當(dāng)前《新科學(xué)家雜志》最新盤點(diǎn)六種具有神奇再生能力的動(dòng)物:章魚、紅斑蠑螈、三腸渦蟲、海參、海星、壁虎。
章魚“斷臂之痛”
章魚
雄性章魚在交配之后身體會(huì)損失一部分,通常在交配中,雄性章魚的觸角——交接腕(hectocotylus)需要送遞精液給雌性。美國(guó)加利福尼亞州大學(xué)貝克利分校的羅伊-考德威爾(Roy Caldwell)多年來(lái)從事研究印度洋太平洋區(qū)域棲息的章魚習(xí)性,如圖所示,這張圖片是印度尼西亞蘇拉威西島海域拍攝的,一只雄性Abdopus aculeatus章魚位于圖片左側(cè),它將自己的交接腕插入圖片右側(cè)雌性章魚體內(nèi),這樣可實(shí)現(xiàn)送遞精囊。在交配中雄性章魚的交接腕會(huì)與身體斷裂,保留在雄性章魚體內(nèi)。 在交配完成之后雄性章魚的交接腕會(huì)重新生長(zhǎng)出來(lái)。
紅斑蠑螈“肢體再生”
紅斑蠑螈
早在1768年,醫(yī)師拉扎羅-斯帕蘭扎尼(Lazzaro Spallanzani)就開始研究蠑螈的肢體再生能力,像所有的蠑螈物種,紅斑蠑螈能夠重生它們的尾部、眼睛,甚至完整的四肢。 當(dāng)一只蠑螈損失它的一個(gè)肢體,創(chuàng)傷處的細(xì)胞退行發(fā)育為干細(xì)胞,之后形成叫做胚芽的大量細(xì)胞體,新生的肢體就從這些肢體中生長(zhǎng)出來(lái)。 在2007年一項(xiàng)關(guān)于紅斑蠑螈的研究中,英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院的阿諾普-庫(kù)馬爾(Anoop Kumar)和同事研究顯示一種由皮膚和神經(jīng)細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)——nAG,是形成胚芽的至關(guān)重要元素。
三腸渦蟲“一切為二”
三腸渦蟲
三腸渦蟲是一種奇妙的動(dòng)物,如果用刀子將其身體一切為二,它將生長(zhǎng)成為兩個(gè)三腸渦蟲。這些非寄生扁形蟲生活在水中,或者陸地潮濕環(huán)境,三腸渦蟲有數(shù)千個(gè)物種,其體形從1毫米至60厘米長(zhǎng)的掠食性三腸渦蟲Bipalium kewense。 三腸渦蟲通過(guò)細(xì)胞增殖和使用遍布全身叫做新胚芽的未分化干細(xì)胞改造現(xiàn)有器官,從而實(shí)現(xiàn)器官組織再生。 叫做直口渦蟲的一種三腸渦蟲的身體任何部分都可發(fā)育成為一個(gè)完整的新蠕蟲。它們是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究生物再生能力的最佳生物體。 如圖所示,這是淡水三腸渦蟲——三角渦蟲,在試驗(yàn)中使用一把手術(shù)刀將三角渦蟲從頭部至咽喉把身體剖開,由于它的重生能力,將產(chǎn)生兩只三腸渦蟲。
海參“重生內(nèi)臟”
海參
如圖所示,這是印度尼西亞蘇拉威西島海域的Bohadschia argus海參,當(dāng)它遇到掠食者時(shí)會(huì)有一種奇特的對(duì)策,它會(huì)將自身的內(nèi)臟器官?gòu)纳眢w尾部噴射出去。 海參進(jìn)行組織重生時(shí)先從消化系統(tǒng)進(jìn)行重生,幾個(gè)星期之后內(nèi)臟器官便重生出來(lái)。
海星“觸角重生整個(gè)身體”
海星
像海參一樣,海星也是一種棘皮動(dòng)物,具有分布式神經(jīng)系統(tǒng)——位于皮膚之下的神經(jīng)叢。同時(shí),在嘴部周圍有一個(gè)中心神經(jīng)環(huán)。 許多海星可將該中心神經(jīng)環(huán)一分為二,然后分別生長(zhǎng)一個(gè)新的海星。觸角和中心神經(jīng)環(huán)的任何小部分都可以重生。印度太平洋海星就是“重生高手”,它們可以從一段觸角生成整個(gè)身體,如果觸角或者中心神經(jīng)環(huán)受損,也可實(shí)現(xiàn)損傷性重生。 七臂海星(Luidia ciliaris)的觸角具有不同階段的重生,它們可生長(zhǎng)至直徑超過(guò)40厘米,以掠食貝殼和其它海星為主。
壁虎“尾部自切”
壁虎
當(dāng)動(dòng)物遭到掠食者攻擊時(shí)最有可能被襲擊的就是尾部,但壁虎不必?fù)?dān)心這個(gè)問(wèn)題,這正是它的應(yīng)對(duì)掠食者的策略——當(dāng)遭受掠食者攻擊時(shí),會(huì)斷裂尾巴,使自己擁有充足的時(shí)間逃離。 這種肢體重生能力叫做“尾部自切”,存在于幾種壁虎物種,以及蜥蜴和蠑螈物種之中。壁虎身體存在一個(gè)叫做“破裂面”的弱點(diǎn)區(qū)域,位于椎骨中間,在尾部存在一定的間隙。為了實(shí)現(xiàn)尾部自切,尾部破裂面的特殊肌肉組織會(huì)收縮,使椎骨斷裂。之后肌肉進(jìn)一步收縮尾椎骨從而使流血最小化。 蜥蜴現(xiàn)已進(jìn)化了這種防御策略,使亮色尾部與身體分離之后能夠繼續(xù)移動(dòng),吸引掠食者的關(guān)注,從而使蜥蜴獲得了充足的時(shí)間進(jìn)行逃離。
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