剩1/279都能再生的魔幻動物：切斷再生一時爽

　　來源：SME科技故事

　　相信每一位生物老師都給學生講過蚯蚓的再生能力。

　　而每一個相信蚯蚓再生能力強大的人，也基本上都聽過這麼一則冷笑話。

　　蚓一家這天很無聊，小蚯蚓就把自己切成兩段打羽毛球去了，蚯蚓媽媽覺得這方法不錯，就把自己切成四段打麻將去了，蚯蚓爸爸想了想，就把自己切成了肉沫。

　　蚯蚓媽媽哭著說：「你怎麼這麼傻？切這麼碎會死的！」

　　蚯蚓爸爸弱弱地說：「……突然想踢足球。」

　　別看這是則冷笑話，這裡面說的都是有事實依據的。

　　因為蚯蚓的再生能力，真的沒有想像中強，禁不起折騰。

首先，並非所有蚯蚓都具有強大的再生能力。

　　蚯蚓屬於環節動物門，由皮膚及肌肉構成一環一環的體壁，每一環為一個體節。

　　世界上大概有2500餘種蚯蚓，而不同種類的蚯蚓，其再生能力差異是非常大的。

　　例如我們平日最常見的陸正蚓（Lumbricus terrestris），就是一個分身乏術的戰五渣。

　　它們的再生能力極差，可能切成兩半來打羽毛球的成功率都不高，就別想踢足球了。

陸正蚓

　　可謂同蚓不同命，例如赤子愛勝蚓（Eisenia fetida）從頭到尾就都有很強的再生能力。

　　所以，赤子愛勝蚓也是實驗室的常客，經常被科學家切來切去做實驗。

　　不過，想要將赤子愛勝蚓切成20幾段，順便組一次足球賽還是夠嗆。

　　因為除了蚯蚓種類不同外，切割手法、生存環境、剪切位置以及體節長度等，都會影響到蚯蚓的再生能力。

赤子愛勝蚓

　　赤子愛勝蚓大約有有95~155個體節。

　　曾經就有人將赤子愛勝蚯蚓切成18個體段，分別為有頭無尾、無頭無尾、無頭有尾這三個類型。

　　結果發現，對於不同位置切割的蚯蚓來說，存活率差別就不小。

　　其中，有頭無尾的體段再生能力是最強的，其次是無頭無尾體段，最後才是無頭有尾體段。

　　除此之外，剪切後蚯蚓的體節數越多，蚯蚓階段的存活率也越高，呈正相關關係。

　　所以說，上面這則笑話最大的漏洞其實是蚯蚓媽媽和蚯蚓爸爸的身份，畢竟蚯蚓都是雌雄同體的。

蚯蚓前段有一個生殖環帶（clitelum），儘管雌雄同體但還需異體受精

　　說到「再生」（Regeneration）這個話題，其實和「永生」一樣都非常令人著迷。

　　可能永生這個話題還離我們太遠，但器官再生就顯得沒有那麼空中樓閣了。

　　往更好的方向設想，像換汽車零件一樣縫縫補補，或許還能實現另一種意義的「永生」。

　　此外，那些具有再生能力的生物，也一直在給我們帶來希望。

　　例如蠑螈、蜥蜴、水蛭、海星以及渦蟲等生物，就都有著不同程度的再生能力。

動物機體再生的策略並非一成不變，可以分為三種類型。

　　第一種是原本不會發生分裂的細胞，在器官組織受損後重新開始分裂和增值來修復損傷。

　　例如火蜥蜴（Salamandra salamandra，也叫火蠑螈）的心臟受損後，其機體的細胞就會不斷分裂，並能成功修復損傷的器官。

事實上，人類在某種程度上也具有這種修復能力。

　　在人體的所有器官中，肝臟的再生能力就是最為強大的。

　　人類的肝臟被切去一部分或受損後，肝細胞會迅速增殖以補充丟失、受損的肝組織。

　　在短時間內，受損的肝臟可恢復到原有體積。

　　所以，對肝移植捐獻者來說，不出半年捐出去的那部分肝就能長回來了。

盜火者普羅米修斯遭受詛咒——被禿鷲每日叼食肝臟，而到晚上他的肝又恢復原樣，第二日再被周而復始地叼食

　　當然，人類肝臟的這種修復能力也是有限的。

　　如果切除的部分越大，恢復的能力也就會越差。

　　有研究認為，人類可以耐受損失70%的肝臟。

　　除此之外，從成人向兒童和從兒童向成人的肝移植手術還能看出，肝臟還有將自己大小調整到適應機體代謝需求的驚人能力。

但生物的每一個部位的細胞類型都是不同的，只靠細胞增殖可無法完成再生。

　　而第二種器官再生，則屬於機體內的某類特殊的細胞，在特定的條件下會停止原來的分化過程，並進入一種更加靈活的分化模式。

　　它們可以變成受損傷組織的細胞，來修復當下損傷的器官。

壁虎斷尾

　　這也涉及到去分化與轉分化兩個概念，主要發生在動物的肢體再生中。

　　我們熟悉的蜥蜴斷尾再生、蠑螈的斷肢再生以及斑馬魚的斷鰭再生等，都擁有類似的再生模式。

　　例如，蠑螈的斷肢殘端的多核肌纖維細胞的細胞核會增大，然後變成為單核的成肌細胞。

　　這些成肌細胞可以重新進入細胞周期，具有活躍的分化潛能。

第三種再生策略，也是最讓人類心馳神往的，其關鍵在於擁有分化能力的幹細胞。

　　當器官與組織受到損傷時，這些幹細胞就會湧入這些位置，並迅速完成自我修復再生的過程。

　　幹細胞是一類具有自我複製能力的多潛能細胞，被稱為「萬用細胞」。

　　而根據幹細胞發育潛能也可分為三種類型：全能幹細胞、多能幹細胞和單能幹細胞。

其中，全能幹細胞具有形成完整個體的分化潛能，如受精卵。

　　多能幹細胞則具有分化出多種細胞組織的潛能，如胚胎幹細胞。

　　而單能幹細胞則分化潛能最弱，只能向一種或兩種密切相關的細胞類型分化。

儘管，人類誕生的最初也存在著各種幹細胞。

　　但在胚胎的發育，隨著分化的越來越複雜，細胞的全能型也在一步步地丟失走向功能化。

　　而按照發育階段分類，幹細胞也可以分為胚胎幹細胞和成體幹細胞。

　　人類成體，基本已徹底失去了「殘體再生」的這項能力。

類似的，隨著物種的進化，越高級的生物再生能力也在一點點地丟失。

　　相對來說，越原始的生物，其再生能力也就越強。

　　例如渦蟲（planarian），就是目前所知的再生能力最強的生物。

渦蟲，一種可愛的水平

　　它們具有幾乎無限的再生能力。

　　無論是橫切、縱切還是斜切，又或是切掉肌肉、皮膚、腸道生殖系統乃至「大腦」。。。

　　渦蟲的這些若干體段，在一周左右的時間內就能重新長成若干條渦蟲。

　　別說是切出一場足球賽了，就是賽場場的觀眾都能靠切自己來湊齊。

事實上，科學家研究再生問題的最初，也是從渦蟲正式開始的。

　　人類科學家從18世紀起，就已經注意到渦蟲的不同凡響了。

　　不過，直到一個世紀後關於渦蟲再生的系統研究才開始。

　　當初，靠研究果蠅聞名的遺傳學家摩根（Thomas Hunt Morgan）就還對渦蟲情有獨鍾。

儘管後來摩根斷定「再生」是個極難解決的問題，便放棄了渦蟲投入果蠅的懷抱。

　　但摩根也不算辜負渦蟲，他也完成了大量渦蟲再生的實驗。

　　當時，摩根就找到了渦蟲再生所需的最小組織塊。

　　一條渦蟲，本身體積就很小。

　　當他將渦蟲切割到原本蟲體1/279的時候，這1/279的組織塊竟然還能再生出一條新的渦蟲來。

1907年摩根進行的渦蟲再生實驗

　　現在我們知道，渦蟲之所以如此強悍，是源於它們體內一種稱為「Neoblasts」的成體多能幹細胞群。

　　而Neoblasts也是成體渦蟲體內唯一具有增殖和分化潛能的幹細胞。

　　這種細胞在渦蟲體內可以發生遷移、增殖和分化，對蟲體組織器官損傷的修復或替代具有重要作用。

　　它瀰漫性地分布在渦蟲的整個身體中，占渦蟲細胞數量的25%~30%。

　　理論上，只要存在一個這樣的細胞，渦蟲就能像死侍一樣無限重生。

科學家在實驗室創造出的雙頭渦蟲

　　渦蟲本身就是一類非常獨特的生物。

　　儘管結構簡單，但渦蟲與人類細胞、組織和器官是同源的。

　　到現在，渦蟲仍是研究再生問題最重要的模式生物之一。

　　而它本身還可以通過橫分裂的方式進行無性繁殖。

　　所以說，在生存環境不錯的情況下，喜歡切渦蟲做實驗的科學家反而是在幫助它們開枝散葉。

研究渦蟲再生問題的終極目標，正是實現人類的器官再生。

　　科學家一直的夢想都是將受損或因疾病而引起功能性障礙的器官再生出來。

　　而不是像現在這樣依賴移植，還需要面對排異以及器官供體的問題。

　　當然，人類的器官可再生還遙遙無期，但這並不妨礙我們設想未來。

　　說不定這扇重生大門正藏在某種生物身上，等待著我們打開。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！