南极蠕虫有一个惊人的秘密,可以在致命的冰水中生存
当你试图在冰冻中生存时南极洲的荒野,你需要所有你能得到的帮助——似乎一些海洋蠕虫通过与细菌建立关系来保持活力,这些细菌会产生一种天然的防冻剂。
这些细菌最终生活在蠕虫体内,作为热情好客的回报,它们会分泌蛋白质物质来抵御冰冷的水温。
根据该研究背后的团队的说法,这是我们在理解微生物与它们之间存在互利联系的生物体之间关系方面迈出的重要一步,该团队由来自意大利多个机构的研究人员组成。
“海洋中的多细胞生物与其微生物组密切相关,微生物组为宿主提供关键功能,包括营养供应、防御机制,甚至额外的代谢途径,”写研究人员在他们发表的论文中。
该团队前往南极洲的几个沿海地区采集沉积物样本,发现了这三种蠕虫:多毛类动物(Leitoscoloplos geminus,Aphelochaeta palmeri和Aglaophamus trissophyllus).平均水温低于冰点1°C,太冷了,这些蠕虫无法自行生存。
具体来说,这些细菌中的蛋白质会产生化学物质脯氨酸和乙二醇,这降低了它们内部液体的冰点,防止了它们在细胞内形成冰,就像防冻液在液体内部。
在这些极端环境中的其他生物本身可以产生类似的抗冻蛋白,以冰鱼为例.这些蠕虫似乎需要当地细菌的一点共生帮助。
“这些发现表明,南极多毛类动物的细菌核心成员是由宿主和相关细菌之间的生物相互作用驱动的,”写研究人员。
研究人员认为,这种关系已经持续了很长很长一段时间——也许有助于这些物种在南极洲建立自己的地位——这些海洋蠕虫的几代人将细菌代代相传。然而,需要更多的研究来证实这一点。
至于如何应用这些新知识,它可以用于的一个领域是冷冻保存领域:保持细胞保存,但在冰冻温度下存活。当然,这也让我们对南极洲海洋生物的微妙平衡有了新的认识,这种平衡继续受到气温升高的威胁。
我们知道,生活在这些条件下意味着各种适应充分利用现有资源,并与否则可能使冰冷荒原中的生命无法生存的条件作斗争。
“这项研究的结果为理解由相关细菌介导的海洋无脊椎动物的适应和抗冻机制开辟了更广阔的视角,”写研究人员。
该研究已发表在科学进展.