中它会在9秒之内进入小桶状态。Echiniscoides sigismundi在淡水中会窒息,但若在三天内将它重新放到海水中,它就会苏醒过来。

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