水熊也稱水熊蟲，是對(duì)緩步動(dòng)物門生物的俗稱 。有記錄的大約有900余種 ， 其中許多種是世界性分布的 。甚至在喜馬拉雅山脈（6000m 以上）和深海（4000m 以下）都可以找到它們的蹤影 。此外還發(fā)現(xiàn)水熊可在真空和太空中生存 。
水熊也稱水熊蟲，是對(duì)緩步動(dòng)物門生物的俗稱 。有記錄的大約有900余種，其中許多種是世界性分布的 。甚至在喜馬拉雅山脈（6000m 以上）和深海（4000m 以下）都可以找到它們的蹤影 。此外還發(fā)現(xiàn)水熊可在真空和太空中生存 。
水熊是地球上生命力最強(qiáng)的生物 ， 要?dú)⑺浪苁菢O為困難的 。水熊體型極小，必須用顯微鏡才能看清它的面貌 。它幾乎遍布全球，主要生活在淡水的沉渣、潮濕土壤以及苔蘚植物的水膜中，少數(shù)種類生活在海水的潮間帶 。
把一片干燥的苔蘚 ， 放在水盆里浸泡2小時(shí)許 ， 取出放在干凈的碟子里，彈動(dòng)一下苔蘚，會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)小點(diǎn)點(diǎn) 。放在顯微鏡下觀察 ， 會(huì)發(fā)現(xiàn)它們是胖墩墩的，像熊一樣憨態(tài)可掬 。原來(lái)是熊狀的小蟲子 ， 通常在水里或潮濕的苔蘚上生活，由于模樣很像熊，故科學(xué)家命名它們?yōu)椤八堋?。
水熊的身體表層覆蓋著一層水膜，目的是為了保持身體干燥，同時(shí)可呼吸水膜中的氧氣 。
水熊是怎樣生活的呢？它靠尖銳的吸針吸食動(dòng)植物細(xì)胞里的汁液為生 。水熊的特點(diǎn)是它從卵里生出來(lái)就是成年了，無(wú)童年時(shí)期 ， 身體里細(xì)胞的數(shù)量終生都不再改變 。
形態(tài)特征
緩步動(dòng)物是多細(xì)胞動(dòng)物 。它們非常細(xì)小 ， 大部分不超過(guò)1毫米，最小的Echiniscus parvulus初生的時(shí)候只有50微米 。而最大的Macrobiotus bufelandi則只達(dá)1.4毫米 。通體透明，無(wú)色，黃色，棕色，深紅色或綠色 。它們的顏色主要是它們的食物賦予的 。它們食入含類胡蘿卜素的食物，類胡蘿卜素可以在各器官沉積 。
它們由頭部，四個(gè)體節(jié)，被幾丁質(zhì)構(gòu)成的角質(zhì)層覆蓋 。四對(duì)腳 ， 末端有爪子 ， 吸盤或腳趾 。由長(zhǎng)長(zhǎng)的細(xì)胞組成的肌肉因應(yīng)體節(jié)而分布 。口前有兩向前突出，一個(gè)用于刺進(jìn)食物，另一個(gè)則是吸收工具 。前腸有很多成對(duì)腺體，薄薄的食道連接中腸 。在兩個(gè)目的水熊蟲中腸和末腸之間有馬氏管，專司體內(nèi)的滲透壓平衡 。
神經(jīng)系統(tǒng)的構(gòu)成：咽上下神經(jīng)節(jié) ， 其中咽下神經(jīng)節(jié)和腹部四個(gè)神經(jīng)節(jié)鏈?zhǔn)较噙B 。體腔中的細(xì)胞負(fù)責(zé)儲(chǔ)存 。水熊蟲沒有循環(huán)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng) 。
緩步動(dòng)物通常是雌雄異體 。它們的性腺是次體腔（事實(shí)上，所有的節(jié)肢動(dòng)物都是這樣）的殘留物，是不成對(duì)的囊狀器官，或者是在肛門前向外開口，或者是向終腸開口 。卵子并不需要事先受精就可以被排出體外 。
生存環(huán)境
電鏡下的水熊蟲,水熊蟲在干燥狀態(tài)或環(huán)境惡化時(shí)，身體會(huì)縮成圓桶形自動(dòng)脫水靜靜地忍耐蟄伏（隱生現(xiàn)象），此時(shí)會(huì)展現(xiàn)驚人的耐力 。生命力超強(qiáng)，能在冷凍、水煮、風(fēng)干的狀態(tài)下存活，甚至能在真空中或者放射性射線下存活 。
生存能力
緩步動(dòng)物門 具有全部四種隱生性（即低濕隱生、低溫隱生、變滲隱生及缺氧隱生），能夠在惡劣環(huán)境下停止所有新陳代謝 。緩步動(dòng)物也因此被認(rèn)為是生命力最強(qiáng)的動(dòng)物 。在隱生的情況下，一般可以在高溫（151°C）、接近絕對(duì)零度（-273.15°C）、高輻射、真空或高壓的環(huán)境下生存數(shù)分鐘至數(shù)日不等 。曾經(jīng)有緩步動(dòng)物隱生超過(guò)120年的記錄 。
1、低溫隱生
低溫就會(huì)引起低溫隱生 。緩步動(dòng)物能先被冷凍再經(jīng)解凍而復(fù)蘇，而且不會(huì)對(duì)身體造成損壞 。1975年Crowe將活動(dòng)狀態(tài)的Macrobiotus areolatus放到2毫升-20°C的水中 。所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物立刻進(jìn)入小桶狀態(tài) 。在4°C的水中解凍只需要一分鐘 。80%的動(dòng)物成功蘇醒 。
3、低濕隱生
這是最常見的隱生形式，當(dāng)陸生的緩步動(dòng)物生活環(huán)境開始缺水時(shí)即會(huì)發(fā)生 。但當(dāng)它們?cè)俅谓佑|到水的時(shí)候，它們能在很短時(shí)間之內(nèi)重新活動(dòng) 。包括陸生緩步動(dòng)物在內(nèi)，只有它們身處水中才能存活 。如果周邊液體被稀釋甚至低于體液濃度時(shí) ， 緩步動(dòng)物就會(huì)蜷縮成桶狀 。背側(cè)的甲片會(huì)層疊在一起，甲片之間的彈性角質(zhì)層會(huì)收縮 。進(jìn)入所謂的“小桶狀態(tài)”(Cask Phase) 。
進(jìn)入“小桶狀態(tài)”的首要原因是缺氧 。實(shí)驗(yàn)中停止通風(fēng)，緩步動(dòng)物會(huì)收縮 。但在水中肌肉的收縮狀態(tài)不能持久 。所以“小桶”遇水即會(huì)重新舒展，但個(gè)體會(huì)立即進(jìn)入窒息狀態(tài)（Asphyxia） 。
緩步動(dòng)物能渡過(guò)缺水期有前提，就是該過(guò)程是緩慢進(jìn)行的而且空氣濕度不能太低 。干燥過(guò)程太快 ， 緩步動(dòng)物就沒有時(shí)間去收縮 。作違背該前提的實(shí)驗(yàn)，可以觀察到緩步動(dòng)物緊壓在地表，很難復(fù)蘇 。
4、缺氧隱生
缺氧隱生發(fā)生于緩步動(dòng)物周遭液體含氧量低于一個(gè)閾值 。開始的時(shí)候緩步動(dòng)物先收縮 ， 但后來(lái)就會(huì)伸展到最大狀態(tài)，同時(shí)也是窒息狀態(tài) ， 而且它們已沒有能力排出進(jìn)入體內(nèi)的水分 。一些種類能在缺氧狀態(tài)下存活五天 。缺氧隱生時(shí)緩步動(dòng)物的新陳代謝狀態(tài)不明 。
5、變滲隱生
變滲隱生還沒有很好的被觀察到 。變滲隱生是因?yàn)榄h(huán)境的滲透壓升高引起的 。Macrobiotus bufelandi在0.4%的鹽溶液中仍然能活動(dòng) 。在15%的鹽溶液中它會(huì)在9秒之內(nèi)進(jìn)入小桶狀態(tài) 。Echiniscoides sigismundi在淡水中會(huì)窒息，但若在三天內(nèi)將它重新放到海水中，它就會(huì)蘇醒過(guò)來(lái) 。
6、胞囊形式
在包囊中渡過(guò)困難時(shí)期并不算是隱生的一種 。
在苔蘚和干草間生活的 ， 特別是淡水生的種類能夠通過(guò)這種胞囊的形式渡過(guò)困難時(shí)期 。在這種狀態(tài)下緩步動(dòng)物會(huì)縮小成只有原來(lái)20%到50%的體積,降低新陳代謝甚至分解部分器官 。該過(guò)程伴隨有三次連續(xù)的蛻皮，結(jié)束的時(shí)候，動(dòng)物就會(huì)被多層角質(zhì)層外殼所包繞 。在這種狀態(tài)下緩步動(dòng)物能存活一年 。當(dāng)環(huán)境改變回來(lái)，該個(gè)體能在6到48小時(shí)內(nèi)脫殼而出 。
胞囊的形成只會(huì)在水中發(fā)生 。它遠(yuǎn)不如小桶狀態(tài)那樣具抵抗能力，而且其水分含量也決定了其不具有抗高溫能力 。
7、生存狀況
德國(guó)科隆-波爾茲宇宙醫(yī)學(xué)研究中心研究員、參加本次研究的天體生物學(xué)家之一彼得拉·雷特貝格說(shuō) ， “我們發(fā)現(xiàn)，這兩種緩步類動(dòng)物在太空環(huán)境中都生活得很好，和在地面上沒有多大區(qū)別 。但是遭受太空環(huán)境和太陽(yáng)輻射雙重考驗(yàn)后的樣本，存活率很低 。” 實(shí)際上，當(dāng)最終被放回水中的時(shí)候，暴露在太空環(huán)境和太陽(yáng)輻射雙重考驗(yàn)下的緩步類動(dòng)物只有10%存活了下來(lái)，并且，所有的幼蟲都沒有孵化出來(lái) 。但是，榮松說(shuō)，“盡管如此，這也是人類迄今為止發(fā)現(xiàn)的第一種在雙重暴露下，仍然有樣本存活的動(dòng)物 。”雷特貝格推測(cè)，可能是緩步類動(dòng)物的外層，即皮層，可以幫助它們抵御太陽(yáng)輻射 。
研究人員稱，和微生物細(xì)菌耐輻射奇球菌一樣，緩步類動(dòng)物肯定也有一種細(xì)胞機(jī)理——可以修復(fù)輻射的傷害，或者直接抵御太陽(yáng)輻射 。榮松說(shuō)，“在遭受太陽(yáng)輻射的時(shí)候 ， 沒有數(shù)據(jù)顯示緩步類動(dòng)物的體內(nèi)在發(fā)生變化 。所以，我們不知道太陽(yáng)輻射對(duì)它們的傷害有多大，它們又是怎樣修復(fù)這些傷害的 。” 實(shí)驗(yàn)表明，至少有一些動(dòng)物可以在嚴(yán)酷的太空環(huán)境下毫無(wú)屏障地存活 。在這個(gè)“超級(jí)堅(jiān)強(qiáng)”動(dòng)物的名單上，還包括輪蟲類、線蟲類(蛔蟲)、可抗干燥的昆蟲幼蟲，還有甲殼類如鹽水蝦 。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，所有的這些“超級(jí)動(dòng)物”都和緩步類動(dòng)物一樣，具備高度抗干燥的能力 。一部分緩步類動(dòng)物賴以生存的地衣類植物也可以在太空環(huán)境下生存 。榮松說(shuō)，“如果保護(hù)這些緩步類樣本遠(yuǎn)離太陽(yáng)輻射，它們可以在太空中存活幾年 。但是問(wèn)題是，飛船進(jìn)出大氣層時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的噴射力，這些樣本也受到了影響 。”飛船進(jìn)出太空大氣層產(chǎn)生的灼熱感和一個(gè)石塊進(jìn)出行星大氣層產(chǎn)生的摩擦大致相當(dāng) 。
星際旅行可能會(huì)花費(fèi)幾百萬(wàn)年的時(shí)間，人類并沒有能力進(jìn)行如此長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn) 。但是 ， 至少有一部分緩步類動(dòng)物在星際旅行最開始的10天里可以完好地生存 。測(cè)驗(yàn)緩步類動(dòng)物生存能力的真正問(wèn)題是尋找一個(gè)合適的環(huán)境 。榮松說(shuō)，“只要找到一個(gè)比太空溫和一些的環(huán)境，緩步類動(dòng)物就可能繁殖、生存 。”
8、太空實(shí)驗(yàn)
瑞典克里斯蒂安斯特大學(xué)的伊格瑪及其同事認(rèn)為，如果地球上有動(dòng)物能夠在太空惡劣環(huán)境下生存，緩步動(dòng)物當(dāng)是首選 。因此在2013年9月，他們選擇了兩種緩步動(dòng)物R.coronifer和小斑熊蟲，在干粉狀態(tài)下放入歐空局BioPan－6太空艙，并將其送入了太空軌道，進(jìn)而觀察這種生物在太空中會(huì)有什么表現(xiàn) 。
這些緩步動(dòng)物在太空中，經(jīng)過(guò)10天暴露在輻射、真空及低溫條件下 。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，R.coronifer無(wú)法在紫外照射的條件下生活，科學(xué)家認(rèn)為這可能是DNA受損所致 。不過(guò)，有3個(gè)小斑熊蟲樣本卻未受影響 。在濾去紫外線的條件下，這些經(jīng)過(guò)惡劣太空條件考驗(yàn)的小動(dòng)物同對(duì)照樣本一樣，可排卵，并可脫殼成活 。該結(jié)果發(fā)表于《當(dāng)代生物》雜志 。
該結(jié)果表明，地球生物的適應(yīng)能力非常強(qiáng) 。而此前 ， 人類僅知苔蘚和細(xì)菌可在真空和宇宙輻射下生存 。雖然緩步動(dòng)物可在地球極其干燥的條件下生存，但太空的條件極端惡劣 。如地球海平面大氣壓為十萬(wàn)帕斯卡，而在地球低軌道，大氣壓是地球大氣壓10億分之一 。在這種條件下，幾乎沒有水分子可以保留在體內(nèi) 。
科學(xué)家試圖通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn) ， 來(lái)了解地球生物能否在星際旅行時(shí)生存，并希望掌握哪些生物能搭乘太空船 ， 進(jìn)而導(dǎo)致其他星球被地球生物所污染 。德國(guó)太空生物學(xué)家戈達(dá)認(rèn)為，緩步動(dòng)物能在極端條件下生存的能力對(duì)人類移居其他星球十分重要 。但他認(rèn)為，本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果尚無(wú)法了解動(dòng)物是如何在惡劣環(huán)境下發(fā)育和繁殖的 。而伊格瑪則認(rèn)為，緩步動(dòng)物搭乘太空船去污染火星的可能性非常小，因?yàn)榫彶絼?dòng)物需要食物 。她認(rèn)為最可能搭便車到火星去的可能會(huì)是苔蘚或細(xì)菌 。科學(xué)家還不清楚 ， 緩步動(dòng)物能抵抗紫外輻射的原因 。他們推測(cè)這可能與其在缺水后能夠復(fù)活的能力有關(guān) 。
研究歷史
1、物種發(fā)現(xiàn)
“小水熊蟲”在1773年首次被一位名叫哥策的神父描述，但并不完整 。1774年和1776年意大利人考廷和斯巴蘭扎尼發(fā)現(xiàn) ， 在缺水的環(huán)境下，緩步動(dòng)物能夠不脫去保護(hù)外殼而“復(fù)活” 。斯巴蘭扎尼并且指出，緩步動(dòng)物要渡過(guò)缺水時(shí)期，就必須慢慢的失水 。而緩步動(dòng)物Tardigrada這個(gè)名字，也是斯巴蘭扎尼首次給出的 。
從此直至今天，人們對(duì)緩步動(dòng)物在動(dòng)物分類中的位置 ， 形態(tài)學(xué)，生活方式，組織學(xué)以及其隱生性的研究興趣有增無(wú)減 。
2、米勒研究
1785年米勒對(duì)這種動(dòng)物作了深入的觀察 。他嘗試將緩步動(dòng)物歸入動(dòng)物演化樹中并且把它歸入壁虱屬 。米勒所使用的學(xué)名Acarus ursellus被林奈寫到了他的《自然分類》中 。1834年舒爾策發(fā)現(xiàn)了有名的Macrobiotus bufelandi 。該名字來(lái)源于柏林醫(yī)生Hufeland ， 他著了一本有關(guān)長(zhǎng)壽術(shù)(德語(yǔ)：Makrobiotik)的書叫《延年益壽之藝術(shù)》 。相對(duì)于斯巴蘭扎尼的“復(fù)活”，舒爾策認(rèn)為緩步動(dòng)物在缺水后再次接觸到水時(shí)，是“蘇醒”過(guò)來(lái)了 。但他的看法并不是得到很多的認(rèn)同 。他同時(shí)代的愛亨伯格則認(rèn)為，缺水時(shí) ， 緩步動(dòng)物能分泌一種物質(zhì)，在里面緩步動(dòng)物不但能度過(guò)困難時(shí)期，而且能繁衍后代 。數(shù)年后“醒過(guò)來(lái)”的只是它的后代 。更有人認(rèn)為那是一種自然發(fā)生(generatio spontanea) 。
對(duì)緩步動(dòng)物形態(tài)，系統(tǒng)分類和生理研究有著最深遠(yuǎn)影響的貢獻(xiàn)當(dāng)屬法國(guó)人Doyères所寫的書《Mémoire sur les Tardigrades》(1840-1842年) 。他強(qiáng)調(diào)了緩步動(dòng)物在慢慢失水的環(huán)境中“復(fù)活”的能力 。這和當(dāng)時(shí)另一種觀點(diǎn)相沖突，就是認(rèn)為，沒有任何預(yù)防措施可以阻止完全脫水的動(dòng)物的死亡 。1859年巴黎生物協(xié)會(huì)最終通過(guò)一份超過(guò)100頁(yè)的鑒定形成定論，就是Doyères的意見是對(duì)的 。新的問(wèn)題是 ， 在這種脫水環(huán)境中，緩步動(dòng)物的新陳代謝究竟只是變慢了還是停止了 。20世紀(jì)初，耶穌會(huì)神父拉門通過(guò)緩步動(dòng)物還能度過(guò)低溫（絕對(duì)零度）環(huán)境的現(xiàn)象認(rèn)為 ， 新陳代謝是停止了 。1922年鮑曼通過(guò)對(duì)脫水隱生的形態(tài)和生理方面的研究，再次捍衛(wèi)了這一觀點(diǎn) 。
3、分類研究
1851年Dujardin認(rèn)為緩步動(dòng)物是一種原本生活在海洋里的生物，這是緩步動(dòng)物的分類的第一步 。1907-1909年Murray在不列顛-南極探險(xiǎn)中收集到多種緩步動(dòng)物的樣本 。使得緩步動(dòng)物的種類在很短的時(shí)間內(nèi)上升到了25種 。1928年圖靈為緩步動(dòng)物建立了一個(gè)新目 。但緩步動(dòng)物在動(dòng)物界中的位置在Doyères的著作中并沒有被提及 。1851年Dujardin根據(jù)它們具有和線蟲動(dòng)物相似的咽，而認(rèn)為緩步動(dòng)物是線蟲動(dòng)物的近親 。而1896年海克和1909年里希特斯則認(rèn)為它的近親應(yīng)該是節(jié)肢動(dòng)物 。但大部分的專家卻認(rèn)為應(yīng)是節(jié)肢動(dòng)物 。1929年根據(jù)當(dāng)時(shí)組織學(xué)的證據(jù)人們將它劃為節(jié)肢動(dòng)物下的綱 。到了1953年，人們終于可以有技術(shù)基礎(chǔ)去測(cè)量緩步動(dòng)物正常和隱生狀態(tài)下的氧氣消耗量 。1968年科學(xué)家通過(guò)電子顯微鏡觀察到緩步動(dòng)物的儲(chǔ)存細(xì)胞 。1972年拉馬佐蒂的專著第二版出版，列舉了413種緩步動(dòng)物 。
1974年借拉馬佐蒂75大壽之際在意大利城市帕蘭扎(Pallanza)舉行了第一屆國(guó)際緩步動(dòng)物論壇 。
生命力實(shí)驗(yàn)
【冷凍】-200攝氏度能夠存活若干天，-272攝氏度能夠存活2分鐘 。
【高溫】181度高溫下存活2分鐘 。
【放射能】在5700格雷強(qiáng)度的放射線下存活良好 。(1格雷放射線相當(dāng)于5000臺(tái)胸透儀的放射強(qiáng)度，10~20格雷強(qiáng)度的放射線就能輕易殺死人類或者地球上大部分的動(dòng)物 。)
【真空】在真空中依然能存活下來(lái) 。
【壓強(qiáng)】可以經(jīng)受住600兆帕斯卡的壓強(qiáng) ， 最深的馬里亞納海溝水壓的6倍也無(wú)法把它壓扁 。日本神奈川大學(xué)科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn)，水熊蟲能身處6億帕斯卡的壓強(qiáng)下而安然無(wú)恙，這一壓力為大氣壓的6000倍，是絕大多數(shù)生物、包括細(xì)菌所能承受的壓力極限的兩倍 。
【生命力研究】20世紀(jì)20年代，德國(guó)佛萊堡大學(xué)的拉姆把處在隱生現(xiàn)象的水熊蟲分別放在150度(只有厭氧菌跟水熊蟲才能處在如此高溫下)和零下200度(接近絕對(duì)零度)的環(huán)境，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不論在什么情況下，只要恢復(fù)常溫并給予水分，水熊蟲就會(huì)復(fù)活并再度開始緩慢地步行 。
【X射線輻射】能承受5.7萬(wàn)倫琴的X射線輻射(500倫琴即可殺死人類)，原子彈的輻射對(duì)它無(wú)效 。
【水熊蟲 水熊】有研究報(bào)告指出，把收藏在博物館達(dá)120年的苔蘚類標(biāo)本添加水分后 ， 其中的水熊蟲又恢復(fù)活動(dòng)狀態(tài) 。水熊蟲這種生物的生命力比蟑螂還強(qiáng) ， 科學(xué)家曾經(jīng)在鹽礦中發(fā)現(xiàn)已冬眠了數(shù)百年的水熊蟲，給予水分和營(yíng)養(yǎng)后，能夠醒過(guò)來(lái)并繼續(xù)正常的生理活動(dòng)
