庞贝虫
科学家发现,生活在海底火山口周围的管生软体虫--庞贝虫,庞贝虫或叫刚毛虫,10到15厘米长,是目前已发现世界上最耐热的动物,它喜欢70度的热度。庞贝虫不仅能耐81℃的高温,而且能离开炎热的管子,游到温度仅为10℃的海水中觅食。庞贝虫能够承受前后这样悬殊的温度,真是绝无仅有。庞贝虫具有耐高温的生存能力,其承受的温度范围,远远超过已知的其他任何一种多细胞生物体。过去,人们一直认为,动物的耐热记录是撒哈拉大沙漠中的一种蚂蚁创造的,它们能在55℃的高温下寻找食物。生物学家曾作出过这样的结论:生物体细胞中的膜状结构,如细胞核和线粒体,难以承受温度的骤变,其耐高温的极限是55℃。然而庞贝虫的发现否定了这一结论。
根据检测,在庞贝虫寄居的管内海水中,含有硫化物,还有诸如铅、镉、钴、锌、铜之类的重金属,其海水的高温以及化学成分的毒性,足以使许多动物致命,但庞贝虫也并未受到影响。原因是丝丝缕缕的共生菌在庞贝虫的背部形成了一层羊毛绒状的外套,它可以从周围环境中,排除有毒物质。科学家们设想,如果能从庞贝虫的共生菌中提取出酶,便可以用来清洁积存于人体的毒素,将为生物疗法开辟新的渠道。
嗜盐菌
嗜盐菌又称作副溶血性弧菌是生活在高盐度环境中的一类古细菌。嗜盐古细菌分为一科(嗜盐菌科)六属:嗜盐杆菌属、嗜盐小盒菌属、嗜盐富饶菌属、嗜盐球菌属、嗜盐嗜碱杆菌属、嗜盐嗜碱球菌属。一般生活在10%~30%的盐液中。嗜盐菌中,有人还发现了一种呈四方形的古细菌。
为什么嗜盐菌可以在高浓度盐条件下生存:
(1)嗜盐菌要在高盐环境下生存, Na+ 对维持细胞膜、细胞壁构造和功能有特别重要的作用。Na+ 与细胞膜成分发生特异作用而增强了膜的机械强度,有利于维持细胞膜的构造,对阻止嗜盐菌的溶菌起着重要作用。
(2)含有嗜盐酶,嗜盐酶只有在高盐浓度下才具有活性,盐去除后,嗜盐酶失活,嗜盐酶在低盐浓度下(1.0mol/L的NaCl和KCl条件下)大多数变性失活,将盐再缓慢加回,发现可恢复酶活性。
(3)嗜盐菌具有异常的膜。嗜盐菌细胞膜外有一个亚基呈六角形排列的S单层,这个所谓的‘S单层’由磺化的糖蛋白组成,由于磺酸基团的存在使S层呈负电性,因此使组成亚基的糖蛋白得到屏蔽,在高盐环境中保持稳定。
(4)嗜盐菌的生长虽然需要高钠的环境,细胞内的Na+ 浓度并不高,因为它们由光介导的H+质子泵具有Na+ /K+反向转运功能,即具有吸收和浓缩K+和向胞外排放Na+ 的能力。嗜盐菌是采用细胞内积累高浓度K+来对抗胞外的高渗环境。嗜盐甲烷菌是在胞内积累大量的小分子极性物质如甘油、单糖、氨基酸及它们的衍生物,这些小分子极性物质在嗜盐、耐盐菌的胞内构成渗透调节物质,帮助细胞从高盐环境中获取水分,而且这些物质在细胞内能够被迅速地合成和降解,这对环境的改变有较强的适应能力。
耐辐射奇球菌
耐辐射奇球菌(Deinococcusradiodurans, DR)是一种极端微生物。1956 年由美国科学家Anderson等首次从4kGy电离辐射灭菌后仍然变质的肉类罐头中分离出来,被"吉尼斯世界记录"收录并誉为是"世界上最顽强的细菌"。因该细菌具有极强的DNA修复能力,已成为微生物中DNA损伤修复的理想模式生物。对其研究利用还将为放射性和重金属污染物的生物修复、放疗和抗肿瘤药物的研究以及细胞衰老的研究开辟新途径。
耐辐射奇球菌是地球上已知物种中最耐电离辐射的生物之一。该细菌属于极端微生物,对电离辐射、紫外线、干燥、强氧化剂和一些化学诱变剂等各种DNA 损伤介质的致死和突变效应显示惊人的抗性,被誉为"地球上最顽强的细菌"。
指数生长期的耐辐射奇球菌对γ-射线表现出极强的抗性,存活的最高剂量是15 kGy(若在生长后期,则它们的存活率更高些,可达到17 kGy),是人体细胞耐受力的3000倍,且没有任何产生突变的证据。
在紫外线抗性上,耐辐射奇球菌可以在高达1000J/m的UV处理后存活下来,在500J/m2的剂量下,它的生存没有影响,而大肠杆菌的存活则急剧下降。对数生长期的耐辐射奇球菌的UV抗性大约是大肠杆菌的33倍左右。
耐辐射奇球菌具有很强的抗干燥能力,在一个干燥器内存放六年后,仍能保10%的存活率。科学家研究证明了耐辐射奇球菌的辐射抗性和干燥抗性的关系。
耐辐射奇球菌对辐射、干燥、化学试剂毒性等极端环境有明显的耐受性,归因于其在细胞结构,遗传信息,代谢调节,损伤修复等方面形成了一套完善的抗性机制。
水熊虫
水熊也称水熊虫(Water Bear),是对缓步动物门生物的俗称,有记录的约有900余种,其中许多种是世界性分布的。水熊体型极小,必须用显微镜才能看清,身体表层覆盖着一层水膜,用于避免身体干燥,同时可呼吸水膜中的氧气。主要生活在淡水的沉渣、潮湿土壤以及苔藓植物的水膜中,少数种类生活在海水的潮间带,靠尖锐的吸针吸食动植物细胞里的汁液为生。最大的特点是它从卵里生出来就已成年,无童年时期,身体里细胞的数量终生都不再改变。
水熊是地球上生命力最强的生物,具有高超的生存本领,能够低温隐生,低湿隐生,缺氧隐生,变渗隐生,在隐生的情况下,一般可以在高温(151°C)、接近绝对零度(最高纪录-272.8°C)、高辐射、真空或高压的环境下生存数分钟至数日不等。曾经有缓步动物隐生超过120年的记录。甚至可以在没有防护措施的条件下在外太空生存。
水熊虫在干燥状态或环境恶化时,身体会缩成圆桶形自动脱水静静地忍耐蛰伏(隐生现象),此时会展现惊人的耐力。生命力超强,能在冷冻、水煮、风干的状态下存活,甚至能在真空中或者放射性射线下存活