当前位置: 搅拌机 >> 搅拌机发展 >> 切成276段也能再生,重生界巨头的超
综述
古希腊神话里的普罗米修斯,因为盗取圣火遭到天神宙斯惩罚,他被关在高加索山脉,白天被一只鹰啄食肝脏,忍受痛苦。神奇的是,普罗米修斯白天被啄碎的肝脏在夜晚会自动恢复,每天都在循环这个过程。这毕竟是神话传说,如果用现代医学来看,普罗米修斯第一天就会死去。
因为人类的肝脏没有那么强大的再生能力,受伤害后便是不可逆的。这类关于再生的神话传说不仅出现在古希腊,几乎悠久的文明里都有。
这是因为古代医疗条件差,受伤可能会让人感染死亡,人们希望自己有再生的能力,从而健康长寿。那个时候的人类并不知道自然界中存在超强再生能力的动物。
普罗米修斯绘图能够再生的动物们
提到再生,大部分人会想到壁虎断尾。壁虎属于蜥蜴家族下的壁虎亚目,身怀两项独门绝技行走于自然界。其一就是它布满“吸盘”的爪子,能够让其在各种材质的界面爬行,不管是什么角度都能稳稳吸附在上面;
其二就是它在遇到危险时会自动“切断”自己的尾巴,尾巴离开身体后还会动,捕食者被断尾吸引,壁虎趁机逃跑。
壁虎断尾的场面看起来十分血腥,却对壁虎本身没有什么伤害,它会在接下来的一两周内长出新尾巴。
壁虎断尾尾巴可以再生另一种具有再生能力的脊椎动物是蝾螈类,其中以美西螈的能力最强。美西螈学名墨西哥钝口螈,是一种两栖动物,生活在河流小溪里,因其可爱的外表成为名震一时的网红动物。
美西螈的再生能力强悍到人类震惊,将它的一条腿完全剪去,它会在断口处直接再长一条腿出来,并且不留疤痕,就像什么事情都没发生过。
美西螈所在的两栖纲是生物由海洋到陆地演化的过渡形态,因此它这个能力也为古生物学家研究早期脊椎动物登陆提供了参考。
美西螈但是,壁虎和美西螈并不是任何情况下都可以再生,壁虎的再生局限在尾部,美西螈的则是四肢。它们必须建立在主要器官完整的前提下。
一旦伤及脊椎或者内脏,不仅不能再生,可能还会丢掉性命。这一点上,无脊椎动物更胜一筹,它们的器官也可以再生。
蚯蚓是环节动物,我们经常能够看见野外的蚯蚓身上有一个很突出的节,这是它的生殖环带。不管身体怎样断,只要生殖环在断掉的身体上,那么不管有没有头它都能再生。
蚯蚓再生的速度与它的切断方式有关,如果留有头部而切去尾部,再生速度比切掉头部保留尾部要快。而将头、尾全部切掉,其再生速度居然会比无头有尾快,尾巴的再生速度高于头部。
蚯蚓也有再生能力总的来说,自然界中生物的再生能力与它们进化的等级成反比,越是高级的动物它的再生能力越弱,越是低级的动物,再生能力越强。
自然界中最低级的动物海绵,只要有一个细胞它就能再生。生物学家曾经将海绵用搅拌机打碎,它依旧完成了再生。
但是海绵太低级了,它是自然界最简单的多细胞生物,没头没脑没心没肺,甚至连肉体都没有。海绵的再生没有办法给人类研究提供资料。
蚯蚓具有生殖环带这个标志,与人类相差太大。壁虎和美西螈的再生局限性很大,人类可以研究但是无法提供整体的再生体系。就没有一种生物能够提供一套完整的再生模板吗?
海绵是一种动物神奇的涡虫
无所不有的自然界里当然有这样的神奇生物,它叫涡虫。涡虫并不是非常低级的动物,它具有完整的神经与器官,在生物学上占据重要地位。
其所在的扁形动物门代表着海洋生物的第一次由静止向运动进化。涡虫有眼点,这是生物早期眼睛的雏形,并且涡虫有嗅觉感官,这为后来生物发展出新一类的呼吸系统打下了基础。
最最关键的是,涡虫雌雄同体,采取有性生殖和无性繁殖共同完成基因传递。有性生殖保证了涡虫的生物多样性,无性生殖则保证了涡虫的数量。
自然界的涡虫在恶劣环境中作为一种库存手段保留基因,这些特征可以研究早期海洋生物的演化历程。除了宝贵的演化研究价值外,涡虫还具备独一无二的医学价值。
人类将自己以后对再生的期盼,全被都放在了它身上。世界上目前存在有多种涡虫,就人类已经研究过的涡虫种类来说,它们几乎都会再生。
涡虫具有器官和神经,已经是多细胞生物里面进化得比较高的形态,它却展现了媲美海绵的再生能力。生物学家们最初是把涡虫拦腰截断成两份,观察这两截的再生情况。
人类发现的一种涡虫结果发生前半截长出了后半截,而后半截不仅长出了前半截的头,连同眼睛和脑神经一起再生了出来。经过比对,这两部分各自形成了完全体。
两个基因一模一样,仿佛是之前那只涡虫自我有丝分裂。这个实验让生物学家开始了对涡虫的各种切割,横着切、竖着切、专门切某些器官等等。
不管怎么切,涡虫都能在最后以全貌还原。这其中有位生物学家将涡虫切为了小段,这段身体碎片分别再生成为了只涡虫。
再生的涡虫重生之涡虫的记忆
涡虫怎么切割都不死,反而会因超强的再生能力产生更多的涡虫,简直是“重生界巨头”,引人羡慕。更有趣的是,涡虫并不是简单地再生自己的细胞,它会连同自己之前的记忆一起重生。
上个世纪50年代,密歇根大学的生物学家培养了一只涡虫。这位生物学家在它进食时用光线照射它,这样训练出一套反射系统,让涡虫每次记得看见光就逃跑躲避。在实验涡虫养成这个习惯后,生物学家将它的头和尾分离。
涡虫照片本来设想的是,保留了脑细胞的那一段会保有这份记忆,尾部没有脑神经,它再生出来的涡虫是不会有躲避光的。可是经过再生后,对两只涡虫进行光照实验,发现了让人震惊的现象:
有头的那一段继承了初代涡虫的记忆,而根本就没有任何脑神经的带尾巴的一段,在新生的大脑神经里也有初代的记忆。
生物学家一开始认为是巧合,于是再次做了数次相同的试验,结果证明,无论涡虫被怎么切割,得到的再生体都具有原本的记忆,跟再生原料里有没有脑细胞无关。
再生的涡虫携带有原体的记忆重生之涡虫的变异
随着太空技术的发展,一些实验也可以在失重的条件里进行,于是生物学家对涡虫在微重力情况下的再生进行了实验。
结果发现,在太空中涡虫被切下头部后再生发生了变异,长出了两个头,以这个两头涡虫为原版切割,得到的重生体全部都是两个头。
关于涡虫为何在太空中会出现变异,生物学家猜测最多的是太空中的辐射,让涡虫发生了突变。然而基因突变是不定向的,也就是说不同的涡虫是在辐射下变异出不同的性状。
双头涡虫模拟图但是实验的涡虫无一例外出现了双头化,似乎长两个头成为了涡虫进入太空的标配。为了研究是什么情况让涡虫进入太空后变异,宇航员携带了10条涡虫返回地球。
并将其与地球上的同源的涡虫对比,研究发现,太空涡虫回到地球后出现了萎缩、僵硬的症状,经过数小时才恢复正常。
对此生物学家猜测这是涡虫应对太空环境做出的身体改变,虽然目前仍然不知道两个头能够如何调节涡虫适应太空环境,但是这为人类提供了宝贵的资料,对之后的航天事业也所帮助。
出于人类观测中的涡虫再生的秘诀
细胞的再生现象在生物中普遍存在,并非上述那些动物特有,包括进化得最高的人,我们身体也随时随地在发生细胞再生。
再生的本质是细胞以修复为目的的增殖,不是为了吞噬掉坏死物资或者清除致病因子。新细胞必须与缺损的细胞保持完全一样,才能被称之为再生。再生分为生理性和病理性。
在生理情况下,有些细胞和组织出现自然的老化与凋亡,新生的同种细胞和组织不断补充,始终保持着原有的结构和功能,维持组织、器官的完整和稳定,称为生理性再生。
比如我们人类的口腔上皮细胞和消化道上的粘膜细胞,大约每隔一两天就要更换一次,依靠再生维持正常的更替。还有女性的生理期,是生殖器官内膜周期性的再生。
口腔上皮细胞显微镜成像图如果人因为疾病或者外因导致细胞出现非自然损伤,这个时候我们的身体为了维持正常运转,就会让损伤周围的同种细胞增生、分化,直到恢复如初。
这种行为被称为病理性再生,但必须注意的是,要完全恢复到原有细胞的状态才能被认证为病理性再生,否则只能叫做修复。
比如轻微的开水烫伤,只是表皮出现水泡,那么经过基底细胞的再生能够完全恢复皮肤原本的功能;如果是重度烫伤,皮肤无法恢复损伤前的状态,出现了肉芽组织修复,不能称之为再生。
细胞增生示意图人类再生的可能性
人类对于再生的渴望,一是源于对衰老的恐惧,二是来自对渴望取得突破。人类作为高级动物,寿命有限、自然死亡是每个人都逃不掉的结局,而我们探索的范围越大,就越想要打破这种所谓的铁律。
根据再生能力我们的细胞被分为了三类:不稳定性细胞、稳定性细胞和永久性细胞。
不稳定性细胞就是我们身体里再生能力最强的细胞,它们会周期性的凋亡与再生更替,属于人类新陈代谢的一种,如口腔上皮细胞、呼吸道粘膜细胞,还有女性的子宫内膜细胞等。
口腔上皮细胞是一种不稳定性细胞稳定性细胞是指具备一定再生能力的细胞,自然状态下处于稳定安静的状态,一旦发生细胞损伤,它才会被激发出再生的潜力,比如人体各种腺体及腺体器官。
永久性细胞则完全没有再生能力,也没有细胞周期,不再进行有丝分裂,一旦凋亡就再也不存在替补。
当它们的数量耗尽时,人类的寿命也基本上到达了尽头。比如脑细胞、神经细胞、心肌细胞等。如果这些细胞出现损伤,对人体是不可逆转的伤害。
细胞有丝分裂结语
如果人类可以攻破自身细胞再生的难关,那么一些疾病如阿尔兹海默症,就能得到一定程度的治疗,人类再也不用忍受忘记自己最爱之人的感受。
再进一步,我们能够让自己全身的细胞处于一个不停再生的阶段,是否能让人达到所谓的永生呢?人类对永生的向往无可厚非,即使这样会违背自然规律,需要付出巨大的代价也在所不辞。
可人类又是迷茫的,永生会给人类带来什么后果我们不得而知,有限的生命似乎禁锢了我们的思想。在没有发生之前,一切都是未知数。
人类永生设想图