生命，竟然也能够悬在鸿沟上，不活不死……

发布时间：2025-05-05　点此：1152次

在微生物学开展的初期，科学家们初度窥见了肉眼无法发觉的微观国际，却因而陷入了一种哲学上的怅惘与困惑。图源：Robert Berdan

17世纪末，一位自学成才的科学家安东尼·范·列文虎克（Antonie van Leeuwenhoek）打开了一项让他从头考虑“生命是什么”以及“生命的鸿沟在哪里”的探究。这段旅程不只推翻了他自己的国际观，也在科学和哲学界激起了波涛，影响至今。经过他亲手磨制的透镜，列文虎克将调查目标扩大了275倍——这位荷兰布商兼天然爱好者，成为第一位见到微观国际“异域生灵”的人。在这个他初次窥见的美妙国际中，那些细小的生命体好像无视天然法则，令人惊叹。他满怀喜欢地称它们为“微生物”（animalcules）。

1687年，列文虎克发现了一些形状和功用都极为共同的“微生物”，让他接下来的几十年都为之入神地调查。咱们现在知道，它们便是轮虫——这些细小生物具有轮子般的附肢，列文虎克其时就猜测那是用来进食的，这个判别也被后来证明了。轮虫简直无处不在：从热带到南极，从海洋到雨后的水洼，乃至在苔藓的水分中都能找到它们的踪影。但列文虎克并不满足于“只看不动”。他决议做个试验来应战这些微生物的极限：假如它们赖以生计的水环境被彻底蒸干了，会发生什么？

进食中的轮虫。图源：Sci- Inspi from youtube

他调查到，其他“微生物”在失水枯燥后一般都会敏捷崩溃，或许像泄了气相同陷落。但轮虫的反响却彻底不同：它们会渐渐缩短，变成一个皱巴巴、桶状的小椭圆体——现在这种状况被称为“桶状体”（tun）或“干胞体”（xerosome）。

列文虎克接下来的发现，超出了他悉数的梦想——他从雨水排水沟的枯燥沉积物中收集了轮虫桶状体，将其装入玻璃管后滴入水，然后经过克己显微镜调查，眼前的现象让他呆若木鸡：那些看似早已死去的轮虫居然“复生”了。他在写给英国皇家学会的信中记叙道：“我调查到，一些小动物挤在一同不动。不久后，它们开端渐渐扩展身体，半小时内，至少有上百只轮虫开端在玻璃中自在游动……”作为一位慎重的试验调查者，他不断重复试验：让轮虫彻底枯燥，再加水激活，成果次次如此。即便样本现已枯燥了整整一个月，轮虫仍然能“复苏”。

他写道：“这些曾看似彻底干枯、毫无活力的小动物，在加水后竟从头开端活动，好像从未遭受任何损伤。”现代微生物学家后来发现，某些轮虫物种乃至能在枯燥状况下“熟睡”长达九年，然后在水分回归后“重生”。

来自加州大学戴维斯分校的哲学教授科迪·吉尔莫尔（Cody Gilmore）指出，列文虎克的调查不只带来了生物学上的问题——关于脱水与存活的极限，更引发了一场深化的哲学对立。梦想一下，轮虫桶状体在枯燥沉积物中待了好几天，乃至几周，一动不动，没有任何生命活动的痕迹。它们终究算是死了，仍是仍然存活，仅仅进入了一种“休眠”状况？或许说，它们其实处于一种介于生与死之间的“第三状况”？咱们大多数人，包含今日的生物学家和哲学家，都习惯性地以为生命是“非此即彼”的——不是活着，便是死了。但吉尔莫尔指出，轮虫和其他极点生计才能的微生物，好像正应战了这种“二元生命观”的合理性——它们好像一直在某种“等候重启”的共同状况中。

桶状体，大风趣：轮虫等“极点生计者”能够经过进入一种称为“滞育”（diapause）的休眠状况，在枯燥环境中存活多年。它们会变成相似“桶状体”或“干胞体”（tun 或 xerosome）的形状，图中这个或许就来自轮虫品种 Macrotrachela quadricornifera

列文虎克其时写道，他的轮虫“复生”了，但他并没有明晰阐明，他是否以为这些生物真的死过后又复生了，仍是它们其实一直都活着。或许他并未实在意识到，或许不肯正面面对他这一发现所带来的哲学难题。尽管皇家学会认可了他的调查，但他的研讨成果在其时并没有引起太多重视，被尘封了多年。由于缺少满足精细的显微镜和枯燥丈量东西，其时的博物学家们既无法复现试验，也难以深化了解其间的含义。事实上，列文虎克的许多前期发现都曾遭到置疑——更别提什么“复生虫子”了。在其时的许多人眼中，那些肉眼不行见的独特微生物国际，更像是一种梦想，而不是实际。

时至今日，尽管微生物学家现已花了几百年时刻，企图解说轮虫和其他微生物是如安在极点环境中坚强生计的，但哲学家们仍在思索：生和死真的便是生物存在的悉数状况吗？

在列文虎克开创性发现之后，后来的生物学家也找到了其他能“干枯后复生”的微观生命体。其间之一是“鳗虫”（现称为致病线虫 Anguillulina tritici 的幼虫），它们寄生在病变谷物中。它们枯燥后乃至能变成粉末，但只需形体未被损坏，加点水，它们就能再次活动，康复生动。

18世纪的英国天然学者亨利·贝克（Henry Baker）在见证了轮虫和鳗虫的“复生”后，不由得感叹这种生命的奥秘：“‘生命’终究是什么，好像既过分奇妙，无法用沉着明晰界说，也超出了咱们感官的了解规模。”——他在1764年的《显微镜的用处》中如此写道。

18世纪70时代，意大利生物学家斯帕兰扎尼（Lazzaro Spallanzani）进一步探究这一生理现象背面的哲学含义。其时，科学家们已知轮虫之外，还有一种被称为“缓步动物”（即“水熊”）的微生物，也能在失水、辐射、极点温度、乃至太空真空环境下存活。斯帕兰扎尼在其作品《对某些能够被杀死并复生的独特动物的调查与试验》中写道：

“一种在逝世后能够复生、并且在必定条件下能够屡次复生的生物，是一个看似不行思议、却又实在存在的现象。它应战了咱们对‘什么是生命’的遍及了解，迫使咱们发生全新的思想。这不只仅天然学者研讨的名贵目标，也深深吸引着最艰深的哲学考虑。”

尽管这些“深层问题”其时并没有被直白地表达出来，但它们现已逐步浮出水面：像轮虫、线虫、水熊这类生物在休眠状况中终究是活着仍是死了？当它们“复苏”时，是从逝世中复生，仍是从熟睡中醒来？在其时的欧洲，宗教影响仍然强壮，宣布应战传统生命观的科学观念，或许会面对被教会驱赶或斥责的危险，这也使得相关研讨进展缓慢、表达慎重。

但科学永不停步。19世纪，法国动物学家路易·多耶尔（Louis Doyère）开端改善轮虫和水熊的枯燥试验办法，引入了精准的温度操控和真空环境以扫除水分。他是最早体系研讨水熊的人之一。但是，即便如此，其时的干流天然学家仍对这些微生物是否真的“彻底枯燥”、是否彻底中止了生理活动坚持置疑。那时候，“代谢”这个概念还刚刚呈现，生命的界说仍停留在是否能“繁衍、自主活动、生长”等可见规范上。

大约 10% 的轮虫基因，压根儿就不归于动物。图源：Sci- Inspi from youtube

除了单个破例，荷兰科学家列文虎克当年提出的“这些细小动物终究是死是活”的问题，简直被科学界萧瑟了一百多年。直到20世纪中叶，俄国出世的英国生物学家戴维·凯林（David Keilin）才从头唤起了人们对这些极点生物的爱好。他着重，咱们需求用科学的办法来了解它们为何能在极度枯燥的环境中存活下来。

凯林自己患有哮喘，因而对呼吸机制特别感爱好。他最重要的科学发现是“细胞色素”——这是细胞进行呼吸所必需的酶。但他对那些能够“暂停呼吸”的动物更有爱好。1959年，他写了一篇翔实的论文，回忆了从列文虎克开端，到他那个时代中止的悉数关于轮形动物“干枯求生”的研讨。尽管这篇文章没有新试验数据，却彻底改变了人们对这个现象的了解。他不再把这当作一个哲学怪题，而是提出：不论是死是活，这种“干枯后还能活”的现象，其实是一种极点的生理休眠状况，值得仔细研讨。

他把轮形动物脱水后的状况命名为“隐生”（cryptobiosis）——也便是“看不到任何生命痕迹，代谢活动也简直彻底中止，乃至用仪器都测不到”。经过使用“不行勘探“这个术语，凯林绕过了以往人们纠结的“这终究是不是彻底干了、是不是死了”等问题，把注意力转向一个新方向：这种简直没有生命痕迹的状况，是怎样做到的？

凯林的观念也为后来的“怎样做到的”研讨奠定了根底。这类研讨在其时遭到太空探究的启示：科学家们开端想象，假如有些生物能耐受枯燥，是不是也能在其他星球上活下来？到了1970时代，科学家在一些耐枯燥的动物（比方熟年虾和线虫）体内发现了一种特别糖分——海藻糖（trehalose）。这种糖能代替细胞内的水分，在枯燥时维护细胞膜不被损坏。干枯时，海藻糖构成一种“玻璃态”的结构，支撑细胞不陷落；等水回来了，它又会溶解，细胞就像被唤醒相同康复正常。

但轮形动物却是个破例。科学家在2000时代发现，它们并不靠糖在细胞中构成维护架构，而是靠蛋白质。它们会组成一种叫“LEA蛋白”（晚期胚胎丰厚蛋白）的物质来代替水分。这种蛋白最早在植物中被发现，是种子防干的要害。LEA蛋白散布在轮形动物细胞膜周围，当水分丢失、细胞缩小变形时，这些蛋白就像支架相同保持结构不坍塌。一旦水回来了，细胞就像打开的纸相同康复原貌。

但这不代表轮形动物“复生”时毫发无损。在枯燥期间，它们的DNA会呈现不少断裂，染色体碎成好几段。但独特的是——不论脱水了几年，只需给它们水，它们一般在5到10分钟内就能动起来。半小时左右，它们就能修正DNA，简直回到本来的姿态。这种“死而复生”离不开它们超强的DNA修正才能。

这种又脆又灵敏的DNA状况，尽管简单开裂，却也带来了令人惊奇的弹性。这种特别的耐性，反而为它们呈现各种奥秘的基因“反常”打下了根底——而这些反常，很或许正是它们能在极点环境中生计下来的要害。

轮形动物常被称为“进化界的丑闻”，由于它们的基因组中有大约10%居然不是动物的基因。它们好像“偷”来了酵母、真菌和植物的DNA，并将这些基因整合进了自己的遗传体系。更令人震惊的是，正是这些“外来”基因，协助它们取得了在干枯环境中生计下来的才能。科学家现已承认：它们赖以干枯生计的要害基因，许多其实对错动物来历的。

图源：Sci- Inspi from youtube

轮形动物不只具有惊人的DNA修正才能，还能将外来的DNA据为己有，这两项本事都不太或许是偶尔进化来的偶然。问题是，它们终究是怎样取得这些“外援基因”的呢？来自意大利韦尔巴尼亚水资源研讨所的生物学家迭戈·丰塔内托（Diego Fontaneto）提出了一个假定：轮形动物或许便是在干枯-复苏的进程中“顺手牵羊”，把这些外来DNA整合进了自己的基因组。

但这又引出了一个悖论：“假如它们依托细菌DNA才能在干枯中生计，那它们又是如安在没有这些基因之前活下来并取得它们的？” 这就成了一个“先有鸡仍是先有蛋”的问题了。

但有一件事咱们是确认的：当轮形动物彻底干枯后，它们的生理活动确实会彻底中止。在它们卷缩成桶状体状况时，彻底检测不到任何生命痕迹。为了了解这种“假死”状况的奥秘体现，研讨人员这些年乃至借用了文学中的比方。意大利生物学家丰塔内托举了两个比方：它们会不会像奥斯卡·王尔德（Oscar Wilde）小说里的多利安·格雷（Dorian Gray）？画中的他日渐变老，而实际中的他却永久年青，直到那幅画被毁，才暴露出他实在衰落的容貌——也便是说，轮形动物在干枯时其实一直在私自“老去”，直到复生时才暴露年月痕迹？仍是说它们更像神话中的睡美人？在熟睡期间时刻被冻住，直到醒来时，悉数如初。

不过，实际或许比神话更古怪。丰塔内托说，轮形动物在复水之后，有时看起来乃至比进入干枯前还年青。复生后的它们往往活得更久、繁衍得更多，远超那些从未干枯过的同类——尽管它们在水中日子的时刻是相同的。“看起来它们真的需求干枯，”丰塔内托说，“对它们来说，这不是压力，而是一种有必要的、极具优点的进程。”

尽管生物学家们现在现已了解了一些轮形动物在干枯与生还进程中所触及的机制，但关于它们在“逝世边际”的哲学争辩仍未停歇。早年凯林用奇妙的言语绕过了“存亡之争”，让研讨者把注意力放在详细的生物机制上——但现在，咱们好像又绕回了原点。

在Gilmore看来，是否有代谢活动并不能彻底等同于“是否有生命”。他说：“其实有很充沛的依据标明，在桶状体状况下，轮形动物确实没有代谢活动。”但即便如此，“咱们仍然不能判定它是死的仍是活的。代谢的存在与否，并不能直接答复它们的生物学状况终究是什么。”

依照Gilmore的观念，尽管咱们能够很有掌握地说：轮形动物干枯成桶状体时，确实检测不到任何生命痕迹——没有代谢、没有呼吸、也没有消化——但相同有力的事实是：只需一滴水回来，它们又能敏捷康复生动。这阐明问题的本源，或许出在咱们用来区分“生与死”的传统结构自身。他将这种非黑即白的思想称为“尽头论”（exhaustivism），意思是它企图用“要么活着、要么死了”两个选项，去“尽头”悉数或许状况。

Gilmore进一步解说说，用“生或死”来区分悉数生物状况，其实是不合理的。他说：“逝世，其实是一种‘前史特点’，它意味着你经历过‘逝世’这个进程。而逝世的条件是你‘从前活着’——或许至少处于某种像‘隐生’那样的生命状况。”换句话说，国际上有许多东西，它们既不活也不死，比方牙刷、石头、烤面包机。这些东西之所以不是“死的”，是由于它们从来就没有活过。所以，Gilmore 和其他一些研讨者以为，像轮形动物那样进入“隐生状况”（cryptobiosis），其实归于一种彻底共同的存在方式。

德国法兰克福歌德大学的社会学教授Thomas Lemke，提出了一个和干流观念略有不同的思路，来解说列文虎克所调查到的那些“干枯后复生”的轮形动物终究处于什么状况。Lemke主张咱们别再用“隐生”（cryptobiosis）这个词了。由于假如按希腊语字根来解读，“cryptobiosis”暗示的是某种躲藏的生命力还存在着。而他以为，轮形动物在干枯的状况下，并没有任何“潜藏着的”生命痕迹。

Lemke更倾向于用“悬浮生命”这个新词来描绘这种状况，拉丁语中他称之为 limbiosis，源自 limbus，意指“鸿沟”或“边际”。它供给与其它事物的衔接。Lemke解说道，悬浮意味着你处于两种状况之间。比方说，一座悬索桥便是“悬在”两岸之间。他指出，咱们重视的要点不该该是“未来会不会活”，而应该是现在终究发生了什么。

轮形动物确实在为“第三种生命状况”供给强有力的依据，即便它是在生与死两个首要的态之间建立了衔接。范·列文虎克对那个共同微观国际的开始调查在其时的其他博物学家听来就好像梦想一般，这反过来影响了他坚决的经验主义科学办法，以及他倡议用可见的依据来解说现象，而非依托哲学推理。假如他知道他那些关于复生的细小生物的共同调查，居然为一场连续数个世纪的哲学争辩奠定了根底，他该会多么惊奇啊！

作者：Phil Jaekl

翻译：Meyare

审校：7号机

原文链接：The Animals That Exist Between Life and Death

修改：7号机

翻译内容仅代表作者观念

不代表中科院物理所态度

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