2020年北美SAT阅读背景知识之：水熊虫长寿的秘密|SAT小众卷阅读干货

2020年8月SAT使用了多套卷，除了一套主卷为大多数人考的卷子外，其余的卷子都属于小众卷，只有极少数的人考到了。这些小众卷在今年（2021年）被重复考到的可能性非常大，甚至可以说2021年的SAT考试必然大量重复使用2020年8月的小众卷。 因此，提前了解这些重点文章的话题背景知识十分重要，特别是对于即将参加今年SAT的同学来说价值非常大哦~接下来，TD SAT教研组为大家介绍一篇自然科学文章，快来提前了解下吧！

水熊虫

缓步门动物（Tardigrades）的外形比较可爱，看起来有点像小熊，所以又有一个绰号，叫“水熊虫”（water bear）。虽然名字里有一个“熊”字，其实这种动物非常小，幼虫只有0.05毫米大，成虫只有1.5毫米那么大，要用显微镜才能看得见。它们在地衣和苔藓地、土壤、山峰、水下4000米的海底淤泥中，都有分布，其中最主要的居住地是陆地上的苔藓地。水熊虫最大的特点是皮实强悍杀不死（hardy），不怕热不怕冷，无论是极高温还是极低温，高压、辐射、真空，都奈何它不得。

复活

苔藓地遇到旱季是经常会变成干旱脱水的环境的，所以造成有些水熊虫的耐干燥能力非常强，在极干旱的环境下，它们会收起八个爪子，整个皱缩成一团，变得像个酒桶（tun），进入休眠假死状态。哪怕是十年后，如果环境变得湿润，水熊虫又可以在一小时内“复活”过来。北卡罗莱纳大学教堂山分校=一位叫Boothby的科学家经过研究发现，水熊虫能做到这一点，是因为其体内有一种只有它才有的蛋白质（TDP）。在平时水分充足的情况下，这些蛋白质和其他蛋白质一样，是不成形的一团，就像一团果冻。在干旱来袭时，这些蛋白质就大显神通了，它们可以变成玻璃状（vitrifaction），把水熊虫体内害怕脱水的细胞都保护起来。也可以说，遇到干旱，TDP使得水熊虫体内的细胞浆变成了玻璃。

实验

整个实验过程比较简单，先是抓一些水熊虫，人为抽干环境中的水分，观察到水熊虫体内有一部分基因活动激增，然后确认这些基因是TDP。接着，科学家们又试了一下，如果没有TDP，水熊虫是不是就没有那么厉害了。于是，就在抽干环境中水分的过程中，使用RNA干涉的方法，故意抑制TDP基因的活动，结果发现，在水熊虫体内的TDP被抑制无法活动和起作用的情况下，水熊虫真的就无法抵抗干旱了，直接死亡。实验还发现，水熊虫和水熊虫还不一样。有的水熊虫体内一直有TDP始终备着，有的水熊虫需要现生产。需要现生产TDP的水熊虫，抗干旱能力就不如前者。

再进一步，科学家们将TDP细胞植入一些酵母菌和细菌，然后让这些酵母菌和细菌也经历脱水的实验，结果发现这些酵母菌和细菌也变得能够耐住干旱了。这就让科学家们想到，如果能够在谷物中植入这种TDP细胞，就有可能使得谷物也具备抗干旱气候的特性。另外有些科学家评价，这项研究做得扎实、可信赖、可靠（solidly done），但也补充到，这个过程可能光有TDP不够，而是TDP和另一种叫“茧蜜糖”（trehalose）的物质一起作用。这项研究只使用了三种水熊虫，而世界上共有1200种水熊虫，所以还需要进一步研究。有些动物，比如有些树蛙、线虫和小虾，也比较能够抗干旱脱水的环境，它们用的就是“茧蜜糖”（trehalose）。所以之前有人猜测，水熊虫也是主要靠“茧蜜糖”来抗干旱。这次研究排除了这种可能，因为搞清楚了，水熊虫体内根本没有“茧蜜糖”或“茧蜜糖”的含量非常低，不足以帮水熊虫抵抗干旱。“茧蜜糖”最多只发挥辅助作用。

不过，科学家们发现，TDP保护水熊虫的机制，和“茧蜜糖”保护树蛙的机制（mechanism），是相同的，都是形成玻璃屏障。这给进化理论中的“驱同进化”（convergent evolution）现象又提供了一个例证。为了抗干旱，有的动物借助“茧蜜糖”，有的动物借助TDP，殊途同归。有些植物的种子也像水熊虫一样特别耐干旱，科学家们正在调查，这些植物的种子耐干旱的原因，是不是也是因为含有某种蛋白质。科学家们希望这项研究成果能够应用到实际生活中去。比如有些疫苗和药品是比较娇气的，目前需要全程低温冷链运输。如果能够给让想办法借助TDP让这些疫苗和药品具备抗干旱的能力，就可能可以改为给这些疫苗和药品进行脱水运输。脱水运输比冷链运输的成本要低很多。