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极限下的生命

2015-04-16 14:54 作者:贝小戎来源:三联生活周刊 2015年第16期
美国自然史博物馆正在举办“极限下的生命”(Life at the Limits)展览,让人们了解生命在形式、行为、能力方面的多样性。

美国自然史博物馆正在举办“极限下的生命”(Life at the Limits)展览,让人们了解生命在形式、行为、能力方面的多样性。

“极限下的生命”展览官方的介绍说:“想象一下你屏住呼吸一个半小时,忍受150摄氏度的高温和零下270摄氏度的低温。或者通过反复克隆自己装死。本展览探索生物的多样性,以及动植物在许多不适合栖息甚至有毒的环境下采用的令人惊叹的觅食、求生、繁殖和兴盛的策略。”

一只水熊虫的电子显微图像

一只水熊虫的电子显微图像

动物大致有两种繁殖策略。母袋獾一次生20到30个孩子,但是只有四个乳头,所以小袋獾还在母亲温暖的怀抱里时就面对着残酷的现实。有多少能活下来呢?正好是四个。翻车鱼一次会产3亿个卵。这全看动物采取了哪种进化策略,是专注于照料后代,还是只管数量?这两个极端做法都管用。

擅长憋气的动物是海豹。大部分生命的存活都需要氧气,因为有机体的细胞需要用氧气制造能量。人类平均每分钟呼吸20次,但许多其他动物进化出了神奇的获得氧气的方式,或者说限制了它们需要氧气的数量。南象海豹每年在南极生活大约两个月,其他10个月大部分时间都在水下,在寒冷的大海中捕食鱼与乌贼。在海中,海豹可以潜到1英里深的地方,它们会降低心率,再加上它们体内血液量大,而且血液中运输氧气的血红蛋白含量高,这些海豹能够在水下待两个小时而无需浮出水面。

特别能够忍受高温和低温的动物是水熊虫(Tardigrades)。人在没有保护的情况下进入太空会死掉。缺少压力时你肺部的空气会冲出来,你体液中分解出的气体会冲破皮肤,电离辐射会撕裂你细胞中的DNA。15秒后你就会失去意识,但有一种动物在太空中能够存活——大约1毫米长的水熊虫。2007年几千只水熊虫被卫星带往太空,卫星返回后科学家发现许多水熊虫还活着。这种动物在活动状态下的寿命只有几个月,但它们好像能适应地球上最严酷的环境,无论是5500多米的高山,还是洋底的热泉。它们可以忍受150摄氏度的高温和接近绝对零度的低温。

展览入口处是一个放大了5000倍的水熊虫的模型,因为活的水熊虫长度不会超过1.5毫米。《纽约时报》报道这次展览时说:“水熊虫的可爱依赖于你使用的电子显微镜的质量,它是没有眼睛的有机体中最吸引人的。它的鼻子就像一个非常先进的吸尘器。但跟吸尘器不同的是,它几乎不会死掉。没有水它也能活许多年,放射性物质它也不怕。它其实看上去根本不像一个动物。在一些电子显微图像上,它像一个充气的宇宙飞船。”

水熊虫又名苔藓猪,中国人会觉得它们像一条蚕或者猪蹄,英国广播公司(BBC)说它是地球上生命力最顽强的动物:它们肉乎乎的面部很短,有八条像熊爪一样凶狠的爪子。1702年,荷兰科学家列文虎克发现了这种生物。当情况变得特别严峻时,它们会进入隐生状态,这时它们几乎不会被摧毁。在隐生状态下,它们几乎不会衰老,所以寿命会达数月、数年。

展览的介绍中说,地球上的大部分生命都离不开阳光,但是在漆黑的洞穴中也有许多有机体。这些动物都进化出了长长的四肢和发达的感觉器官,使它们在没有光线的情况下也能发现和移动食物。洞穴远非生命所能占据的最严峻的环境。虽然大部分有机体都努力避开严寒、酷热、剧毒的地方,但有些嗜极生物(嗜极端菌)在那样的环境中却很兴旺。虽然选择在那样艰苦的栖息地生活不合常理,但住在其他物种少的地方能够避开竞争。

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