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。

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