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        動物再生的奧秘

        2022-11-04 11:57:36王佃亮
        發(fā)明與創(chuàng)新 2022年32期

        ◎王佃亮

        自然情況下,動物組織器官損傷后可以再生,某些低等動物損傷后的組織器官殘?bào)w甚至可以再生出完整個(gè)體。

        蚯蚓斷成兩段可以再生,除此之外,你還知道哪些動物可再生?

        圖1 土壤中的蚯蚓 (圖/圖蟲創(chuàng)意)

        再生之王——海綿

        可愛的“海綿寶寶”是大家熟悉的動漫形象,家庭常用的刷鍋洗碗的泡沫塑料也被稱為海綿,而接下來要給大家介紹的海綿卻是一種多細(xì)胞低等海洋生物。

        海綿神秘而古老,早在6億年前就生活在海洋里。在長達(dá)兩千多年的時(shí)間里,人類竟沒有弄明白它究竟是動物還是植物。直到16世紀(jì)末,顯微鏡誕生后,人們觀察到海綿細(xì)胞并沒有細(xì)胞壁,才明白原來海綿是動物。

        海綿的身體結(jié)構(gòu)十分簡單,僅由內(nèi)、外兩層細(xì)胞組成,中間為中膠層,沒有頭、尾、軀干、四肢。由于身體柔軟,遍布孔洞,像泡沫塑料,且生活在海洋中,故名“海綿”。

        海綿因其體內(nèi)有不同種類的海藻共生而呈現(xiàn)出不同的色彩,其形狀也千姿百態(tài),有片狀、塊狀、圓球狀、扇狀、壺狀、樹枝狀等。

        在經(jīng)歷了數(shù)億年的進(jìn)化后,龐大的海綿家族仍有1萬多個(gè)“成員”,它們?yōu)槭裁茨軌蛏幌ⅲ繆W秘就在于海綿具有強(qiáng)大的再生能力。

        有人對海綿進(jìn)行了再生能力測試實(shí)驗(yàn),他們從海綿上切走了一小塊,再將這一小塊海綿攪碎并放入培養(yǎng)皿中培養(yǎng)。通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),這些零碎的細(xì)胞竟然能夠重新組合。組合后的海綿細(xì)胞聚集體又能重新長成海綿。難怪海綿會被人們稱為動物界的“再生之王”。

        圖2 海綿(圖/圖蟲創(chuàng)意)

        分身有術(shù)——海星

        眾所周知,海綿寶寶有個(gè)好朋友叫“派大星”,派大星是一只粉紅色的海星。

        海星屬于棘皮動物,也生活在海洋里。多數(shù)海星外形似五角星,體色艷麗,有紅色、橘黃色、紫色、藍(lán)色、青色等,是可愛又迷人的海洋動物。

        海星屬于肉食性動物,以小型貝類、甲殼類、魚類等為食,海水養(yǎng)殖一般避諱它。海星進(jìn)食雙殼貝殼時(shí),先用腕足吸住兩片貝殼,利用腕足吸盤的真空作用,將兩片貝殼拉開,然后從口里吐出胃來,迅速分泌消化酶,直到貝殼的閉殼肌及內(nèi)臟部分被消化,貝殼完全張開,再用胃包裹食物送入口內(nèi)。

        海星行動遲緩,經(jīng)常遭受鳥類、大型魚類等天敵的威脅,還好其再生本領(lǐng)大,物種得以生存下來。在海灘上,能偶爾看到一只“受傷”的海星,但仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn),這只海星的新腕足已悄然長出。

        假如將健康的海星“分身”后拋入海中,幾天后,海星的每根腕足都能再生出小腕足和小口,大約一個(gè)月后,舊腕足脫落,數(shù)月乃至一年后,一只肢體健全的五腕足海星就會神奇再現(xiàn)。

        科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)海星受傷后,后備細(xì)胞就被激活了,這些細(xì)胞中包含身體所失部分的全部基因,并和其他組織合作,重新生長出失去的腕或其他部分。而且,被“分身”后的前60天,海星腕足再生速度很快,大約能長出腕足的40%~50%,此后再生速度逐漸變慢。

        圖3 水下的海星 (圖/圖蟲創(chuàng)意)

        吐臟再生——海參

        在浩瀚的海洋里,海參是渺小又柔弱的一員,但它的生命力很強(qiáng)。海參屬于海洋無脊椎動物,據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界有900多種海參,有些生活在萬米海底,不能食用。可食用的海參呈紡錘體,即頭部和尾部較細(xì),中間軀干部較粗。此外,海參的背部遍布疣足。

        海參在遭遇天敵、過度擁擠、水質(zhì)污染、水溫過高等強(qiáng)烈刺激或不良環(huán)境下,身體會收縮并排出內(nèi)臟,這種現(xiàn)象被稱為“排臟現(xiàn)象”。

        不過不用擔(dān)心,排出內(nèi)臟的海參還能再生出新內(nèi)臟。

        海參內(nèi)臟的再生從消化道開始,所需時(shí)間因不同的物種而異,短則7天、長則145天便可完成。整個(gè)再生過程分階段進(jìn)行,傷口愈合是第一階段,然后依序再生腸組織膜、管狀腸管等。這種強(qiáng)大的再生能力使海參即便遇到強(qiáng)敵也能保護(hù)自己。

        動物新個(gè)體的再生就是干細(xì)胞不斷產(chǎn)生和發(fā)育成熟的過程,一些類型的成熟體細(xì)胞可脫分化為干細(xì)胞參與再生。

        在海參內(nèi)臟再生的過程中,有多種細(xì)胞遷移參與形成原基,包括神經(jīng)細(xì)胞、肌細(xì)胞、體腔上皮細(xì)胞、變形細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等。海參的干細(xì)胞位于體腔上皮內(nèi),再生初期參與了原基形成。同時(shí),海參體腔上皮細(xì)胞脫分化形成的干細(xì)胞也參與了原基形成??赡苁怯捎诤Ⅲw內(nèi)“庫存”干細(xì)胞數(shù)量太少,它們只好將大量成熟體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞,以加快內(nèi)臟再生速度。

        圖4 海床上的海參 (圖/圖蟲創(chuàng)意)

        動物生存之道

        自然界中還有許多動物具有再生能力。例如:當(dāng)壁虎受到驚嚇或遭遇天敵時(shí),只要一碰它,它就會立刻斷尾逃生,一段時(shí)間后,新的尾巴會從斷尾處再生出來;將大雁的喙切去,可以再生出完整的新喙;蝦的須子斷了,可以再生出新須子;魚的魚鱗掉了,可以再生出新魚鱗。再生是一些動物的正常生理現(xiàn)象,也是它們的“生存之道”。

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