嵌在琥珀中的微小缓步动物Beorn leggi在博物馆存放了70年，如今研究人员对其进行了详细研究。图片来源：MARC MAPAL

它们可以在致命辐射、北极低温、太空真空甚至子弹撞击中存活下来；你可以在任何有水的地方找到它们——海洋、淡水、植物和土壤。它们就是缓步动物，俗称“水熊”。然而，由于化石记录很少，这种生物的进化过程一直非常神秘。

现在，研究人员重新分析了嵌在同一块扁豆大小的白垩纪琥珀中的两块水熊化石，揭示了这种微小生物的家谱。近日发表于《通讯生物学》的研究表明，1.8亿年前，水熊已经进化出了自己的超能力——能够进入一种不受外界环境影响的假死状态。

没有参与这项研究的意大利摩德纳-雷焦·艾米利亚大学的动物学家Roberto Guidetti说，水熊化石非常罕见。最新研究表明，这些生物在数百万年的时间里变化很小。

水熊是一种有8条腿的无脊椎动物，长度只有半毫米。“它们看起来像长了腿的小香肠。”美国哈佛大学比较动物学博物馆的古生物学家Javier Ortega Hernández说。水熊之所以吸引了人们的注意力，部分原因是它们几乎可以长时间停止新陈代谢。这种被称为隐生的超能力可以使其忍受地狱般的环境。

20世纪60年代，生物学家Kenneth Cooper使用光学显微镜发现了第一个水熊化石，后者嵌在一块约8000万年前的白垩纪加拿大琥珀中。Cooper将其命名为Beorn leggi。同一块琥珀中还嵌有另一只水熊，它蜷缩着身子，已经干瘪。

在这项研究中，Ortega Hernández和研究生Marc Mapalo使用激光共聚焦显微镜重新检查了这块琥珀。这种方法使研究人员能够用特定波长的窄光束以惊人的细节研究微小结构的3D结构。当受到激光照射时，构成水熊保护性角质层的甲壳质会自然地发出荧光。通过测量荧光，研究人员重建了水熊的3D图像，包括科学家用来区分物种的鱼钩状爪子的细节。

Ortega Hernández说，他们获得了迄今分辨率最高的缓步动物化石图像。图像显示，Beorn leggi长约310微米，大概是人类头发丝直径的两倍。它还有7只保存完好的爪子，其中向身体弯曲的爪子比远离身体的爪子小。第二个之前未被识别的水熊标本长约100微米，其前三对爪子长度相似，但第四对爪子更长。Ortega Hernández说，这表明缓步动物在8000万年前就已经变得多样化。

尽管这两个标本属于同一科，但它们的年龄有助于科学家重新调整各种缓步动物种群进化出关键特征以及分化的时间。根据重新校准的家谱，Ortega Hernández研究团队首次提出，水熊的超能力肯定是在1.8亿年前进化的，甚至可能在4.2亿年前就已出现。这些能力帮助它们在几次生物大灭绝中幸存下来。

Guidetti说，修改后的进化时间表“相当可观，而且看起来很可靠”。他希望研究人员能在琥珀中找到更多标本，这可能会为其他问题提供答案，比如为什么水熊的体形会随着时间的推移而逐渐缩小。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s42003-024-06643-2