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隐生:地质时间尺度上生命的暂停对进化具有重要意义

一些生物体在不利的环境条件下具有暂停生命过程的能力。 它被称为隐生或假死,是一种生存工具。 当环境条件变得有利时,处于假死状态的生物会复活。 2018 年,人们发现了更新世晚期的活线虫,这些线虫在西伯利亚永久冻土层中已处于假死状态 46,0000 年。 这些蠕虫随后被复活或恢复正常生活。 对这起隐生病例的详细调查显示,这些蠕虫属于一种新物种,现命名为 P. kolymaensis。 隐生基因和所采用的生化过程使蠕虫能够在地质时间尺度上暂停生命,这意味着世代时间可以延长到数千年,而处于假死状态数千年的物种个体可能有一天会复活,重新发现灭绝的谱系。 这有可能重新定义进化论。

一些生物体已经进化到能够在不利的环境条件下无限期地暂停代谢过程。 在极度不活动的隐生状态下,包括繁殖、生长、发育和修复在内的所有代谢过程都停止,生命保持暂停状态,直到环境条件再次变得有利。  

隐生或假死是一些生物体在恶劣条件下采取的生存工具。  

已知许多微生物,包括酵母、植物种子、线虫(蛔虫)、丰年虾和复活植物,都具有隐生能力。 也许,最长期的隐生现象的最好例子就是埋在琥珀中的蜜蜂腹部保存了 25 至 40 万年的芽孢杆菌孢子。 就高等植物而言,一个引人注目的假死案例是在中国古代湖泊中发现的 1000 至 1500 年前的莲花种子,该种子随后可以发芽。  

近来最引起人们想象的加密生物实例是2018年发现可行的报告 线虫 来自更新世晚期。 这些蠕虫在西伯利亚已保持假死状态约 40,0000 年 永久冻土 并随后复活或恢复正常生活。 历时四年的严格调查现已完成并公布结果。   

按照精确 放射性碳测年自更新世晚期以来,线虫一直处于假死状态,已有约 46,000 年的时间。  

基因组组装和详细的形态学分析得出的结论是,这些蠕虫在系统发育上不同于 秀丽隐杆线虫 属于一个新物种,现在命名为 科雷曼巴纳格罗莱穆斯 (Panagrolaimus kolymaensis)。  

此外,P. kolymaensis 和 C. elegansis 中的隐生基因(或分子工具包)在起源上是常见的,并且两种蠕虫都采用相似的生化机制来生存恶劣的条件,这使得它们能够在地质时间尺度上更长时间地暂停生命比之前报道的要多。 

能够如此长时间地暂停生命意味着隐生可以将世代时间从几天延长到几千年。 处于假死状态数千年的物种个体可能有一天会复活,重新发现灭绝的血统。 这可能会重新定义 进化.  

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来源: 

  1. Shatilovich AV et al 2018。科雷马河低地晚更新世永久冻土层中的活线虫。 多克拉迪生物科学。 480(1)。 https://doi.org/10.1134/S0012496618030079 
  2. 沙蒂洛维奇 A.,  2023.西伯利亚永久冻土层中的一种新线虫物种与秀丽隐杆线虫幼虫具有相同的隐生生存适应机制。 PLOS Genetics,27 年 2023 月 1010798 日出版,eXNUMX。 数字编号: https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1010798  

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乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
科学记者| 《科学欧洲》杂志创始人编辑

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