水熊虫是地球上最坚韧的动物之一。这些通常被称为“水熊”的微小生物能够在极端温度、缺水或缺氧的环境中生存。科学家们可能已经确定了这些微小无脊椎动物用来忍受如此严酷条件的精确分子机制。它们拥有一种分子传感器，可以检测其环境中不适宜生存的因素，并告诉它们何时进入休眠状态以及何时恢复正常活动。这些发现被描述在一项发表于1月17日开放获取期刊 PLOS ONE 的研究中。
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什么是水熊虫？
目前已有超过1100种水熊虫。这些自由生活的无脊椎动物被认为是节肢动物的近亲。它们的体型约为0.04英寸或更小，生活在各种栖息地中。它们存在于开花植物、苔藓、沙子、淡水和海洋中。
大多数以植物为食的水熊虫用其口器刺穿植物细胞，吸取细胞内容物以维持生计。有些是捕食性的食肉动物，它们会捕食其他小型无脊椎动物。
1773年，德国动物学家 J.A.E. Goeze 通过显微镜观察到了水熊虫，并记载道它的身体看起来像一只皱缩的熊。他将其命名为kleiner Wasserbär，在德语中意为“小水熊”。
它们如何能在恶劣环境中生存？
当面临干燥、贫瘠和其他不适宜生存的环境时，水熊虫会进入休眠状态，进入一种“tun”状态。它们的八条腿会缩回，身体会脱水，新陈代谢会大幅减缓，几乎难以察觉。它们会蜷缩成一个球。它们可以保持这种状态多年。此前，科学家们不确定是什么信号促使水熊虫进入或离开它们这种不需要营养的死亡般的静止状态。
在这项新研究中，研究人员将水熊虫暴露在零下112华氏度的温度或高浓度的过氧化氢、盐或糖中，以触发其在实验室内的休眠。它们的细胞会因这些有害条件而产生损伤性的氧自由基。自由基会与其他分子发生反应，但也会氧化一种名为半胱氨酸的氨基酸。它是体内蛋白质的组成部分之一，这些反应会导致蛋白质改变其功能和结构，并向水熊发出进入休眠状态的信号。半胱氨酸使它们能够感知环境并对压力源做出反应。
当条件改善、自由基消失时，传感器不再被氧化。水熊虫随后从休眠中苏醒。研究团队还向其环境添加了阻止半胱氨酸的化学物质，发现水熊虫无法检测到自由基，也没有进入休眠状态。
根据研究团队的说法，这些结果表明，半胱氨酸是响应多种压力源来开启和关闭休眠的关键传感器。这表明半胱氨酸的氧化是水熊虫用来帮助它们在不断变化的环境中生存的重要机制。
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“我们的工作揭示了水熊虫对压力条件的生存依赖于可逆的半胱氨酸氧化，通过这种方式，活性氧作为一种传感器，使水熊虫能够对外部变化做出反应，”作者在一份声明中写道。
这能帮助人类吗？
对该机制的未来研究可以确定这是否发生在所有水熊虫物种中。由于自由基可能与衰老相关的疾病有关，对水熊虫的更多研究可能有助于科学家更好地理解衰老。
“这是否是一种普遍保守的保护机制，以及它是否在所有水熊虫物种中都得以保留，是真正重要的问题，”该研究的合著者、来自北卡罗来纳大学教堂山分校的Leslie Hicks在接受New Scientist采访时表示。她表示，这些问题的答案可能有助于我们更好地理解衰老过程，甚至如何实现长期的太空旅行。
