莫諾湖發現耐砷、耐鹽、耐鹼且具有三種性別的異性蠕蟲

導言:加州理工學院的科學家們在莫諾湖的極端環境中發現了一種新的蠕蟲。這種新物種,暫被稱為Auanema sp.,有三種不同的性別,能在人類砷致死劑量的500倍的情況下存活,並且像袋鼠一樣在體內攜帶幼崽。

莫諾湖發現耐砷、耐鹽、耐鹼且具有三種性別的異性蠕蟲

莫諾湖 Credit: Copyright Michele Hogan

莫諾湖位於加利福尼亞州的東部,其鹽度是海洋的三倍,鹼性pH值為10。在這項研究之前,只有兩種物種(除細菌和藻類)生活在這個湖裡---鹽水蝦和潛水蠅。在這項新的研究中,研究小組又發現了8個物種,都屬於一種叫做線蟲的微型蠕蟲,在莫諾湖及其周圍繁衍生息。

論文發表在9月26日的《Current Biology》雜誌上。

莫諾湖發現耐砷、耐鹽、耐鹼且具有三種性別的異性蠕蟲

線蟲,尤其是秀麗隱杆線蟲,僅用300個神經元就能表現出複雜的行為,如睡眠、學習、嗅覺和運動。這種簡單性使它成為研究神經科學基礎問題的一個有用的模型有機體。重要的是,在正常的室溫和常壓下,秀麗隱杆線蟲很容易在實驗室裡茁壯成長。

由於線蟲被認為是地球上數量最多的動物,科學家們認為他們可能會在莫諾湖的惡劣環境中發現它們。最終,他們發現的8個物種是多種多樣的,從良性微生物食草動物到寄生蟲和食肉動物。重要的是,它們都能適應湖中富含砷的環境,因此被認為是極端微生物----在不適合大多數生命形式的環境中茁壯成長的有機體。

莫諾湖發現耐砷、耐鹽、耐鹼且具有三種性別的異性蠕蟲

當比較新發現的Auanema物種和同屬的姐妹物種時,研究人員發現,相似的物種也表現出高砷抗性,儘管它們並不生活在砷含量高的環境中。在另一個令人驚訝的發現中,Auanema sp.能夠在正常、非極端條件下在實驗室中茁壯成長。世界上只有少數已知的極端微生物可以在實驗室環境中進行研究。

這表明該線蟲可能具有適應嚴酷和溫和環境的彈性和靈活性的遺傳傾向。

莫諾湖發現耐砷、耐鹽、耐鹼且具有三種性別的異性蠕蟲

圖:(A)在實驗室中生長的雌雄同體成蟲。個體來自於單傳超過九代的一個系(PS8402)。孵化幼蟲,黃色外廓。(B) 100倍成蟲雌雄同體的圖像,其中一隻幼蟲在子宮內孵化。Ph:幼蟲的咽喉;Oc:卵細胞。

極端微生物可以教會我們很多應對壓力的創新策略。對於這些1000細胞的動物如何在極端環境中掌握生存技能,我們還有很多需要研究學習的。

研究人員計劃確定是否有特定的生化和遺傳因素使線蟲“成功”,並對Auanema sp.的基因組進行測序,尋找可能導致砷抗性的基因。受砷汙染的飲用水是一個主要的全球健康問題;瞭解像線蟲這樣的真核生物是如何處理砷的,將有助於回答毒素是如何通過並影響細胞和身體的問題。

小編注:除了人類健康,研究像莫諾湖的線蟲這樣的極端物種有助於更大範圍地瞭解地球。欣賞並培養對生物多樣性的好奇心非常重要,下一個生物技術創新很有可能來自野生(極端)物種,因此,我們必須保護並負責任地利用野生物種。

1. Newly Identified Nematodes from Mono Lake Exhibit Extreme Arsenic Resistance.

2. News from California Institute of Technology

3. Otherworldly worms with three sexes discovered in Mono Lake


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