水熊也称水熊虫(Water Bear),是对缓步动物门生物的俗称,有记录的约有900余种,其中许多种是世界性分布的。水熊体型极小,必须用显微镜才能看...
水熊也称水熊虫(Water Bear),是对缓步动物门生物的俗称,有记录的约有900余种,其中许多种是世界性分布的。水熊体型极小,必须用显微镜才能看清,身体表层覆盖着一层水膜,用于避免身体干燥,同时可呼吸水膜中的氧气。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,靠尖锐的吸针吸食动植物细胞里的汁液为生。最大的特点是它从卵里生出来就已成年,无童年时期,身体里细胞的数量终生都不再改变。
水熊是地球上生命力最强的生物,可以在没有防护措施的条件下在外太空生存,在喜马拉雅山脉(6000m 以上)和深海(4000m 以下)都能生存。
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。
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。
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(Asphyxia)。
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。
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。
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。
胞囊形式
在包囊中渡过困难时期并不算是隐生的一种。
在苔藓和干草间生活的,特别是淡水生的种类能够通过这种胞囊的形式渡过困难时期。在这种状态下缓步动物会缩小成只有原来20%到50%的体积,降低新陈代谢甚至分解部分器官。该过程伴随有三次连续的蜕皮,结束的时候,动物就会被多层角质层外壳所包绕。在这种状态下缓步动物能存活一年。当环境改变回来,该个体能在6到48小时内脱壳而出。
胞囊的形成只会在水中发生。它远不如小桶状态那样具抵抗能力,而且其水分含量也决定了其不具有抗高温能力。