壁虎

拥有超强再生能力的动物四肢被切开后可快

发布时间:2024/10/10 13:48:07   
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“再生”是一个令人向往的科学命题,也是生物学最想要探究的奥妙之一。地球上的动物种类如此繁多,但是拥有再生能力的动物十分罕见。传统认知里人们认为壁虎的尾巴拥有再生能力,因为它经常断尾求生,过一段时间后就能再长一条尾巴。

可是在有一种动物看来,壁虎的再生能力在它的面前显得微不足道,因为它四肢被切都能快速地生长,因为何种机制使其具有了这种再生功能?人类是否也能实现这种超强再生呢?

超强再生能力

再生就是说,生物体能够对损伤或失去的器官、组织等进行自我修复和替代。而涡虫就是这样的神奇动物。

哪怕它的躯干被分裂成数百个部分,哪怕头、身、四肢或者重要器官被切下,它被切下的每一个部分都能进行完全的再生,形成一个完整新个体。这就是涡虫,它的再生能力堪称变态,生物界找不到第二种再生能力如此强悍的物种了。

“涡虫实验”开始于十九世纪末期。当时的科学家出于好奇对涡虫的再生能力做出了实验,研究人员用“切分”实验证明了涡虫这种强大的惊人能力。据报道,研究人员将一条涡虫切成了小块,令人震惊的是,这小块在它的强大的再生功能下完整地生长出了条涡虫。随着科学技术的发展,还有一位来自欧洲的科学家用涡虫进行了实验研究,他将条涡虫进行切块,最后竟然再生出两万多条涡虫。这些迹象都证明了它毋庸置疑的强大再生能力。

除了简单的肢体再生,科学家们通过不断地探索惊奇地发现,涡虫不仅能够再生其身体的重要器官,其记忆似乎也能够得到传承与延续。来自美国密歇根大学的科学团队就曾在涡虫切块实验中做过此类的记忆实验。在记忆训练时,涡虫在灯光照射的环境下被训练身体收缩发射,在反射记忆训练成功之后,这只涡虫按从前的实验一样被切割。新生成的个体然后再进行灯管照射,实验结果显示不管切割之后涡虫躯干部分是否具有头部,再生之后的新涡虫都具有在灯光下会收缩身体的反应。这些现象表明,切割后涡虫的记忆也被完整地复制了下来。

除此之外,科学家还探索了外界环境对涡虫再生能力的影响。在实验开始时,科研人员创造了一个接近真空的环境,再将涡虫放置其中。令人出乎意料的是,在生长条件苛刻的情况下,涡虫依然能够再生。不仅如此,少数虫体还会长出特殊的特征——例如两个头部,将这些特殊的的再生体再次进行分裂实验,新再生的虫体依然会保持这种新特征继续生长,那就是说还是有两个头部。

综上的实验都表明了不论是从简单的躯体、再到思想记忆,涡虫都具有强大的修复再生能力,甚至是严苛的环境也不会限制这种能力。

再生能力的运作机制

人类对此感到震惊,小小的涡虫具有如此重生的能力。此后科学家对于涡虫的研究与探索从未停止。在涡虫再生实验经过多年的研究后,终于探索到涡虫的再生能力。年,科研人员在实验中通过12种可能为再生细胞的候选位中,发现了名为成肌细亚型2的干细胞,又称成体多功能干细胞。研究人员发现了涡虫的再生秘诀就是成体多功能干细胞,是涡虫进行再生并发育多种重要器官的决定性原因。

在生物学上,成体多功能干细胞是具有自我更新并且特化形成组织的细胞。所以在“涡虫实验”中,一旦涡虫身体某处被检测到切割,这种具有无限自我更新能力的细胞就迅速汇聚到该部位,不停地实现多项分化、修复并形成新的组织和器官,这个过程源源不断、周而复始,以至于在肉眼看来就是涡虫能够实现再生。

人类能否实现再生?

很显然,目前为止不能实现。在人类身上实现再生是一种疯狂的想法,但是参照涡虫,或许能够表明人类再生也许不是一个遥不可及的梦想。因为人类的胚胎中曾短暂地出现过“干细胞”。但也只是出现过,因为在人体在胚胎中的不断发育过程,该细胞就会消失,它只会出现在受精卵到卵裂期。

最重要的是,人类的胚胎中的干细胞与成体多功能干细胞又有所区别,人类含有的是名为“全能干细胞”的细胞。与之大相径庭的是,该细胞虽然也能分化成人体的各种细胞,但是它的发育极限到器官为止,并不能够如同涡虫一样形成完整的个体生物。但是我们人体当中还有其他干细胞,比如造血干细胞,当我们皮肤出现损伤的时候,造血干细胞就会开始修复我们的皮肤。

除了缺少“成体多功能干细胞”,我们人类还缺少“引导细胞”。一旦人类的肢体存在伤口或者出现手臂断裂的情况,没有细胞来引导干细胞在受损处聚集、分化、修复或形成新的组织,干细胞也无法发挥它作用。显然,涡虫的身体中具有这类细胞,它就是“路标细胞”,属于肌肉细胞的一种,这是涡虫较为特有的细胞,大多数动物的肌肉细胞都不会发挥这样的作用,但是这种肌肉细胞在涡虫体内也不多,成年涡虫中含有4-6个。

路标细胞的发现为科学家们在研究人体再生基因的生成提供了重要思路。

结语

涡虫的超强再生能力使得它被人类研究了一个多世纪,但是其机制与奥秘依然没有被人类完全探索清楚。科研还在继续,科学家正在努力在细胞和基因层面阐述再生的机制,我们相信一旦科学技术发展到一定程度,一定会让再生能力取得更深层面的研究成果与成绩,让人类文明再进一步,使得人类“再生”不再是遥不可及的“超能力”。



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