2018年,科学家宣布他们在西伯利亚永久冻土中发现并复活了两种微型线虫,估计它们可能已有4.2万年的历史。现在这些蛔虫是更多研究的对象,这些研究假设其中一种线虫代表了一种新物种,被称为Panagrolaimus kolymaensis,因为它们是在Kolyma河被发现的。这项发表在7月27日《公共科学图书馆·遗传学》杂志上的新研究还将西伯利亚蠕虫的生存机制与另一种线虫物种秀丽隐杆线虫的生存机制进行了比较,秀丽隐杆线虫是世界各地实验室使用的一种模式生物。研究人员进一步声称,根据与这些线虫一起发现的植物物质的年代,P. kolymaensis蠕虫实际上有46000年的历史。
德累斯顿马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的荣誉细胞生物学家Teymuras Kurzchalia说:“放射性碳定年法绝对精确,我们现在知道它们确实存活了46,000年。”
爱尔兰梅努斯大学(Maynooth University)的生物学名誉教授安·伯内尔(Ann Burnell)没有参与这项新研究,她说,Panagrolaimus物种在世界各地都有发现,它们以在经常暴露于干燥或寒冷的环境中生存而闻名。
如果这些蠕虫真的像研究表明的那样古老,它们将是迄今为止科学家们所说的最令人震惊的隐生现象——一种有机体在恶劣条件下暂停自身代谢的能力。
“我认为这是一项令人印象深刻且有趣的工作,”新西兰奥塔哥大学动物学名誉教授大卫沃顿说,他没有参与这项新研究。
但一些科学家对这项研究的发现持怀疑态度,2018年首次报道这些标本时也是如此。当时,外部研究人员表示担心,分析的线虫可能是现代污染。杨百翰大学(Brigham Young University)的生物学家拜伦·亚当斯(Byron Adams)就是这些怀疑论者之一,他仍然不相信库兹查利亚和他同事的新工作。亚当斯说:“我很愿意相信他们所描述的动物在永久冻土中被冻结了4万年后幸存下来。”“如果我是个赌徒,我敢打赌这真的会发生,这些东西真的有这么老了。”
但亚当斯认为,论文中的分析并不能证明蠕虫的年龄,只能证明附近发现的植物材料的年龄。“我不怀疑永久冻土中有机物质的年龄,”他说。“这些价值观可能是合理的。”
然而,亚当斯补充说,“作者还没有做过研究来证明他们恢复的动物不仅仅是表面污染物。”他说,验证年龄的一种方法是对该地区的土壤进行取样,并确认其中的线虫与生活在永久冻土中的线虫代表不同的物种。
库尔兹查利亚没有参与最初的收集过程,这是2002年进行的,是长达数年的一系列短途旅行的一部分。但他表示,他相信科学家们用来避免现代污染的无菌程序。库尔兹查利亚第一次接触这些蠕虫是在很久以后,当时他主动表示对这些“复活”线虫的初步报告感兴趣,并邀请了一位俄罗斯合作者将一些标本带到他的实验室进行分析。
除了放射性碳定年之外,这项新研究的作者还证实,他们可以使用特殊的准备线索成功地诱导线虫进入和退出隐生的休眠状态。
沃顿说,然而,研究人员测试的冷冻机制是不现实的,因为它涉及到在突然冷冻之前将线虫干燥。他补充说,更有可能的是,在自然界中,温度逐渐下降,而水仍然存在。沃顿说:“这种情况很不自然。“由于线虫需要水来活跃和繁殖,它们似乎更有可能是在接触水时被冻结的。”
这篇新论文还包括基因分析,库尔查利亚说,在这种情况下,这是具有挑战性的,因为柯利马疟原虫是单性生殖的,这意味着该物种的雌性可以在没有雄性伴侣的情况下繁殖(尽管通常数量较少)。(此外,线虫是三倍体,每条染色体包含三个副本;通常,染色体是成对的,亲本各贡献一半。)库兹查利亚说,研究小组使用的一种基因分析需要大约2000到4000只蠕虫。这个数字对于普通的实验室物种秀丽隐杆线虫来说是微不足道的,但在对柯利马线虫进行研究时却很难达到。
亚当斯说,饲养足够多的蠕虫是值得的,他称基因分析“可靠而有趣,不管关于恢复动物年龄的问题”。
在分析过程中,研究人员还寻找了已知的普通秀丽隐杆线虫在一种特殊形式的蠕虫(称为dawer幼虫)进入隐生休眠时使用的基因。库兹查利亚的实验室之前已经证明,这些虾幼虫需要处理一种叫做海藻糖的糖,以便在冷冻中存活下来。在这项新的研究中,研究小组发现,这一过程所需的基因似乎也存在于P. kolymaensis身上。
库尔兹查利亚说:“这个生存工具包和4.6万年前是一样的。”