没有水的生活

大多数动物和植物生存能力有限水损失。人类如果他们失去了14%的水可能死于他们的身体。一些青蛙会失去50%和一些吗蚯蚓83%的水,仍然恢复。然而,一些生物会失去超过95%,甚至超过了99%,他们的水和进入的状态低湿休眠(没有水的生活),他们的新陈代谢来了,可逆,停滞不前。然而有一个问题,在定义哪些生物低湿休眠的能力。生物展示一系列的能力生存的水损失,从失去一点点(人类)失去了几乎所有的。我们应该什么时候考虑有机体anhydrobiotic吗?

低湿休眠是最好的定义对代谢的影响。失去一点的水可能没有影响新陈代谢。失去更多的可能降低新陈代谢,但进一步失水会使它完全停止。考虑会发生什么在哺乳动物的新陈代谢中熬过冬天,深冬眠的状态。冬眠哺乳动物代谢率降低,但他们不完全停止新陈代谢。我们有一个术语动物停止新陈代谢——我们称他们为“死”。脱水生活和死亡的区别是,一个生物体的anhy-drobiosis将恢复,当正常条件下生长和繁殖返回(当沉浸在水),而一个生物体不会死了。我们可以这样定义低湿休眠的生存能力停止新陈代谢由于水损失”。

低湿休眠代表抵抗适应性的一个极端的例子,在生物体关闭操作完全由于失水和生存在不变形的状态,直到水返回。有什么生物可以继续功能没有水吗?答案肯定是否定的,因为水代谢的重要作用。然而,有一些有趣的报道关于线虫干旱的山谷南极洲。戴安娜墙,从科罗拉多州立大学,和她的同事,已经报道的存在非常干燥土壤线虫的干谷。这些必须依靠非常偶尔输入的水融化的雪或从冰川,还是吹从更有效率的网站。他们大概花大部分时间在低湿休眠。

anhydrobiotic生物

在动物中,似乎有一个上限的大小和复杂性的低湿休眠的能力。最大的动物是蚊幼虫Polypedilium vanderplanki从岩石rain-filled池在非洲,这是长约5毫米(图3.1)。p . vanderplanki和其他一些物种的幼虫chironomids或虫是唯一已知昆虫生存anhydrobiotically更高。跳虫(摘要)是一组原始无翅昆虫,

图3.1蚊的幼虫Polypedilium vanderplanki,发现rain-filled池塘在非洲,是最大的已知anhydrobiotic动物(大约半厘米长)。画的乔ogy(重绘从辛顿,1960)。

一些物种的低湿休眠的能力。许多居住在临时的甲壳类动物和盐碱池塘可以生存anhydrob-iotically;其中最著名的是盐水虾卤虫,留存作为包绕的胚胎。线虫、轮虫和缓步类是无脊椎动物的群体,主要包括微观的物种。他们需要至少一个电影的水的活动和成长,但是,在某些环境中,他们暴露在干燥时间不同。这些环境包括土壤、苔藓、沙漠、临时池塘,陆地北极熊的栖息地,空中的植物部分和plant-parasitic线虫和植物组织的干种子植物死后或集。并不是所有的这些无脊椎动物的物种能够低湿休眠;干燥的生存能力匹配他们面临的压力在他们的环境。

大多数植物在它们的生命周期阶段非常干燥。脱水是植物种子的成熟过程的一部分,大部分的含水量每分5 - 20。有些人甚至降低含水量;例如,桦树的种子水分含量只有0.01 - -0.4%。在这样低的含水量,这些种子可能anhydrobiotic。许多植物的花粉(男性生殖代理)也很干燥,可以容忍干燥经验的风在其传播或昆虫的尸体。大多数植物失去了生存能力干燥后种子发芽后,开始成长。但是有一些植物,可以在成熟的增长形式生存低湿休眠。从非洲南部一些植物可以生存在失去这么多水,它们的叶子碎成尘埃,如果用两个手指。这些“复活植物才能生存

暴露在0%的相对湿度和水分含量低于5%,但下雨时恢复和生长。超过100种复活植物已经被描述,主要来自南部非洲和澳大利亚的炎热干旱地区,包括物种从开花植物和蕨类植物的各种组织和他们的盟友。这些植物是第一个殖民岩石表面和浅层土壤,在那里他们可能会暴露于极端干燥和条件太苛刻,其他植物生存。

苔藓没有根,依赖于在其表面吸水,限制其增长的栖息地,至少定期,湿。然而,许多物种可以干燥。来说,这是特别重要的苔藓,生活在干旱地区如沙漠,也为那些生活在岩石的表面或植物(如树皮),偶尔会变干。孢子的苔藓,和其他组的原始植物,也可以容忍干燥。各种藻类与网站相关联,他们暴露在干燥,如岩石的表面和内部在沙漠和其他干旱的土壤。这些也必须可以生存anhydrobiotically生命周期阶段。藻类(蓝藻)也与真菌形成地衣殖民desiccation-prone网站,包括裸露的土壤、岩石和树干的表面。许多真菌可以容忍干燥及其孢子尤其耐药。酵母是单细胞真菌,能够在合适的条件下脱水如果干燥和水化。用于做面包酵母,葡萄酒和啤酒,经常提供商业干粉。原生动物可以生存低湿休眠,特别是囊肿。

许多细菌有一定的能力生存低湿休眠,尽管这样做的能力取决于干燥的速率。一些将生存高水损失,而另一些需要缓慢的水损失为了生存。不过,总体而言,细菌可以慢速而不是快速干燥后更好地生存。孢子尤其耐药。蓝藻是突出的各种细菌社区的成员极端环境中。他们生存anhydrobiotically

在沙漠、极地和各种其他陆地网站暴露于干燥,如抑郁症在岩石和屋顶的表面。

尽管这似乎已经是一个相当漫长的生物,低湿休眠可能是目前比我们意识到的更加普遍。稍后我们将看到,许多anhydrobiotic生物需要水的速度损失为了生存。收集许多anhydrobiotic动物和植物被发现从材料干燥,他们自然体验减缓水分流失。干燥有机体在载玻片在实验室或在干燥剂不公平测试其生存能力低湿休眠。它需要干的速度模仿水损失的利率很可能经历的自然环境。对许多人来说,这意味着干燥他们非常缓慢。使用环境相关的干燥率肯定会让我们发现更多anhydrobiotic生物。

继续阅读:低湿休眠和人类

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