本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。我们都知道,壁虎、石龙子或变色龙等大多数蜥蜴类动物,如果它们的尾巴断了,还能够再次生出新的尾巴。这些小型蜥蜴的尾巴之所以能再生,是因为它们的尾巴断裂的地方始终保持着胚胎组织的特性,加上激素的促进作用,可以不断分化,最终长出新的尾巴。但是,3米长的美洲短吻鳄也能长出新的尾巴,就让人难以置信了。重新长出尾巴的壁虎关于美洲短吻鳄断尾再生,在很长一段时间里,科学家们都没有做出很好的研究。直到最近,来自美国亚利桑那州立大学和路易斯安那州野生动物和渔业部的一个研究小组发现,年轻的短吻鳄有能力重新长出一条长度占原来的尾巴的3/4的新尾巴。一个由科学家组成的跨学科团队利用先进的成像技术,结合研究解剖学和组织的演示方法,来检查这些再生尾巴的结构。他们发现,这些新的尾巴是复杂的结构,中央骨架由软骨组成,周围有结缔组织,血管和神经交织在一起。他们推测,重新长出尾巴能使短吻鳄在其阴暗的水生栖息地中获得功能优势。研究结果发表在《科学报告》(ScientificReports)杂志上。“有趣的是,除了它的体型之外,再生的尾巴在同一结构内显示出再生和伤口愈合的迹象,”来自ASU分子和细胞生物学项目的博士生辛迪·徐(CindyXu)说,软骨、血管、神经和鳞片的再生与我们实验室和其他机构先前对蜥蜴尾巴再生的研究一致。然而,我们惊讶地发现,在短吻鳄再生的尾巴中,疤痕状结缔组织取代了骨骼肌。未来的比较研究对于理解为什么不同爬行动物群体的再生能力是不同的很重要。“物种间再生能力的光谱是迷人的,很明显,生产新的肌肉需要很高的成本,”美国州立大学生命科学学院的联合高级作者兼副教授珍妮·威尔逊·罗尔斯(JeanneWilsonRawls)说。短吻鳄、蜥蜴和人类都属于一类有脊骨的动物,称为羊膜动物。虽然这个跨学科的研究小组之前已经研究过蜥蜴的尾巴再生能力,但这项关于短吻鳄复杂的新尾巴再生的发现提供了关于再生过程的进一步信息。“短吻鳄、恐龙和鸟类的祖先大约在2.5亿年前就已经分化了,”研究人员说,我们的发现是,短吻鳄保留了再生复杂尾巴的细胞机制,而鸟类却失去了这种能力,这一发现提出了一个问题,即在进化过程中,这种能力何时丧失的?是否有部分恐龙或现代鸟类仍然保留有断肢再生的能力?关于这些问题,到目前为止,研究人员还没有在出版的文献中找到任何线索。如果我们了解不同动物如何修复和再生组织,那么这些知识就可以用来发展医学疗法。如果能找到修复和再生组织的关键基因,如果这些基因仍然存在于人类的DNA中,那么科学家们就有希望在未来研发出更好的人体损伤修复治疗方法。简单来说,也许在未来,人类断肢了也能再生。
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