南極蠕蟲(chóng)有一個(gè)驚人的秘密，可以在致命的冰水中生存

當(dāng)你試圖在冰凍中生存時(shí)南極洲的荒野，你需要所有你能得到的幫助——似乎一些海洋蠕蟲(chóng)通過(guò)與細(xì)菌建立關(guān)系來(lái)保持活力，這些細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生一種天然的防凍劑。

這些細(xì)菌最終生活在蠕蟲(chóng)體內(nèi)，作為熱情好客的回報(bào)，它們會(huì)分泌蛋白質(zhì)物質(zhì)來(lái)抵御冰冷的水溫。

根據(jù)該研究背后的團(tuán)隊(duì)的說(shuō)法，這是我們?cè)诶斫馕⑸锱c它們之間存在互利聯(lián)系的生物體之間關(guān)系方面邁出的重要一步，該團(tuán)隊(duì)由來(lái)自意大利多個(gè)機(jī)構(gòu)的研究人員組成。

“海洋中的多細(xì)胞生物與其微生物組密切相關(guān)，微生物組為宿主提供關(guān)鍵功能，包括營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)、防御機(jī)制，甚至額外的代謝途徑，”寫(xiě)研究人員在他們發(fā)表的論文中。

該團(tuán)隊(duì)前往南極洲的幾個(gè)沿海地區(qū)采集沉積物樣本，發(fā)現(xiàn)了這三種蠕蟲(chóng)：多毛類(lèi)動(dòng)物(Leitoscoloplos geminus,Aphelochaeta palmeri和Aglaophamus trissophyllus).平均水溫低于冰點(diǎn)1°C，太冷了，這些蠕蟲(chóng)無(wú)法自行生存。

輸入減溫劑和厭氧桿菌細(xì)菌，努力對(duì)抗蠕蟲(chóng)內(nèi)部的凍結(jié)。

具體來(lái)說(shuō)，這些細(xì)菌中的蛋白質(zhì)會(huì)產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)脯氨酸和乙二醇，這降低了它們內(nèi)部液體的冰點(diǎn)，防止了它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)形成冰，就像防凍液在液體內(nèi)部。

在這些極端環(huán)境中的其他生物本身可以產(chǎn)生類(lèi)似的抗凍蛋白，以冰魚(yú)為例.這些蠕蟲(chóng)似乎需要當(dāng)?shù)丶?xì)菌的一點(diǎn)共生幫助。

“這些發(fā)現(xiàn)表明，南極多毛類(lèi)動(dòng)物的細(xì)菌核心成員是由宿主和相關(guān)細(xì)菌之間的生物相互作用驅(qū)動(dòng)的，”寫(xiě)研究人員。

研究人員認(rèn)為，這種關(guān)系已經(jīng)持續(xù)了很長(zhǎng)很長(zhǎng)一段時(shí)間——也許有助于這些物種在南極洲建立自己的地位——這些海洋蠕蟲(chóng)的幾代人將細(xì)菌代代相傳。然而，需要更多的研究來(lái)證實(shí)這一點(diǎn)。

至于如何應(yīng)用這些新知識(shí)，它可以用于的一個(gè)領(lǐng)域是冷凍保存領(lǐng)域：保持細(xì)胞保存，但在冰凍溫度下存活。當(dāng)然，這也讓我們對(duì)南極洲海洋生物的微妙平衡有了新的認(rèn)識(shí)，這種平衡繼續(xù)受到氣溫升高的威脅。

我們知道，生活在這些條件下意味著各種適應(yīng)充分利用現(xiàn)有資源，并與否則可能使冰冷荒原中的生命無(wú)法生存的條件作斗爭(zhēng)。

“這項(xiàng)研究的結(jié)果為理解由相關(guān)細(xì)菌介導(dǎo)的海洋無(wú)脊椎動(dòng)物的適應(yīng)和抗凍機(jī)制開(kāi)辟了更廣闊的視角，”寫(xiě)研究人員。

該研究已發(fā)表在科學(xué)進(jìn)展.

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