水熊

水熊為微型節(jié)肢狀動物，是緩步動物門生物的俗稱。水熊軀體非常細(xì)小，大部分不超過1毫米；通體透明，1個頭部，4個體節(jié)，有4對腳從軀部伸出，末端有爪子、吸盤或腳趾；口前有兩向前突出，一個用于刺進食物，另一個則是吸收工具。因其能在干旱生存，可自行脫水，故名。

水熊分布于世界各地，遍及北極、熱帶、深海、溫泉，亦可在真空中生存。棲息于淡水沉渣、潮濕土壤以及苔蘚植物的水膜中，少數(shù)種類生活在海水的潮間帶；主要食入含類胡蘿卜素的食物。具有隱生習(xí)性，是一種類似假死的狀態(tài)；生命力無比頑強，沒有天敵，無論是冰凍、干燥，還是饑餓、缺氧，都可生存。水熊是雌雄異體，卵生，直接發(fā)育。

作為世界上生命力最強的生物之一，水熊可以追溯到5億年前的寒武紀(jì)。據(jù)美國《國家地理》雜志報道，在6600萬年前，一顆小行星撞擊地球，導(dǎo)致了75%的物種遭到滅絕。但是水熊卻在火山口和海底活了下來。水熊中含有一種特殊的蛋白質(zhì)能保護水熊不受輻射傷害，這種特殊蛋白質(zhì)可能是在脫水的情況下進化而來的保護機制。

動物學(xué)史

水熊作為世界上生命力最強的生物之一，水熊可以追溯到5億年前的寒武紀(jì)。1937年，科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)水熊一孵化就具備成年體態(tài)，只不過剛孵化的水熊個頭比成年水熊小。水熊的許多種節(jié)肢動物親戚都不是這樣，后者的幼時體態(tài)和成年后的明顯不同——例如卵變成白蟻，毛毛蟲變成蝴蝶或蛾子。水熊一生要蛻皮多次，以適應(yīng)身體變大，但它們一生中體態(tài)都不變。

水熊因其能在干旱生存，可自行脫水，故名。?

德國佛萊堡大學(xué)的拉姆曾把水熊蟲分別放在150℃和零下200℃（接近絕對溫度）的環(huán)境中，再置于常溫下，給予水分，它竟奇跡般地復(fù)活。5700戈瑞強度的放射線，原子彈的輻射殺不死它；600兆帕的壓力，最深的馬里亞納海溝水壓的6倍也壓不扁它。請記住它，具有超強生命力的生物——水熊蟲。

據(jù)美國《國家地理》雜志報道，在6600萬年前，一顆小行星撞擊地球，導(dǎo)致了75%的物種遭到滅絕。但是水熊卻在火山口和海底活了下來。水熊中含有一種特殊的蛋白質(zhì)能保護水熊不受輻射傷害，這種特殊蛋白質(zhì)可能是在脫水的情況下進化而來的保護機制。

形態(tài)特征

水熊為微型節(jié)肢狀動物，是緩步動物門生物的俗稱。水熊軀體非常細(xì)小，大部分不超過1毫米，通體透明，呈無色、黃色、棕色、深紅色或綠色。它們的顏色主要是由于食物而得來的。它們食入含類胡蘿卜素的食物，類胡蘿卜素可以在各器官沉積。

它們有1個頭部，4個體節(jié)。有4對腳從軀部伸出，末端有爪子、吸盤或腳趾?？谇坝袃上蚯巴怀?，一個用于刺進食物，另一個則是吸收工具。前腸有很多成對腺體，薄薄的食道連接中腸。在兩個目的水熊蟲中腸和末腸之間有馬氏管，專司體內(nèi)的滲透壓平衡。后腸開口于腹肛門。無呼吸系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)。神經(jīng)系統(tǒng)由咽上下神經(jīng)節(jié)構(gòu)成，其中咽下神經(jīng)節(jié)和腹部4個神經(jīng)節(jié)鏈?zhǔn)较噙B。頭節(jié)中有腦，分出兩縱條的腹神經(jīng)索，每條腹神經(jīng)索有4個神經(jīng)。

水熊通常是雌雄異體。它們的性腺是次體腔(事實上，所有的節(jié)肢動物都是這樣)的殘留物，是不成對的囊狀器官，或者是在肛門前向外開口，或者是向終腸開口。卵巢是不成對的囊，輸卵管開口于腹面或通向直腸。屬于卵生，卵子并不需要事先受精就可以被排出體外，直接發(fā)育。

無呼吸及循環(huán)系統(tǒng)。

水熊體節(jié)與其他節(jié)肢動物身體之間的關(guān)系難以確定，一種解釋是水熊實際上就只有腦袋和腿。在進化歷史上某個時點，水熊失去了與體節(jié)發(fā)育有關(guān)的多個基因，也失去了對應(yīng)于其他節(jié)肢動物胸、腹的多個身體部分。水熊今天所具有的“分節(jié)”的身體方案與其他節(jié)肢動物的頭節(jié)很相似，這表明進化歷程中獲得頭部的方式并非單一。換句話說，既可以只有腦袋沒有身體，也可以既有腦袋也有身體。?

棲息環(huán)境

水熊棲息于淡水沉渣、潮濕土壤以及苔蘚植物的水膜中，少數(shù)種類生活在海水的潮間帶。

生活習(xí)性

行為

水熊具有隱生習(xí)性，是一種類似假死的狀態(tài)；生命力無比頑強，沒有天敵，無論是冰凍、干燥，還是饑餓、缺氧，都可生存。主要食入含類胡蘿卜素的食物。

生存能力

這種生物生命力頑強。最顯著的特征是對不良環(huán)境具有極強的忍耐能力，遇到干旱時，它們可將身體含水量由正常的85%降至3%，此時運動停止，身體萎縮，在這種狀態(tài)下，緩步動物可以抵御惡劣的環(huán)境達數(shù)年之久，如極限溫度、電離輻射、缺氧等，當(dāng)環(huán)境好轉(zhuǎn)時，身體再復(fù)蘇，這種現(xiàn)象稱隱生。

極限溫度

在-272℃和151℃的條件下均可存活2分鐘，低溫-200℃能活上幾天，-20℃的環(huán)境中起碼能存活30年。它能夠承受的電離輻射的劑量，是人類致死劑量的數(shù)百倍。能抗住的壓力大約是目前最深海溝水壓的6倍，在同等壓力下人可能會被壓到變形。

水熊能耐受-200-149℃的溫度范圍，它們通過排除體內(nèi)水、收回肥胖肢腿、蜷縮成脫水的球狀來做到這一點。威脅解除后，它們再度充水，恢復(fù)正常，看起來就像不曾遭受任何傷害。根據(jù)2017年發(fā)布的一項研究結(jié)果，能持續(xù)產(chǎn)生一種特殊蛋白質(zhì)的水熊成功復(fù)蘇的概率高于并不一直產(chǎn)生這種蛋白質(zhì)的同伴。也就是說，這種特殊蛋白質(zhì)可能正是水熊能忍耐極熱和極寒的關(guān)鍵之所在。

耐受高壓

水熊不僅能忍受極端溫度，還能耐受高達最深海底壓力6倍的壓力。?

輻射條件

太空中的水熊它能夠承受的電離輻射的劑量，是人類致死劑量的數(shù)百倍。能抗住的壓力大約是目前最深海溝水壓的6倍，在同等壓力下人可能會被壓到變形。

2007年一項太空實驗顯示它暴露在真空和輻射下可以存活10天。在2017年有科學(xué)家甚至發(fā)文表示，認(rèn)為它們足以在小行星撞擊、超新星爆發(fā)、伽馬射線暴發(fā)等毀天滅地的災(zāi)難中存活下來，堪稱“太陽不爆炸，它們不會掛”。

在高于海平面25.8萬-28.1萬米的低地球軌道中，兩種脫水的成年水熊及其卵子分別暴露在真空和輻射環(huán)境中10天后成功復(fù)蘇，但暴露在輻射中的水熊存活率明顯低些。

2019年2月，在2月21日左右，以色列航天器Beresheet搭乘SpaceX的獵鷹9號火箭發(fā)射升空離開地球，而它的目的地，正是月亮。結(jié)果很不幸，當(dāng)它于4月11日接近月球表面時，在距離月球表面不足10公里處主引擎失靈，并以每小時500公里速度撞向月球...?

這些“宇航蟲”雖然極有可能活著，但并不代表“活躍”，也就是它們將會長久保持假死狀態(tài)，除非它們在月球遇到了水與氧氣。

缺氧條件

一般生物缺水、缺氧基本會死亡，但它可以長時間處于一種假死狀態(tài)，它們的身體會干涸，讓新陳代謝停止，以此維持生機。然后遇到水，又有幾率可以復(fù)活。

英國《自然》雜志上介紹說，水熊之所以能夠在各種極端條件下生存，與它們身體可自動進行脫水有很大關(guān)系。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，水熊在自行脫水后。身體體積可比正常情況下縮小一半，同時，它的八條腿也會收縮，從而進入一種靜止的蟄伏狀態(tài)。在這種狀態(tài)下。水熊可“扛”過各種極端條件。因為水熊本身有隱生現(xiàn)象可以說是冬眠，不管處在什么惡劣環(huán)境下都能立刻進入冬眠，只要加一點水就能立刻復(fù)活，生命力比病毒還強，所以被稱為不死身生物。

胞囊形式

在苔蘚和干草間生活的、特別是淡水生的水熊能夠通過這種胞囊的形式度過困難時期。在這種狀態(tài)下緩步動物會縮小成只有原來20%到50%的體積，降低新陳代謝甚至分解部分器官。該過程伴隨有三次連續(xù)的蛻皮，結(jié)束的時候，動物就會被多層角質(zhì)層外殼所包繞。在這種狀態(tài)下緩步動物能存活一年。當(dāng)環(huán)境改變回來，該個體能在6到48小時內(nèi)脫殼而出。

胞囊的形成只會在水中發(fā)生。它遠(yuǎn)不如小桶狀態(tài)那樣具有抵抗能力，而且其水分含量也決定了其不具有抗高溫能力。

隱生習(xí)性

緩步動物門具有全部四種隱生（Cryptobiosis）性（即低濕隱生（Anhydrobiosis）、低溫隱生（Cryobiosis）、變滲隱生（Osmobiosis）及缺氧隱生（Anoxybiosis））。

低濕隱生

這是最常見的隱生形式，當(dāng)陸生的緩步動物生活環(huán)境開始缺水時即會發(fā)生。但當(dāng)它們再次接觸到水的時候，它們能在很短時間之內(nèi)重新活動。包括陸生緩步動物在內(nèi)，它們只有身處水中才能存活。如果周邊液體被稀釋甚至低于體液濃度時，緩步動物就會蜷縮成桶狀。背側(cè)的甲片會層疊在一起，甲片之間的彈性角質(zhì)層會收縮。進入所謂的“小桶狀態(tài)”(CaskPhase)。

進入“小桶狀態(tài)”的首要原因是缺氧。實驗中停止通風(fēng)，緩步動物會收縮。但在水中肌肉的收縮狀態(tài)不能持久。所以“小桶”遇水即會重新舒展，但個體會立即進入窒息狀態(tài)( Asphyxie )緩步動物能渡過缺水期有前提。就是該過程是緩慢進行的而且空氣濕度不能太低。干燥過程太快，緩步動物就沒有時間去收縮。

缺氧隱生

缺氧隱生發(fā)生于緩步動物周遭液體含氧量低于一個閥值。開始的時候緩步動物先收縮，但后來就會伸展到最大狀態(tài)，同時也是窒息狀態(tài)，而且它們已沒有能力排出進入體內(nèi)的水分，一些種類能在缺氧狀態(tài)下存活五天。缺氧隱生時緩步動物的新陳代謝狀態(tài)不明。?

低溫隱生

低溫就會引起低溫隱生。緩步動物能先被冷凍再經(jīng)解凍而復(fù)蘇，而且不會對身體造成損壞。1975年Crowe將活動狀態(tài)的水熊放到2毫升零下20° C的水中。所有實驗動物立刻進入小桶狀態(tài)。在4° C的水中解凍只需要一分鐘。 80%的水熊成功蘇醒。

變滲隱生

變滲隱生還沒有很好地被觀察到。變滲隱生是因為環(huán)境的滲透壓升高引起的。水熊在0.4%的鹽溶液中仍然能活動。在15%的鹽溶液中它會在9秒之內(nèi)進入小桶狀態(tài)。水熊在淡水中會室息，但若在三天內(nèi)將它重新放到海水中，它就會蘇醒過來。

有一種水熊當(dāng)中的兩只在科學(xué)家的冰箱中呆了30年之久后成功復(fù)蘇，其中一只立即忙碌起來。這兩只水熊被提取自苔蘚中，自1983年以來一直被儲存在-20℃的條件下，它們沒有顯示出任何代謝跡象。但被重新充水僅一天后，其中一只就伸展肢腿，22天后其體內(nèi)就有了卵子。它最終產(chǎn)卵19只，產(chǎn)生了14只活體水熊。?

分布范圍

水熊分布于世界各地，遍及北極、熱帶、深海、溫泉，亦可在真空中生存。絕大多數(shù)陸生，有些淡水生，極少數(shù)種類海生。水熊是雌雄異體，卵生，直接發(fā)育。

水熊可在地球上幾乎任何有水的地方生存，最近在日本一個停車場發(fā)現(xiàn)了一個水熊新種。迄今為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過1000種水熊。水熊大多分布于苔蘚和地衣中。在日本發(fā)現(xiàn)的新種水熊之奇特并不在于它是在城市中被發(fā)現(xiàn)的，而在于它的卵的頂部有意大利面條形狀的扭動卷須。這些卷須有可能讓水熊產(chǎn)下的卵能附著在地面上。

中國緩步動物物種豐富，初步統(tǒng)計約有2綱、3目、6科、20屬、177種，包括5個首次發(fā)現(xiàn)的物種(Echiniscus crebraclava、Hypechiniscus fengi、Diphascon gani、Doryphoribius mcinnesae、Macrobiotus wuyishanensis)、2個新記錄屬(Hypechiniscus、Calohypsibius)及21個新記錄種(Echiniscus bigranulatus、 Echiniscus curiosus、Echiniscus dreyfusi、Echiniscus menizdi、Echiniscus perarmatus、 Echiniscus phocae、Echiniscoides pooensis、Echiniscus scrabrospinesus、Echiniscus semifoveolatus、Echiniscoides sigismundi、Isohypsibius stenostomus、Diphascon (Diphascon) nobilei、Diphascon(Diphascon) sexbullatum、calohypsibius ornatus、 Calcarobiotus(Calcarobiotus) digeronimoi、Macrobiotus crenulatus、Macrobiotus hibiscus、Macrobiotus ragonesei、Macrobiotus tericola、Minibiotus scopulus、 Ramazzottius anonalus)。

繁殖方式

水熊是雌雄異體，卵生，直接發(fā)育。