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極端環(huán)境下堅(jiān)強(qiáng)的生命
在地球上,無論是什么樣險(xiǎn)惡的極端環(huán)境下,都有生命進(jìn)化出適應(yīng)環(huán)境的能力。
凍結(jié)的生命
低溫會(huì)讓酶失去活性,冰晶則可能破壞細(xì)胞。哺乳動(dòng)物和鳥類自身可以產(chǎn)生熱量,而那些自身無法保溫的動(dòng)物來說,例如北極彈尾蟲,則可以合成可以起到防凍作用的分子來降低體液的凝固點(diǎn)。許多昆蟲在可以讓身體部分結(jié)凍,用防凍劑保護(hù)某些重要部位。更極端的南極線蟲,甚至可以讓細(xì)胞質(zhì)結(jié)冰,只保持細(xì)胞核和重要的細(xì)胞器不凍。
忍受高溫
在陸上,高溫會(huì)讓生物體內(nèi)的水分蒸發(fā)掉。在海洋中,高溫仍可以破壞DNA和蛋白質(zhì)的化學(xué)鍵。生物中的耐熱冠軍是生活在深海熱液孔附近,叫做菌株121的微生物,它在121°C下依然可以生長(zhǎng)。它的蛋白質(zhì)和DNA分子結(jié)合的更加緊密,因此可耐受高溫。
幾乎所有的真核生物都無法忍受60°C以上的溫度,唯一的例外是龐貝蠕蟲(如上圖),它的尾部附著在海底熱液孔管壁上,那里溫度高達(dá)80°C。
地球上所有生命都無法逃脫死亡的大限,但有些生命可以活得更長(zhǎng)久一些。動(dòng)物中的長(zhǎng)壽冠軍是年齡超過了400歲北極圓蛤。植物中的冠軍可能是通過長(zhǎng)出分株來繁殖的克隆喬木。美國猶他州的一片顫白楊,雖然單棵樹的年齡不超過130歲,但根部年齡超過了80000歲?;畹米罹玫纳赡苁怯谰脙鐾翈е邪l(fā)現(xiàn)的細(xì)菌,這些放線菌已經(jīng)活了50萬年。它們長(zhǎng)壽的原因可能是極緩慢的新陳代謝,和超高效的DNA修復(fù)機(jī)制。
不過,要是論長(zhǎng)壽的潛力,可能沒什么能比得上燈塔水母。這種生物可以在性成熟后,逆轉(zhuǎn)發(fā)育回未成熟的階段。理論上它們可以長(zhǎng)生不老。
承受壓力
在深海的高壓下,生物細(xì)胞膜通道會(huì)受到擠壓,蛋白質(zhì)也會(huì)無法折疊成正常的三維結(jié)構(gòu)。不過深海中還是充滿了細(xì)菌、蠕蟲甚至魚類。這些生物有著更加柔韌的細(xì)胞膜,并利用氧化三甲胺來幫助蛋白質(zhì)正常折疊。
比鯨更大
藍(lán)鯨是最大的動(dòng)物。但在整個(gè)生物圈中,最大的生物體要數(shù)一種叫做奧氏蜜環(huán)菌(Armillaria ostoyae)的真菌。在美國俄勒岡州森林中發(fā)現(xiàn)的這種真菌,生長(zhǎng)延伸到了965公頃(9.65平方公里)。
小得不可思議
最小的病毒只有20納米,不過通常人們不把它們算作真正的生物。而最小的細(xì)菌是在高溫的礦井廢水中發(fā)現(xiàn)的里奇蒙礦嗜酸納米古菌,長(zhǎng)度只有200納米,基因組只有100萬個(gè)堿基對(duì)?;蚪M最小的生物則是一種叫做生殖支原體的細(xì)菌,只有58萬個(gè)堿基對(duì)。
熬過干旱
對(duì)于大部分動(dòng)物來說,脫水意味著必死無疑。某些輪蟲、線蟲等動(dòng)物可以干燥起來縮成一團(tuán),等待干旱過去。大多數(shù)地衣和苔蘚,一部分真菌和細(xì)菌,還有一些開花植物,也可以干燥起來等待幾年甚至幾十年。這些生命都是用糖來代替細(xì)胞中的水分,把細(xì)胞質(zhì)由液體變成固態(tài)的糖結(jié)晶,來維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)。不過這畢竟只是臨時(shí)手段,缺水對(duì)于地球生命來說依然是最難以突破的限制。
最堅(jiān)韌的生命
水熊,這種微小的緩步類動(dòng)物是世界上最堅(jiān)韌的生命。當(dāng)它們停止新陳代謝,進(jìn)入休眠狀態(tài)的時(shí)候,可以熬過相當(dāng)極端的環(huán)境:脫水情況下能活120年、能耐-272.8℃低溫、耐151 ° C高溫、真空環(huán)境存活10天、能耐受相當(dāng)于海洋最深處6倍的壓強(qiáng)、還能承受對(duì)于其他生物致命的X射線和γ射線輻射。