自从新冠肺炎病毒闯入人们的生活,Panda每一天都在为小伙伴们担忧,更为辛苦战斗在疫情前线的医务工作者们捏一把汗。在这期间,Panda正在海上休整着自己,潘大妞儿偶尔也发发呆,非常想念海里那些优秀的海洋生物朋友们,同时也奇思妙想着,如果人类也可以像那些拥有再生能力的生物一样,还怕啥疾病,哪里坏了,切掉重新长一个新的就好了么!
下面就让潘大妞儿来为大家介绍几个拥有特异功能--再生能力的水下生物吧!真是不看不知道,一看吓一跳啊!见过长胳膊长腿长尾巴的,可是见过长心脏长眼睛长整套内脏的么…还有死而复生的…潘大妞儿也是惊掉了下巴!这…真的…太刺激了!
章鱼
△图片来源于Morten Brekkevold
章鱼仔遭遇险情时可以自行断腕求生,我们都听说过蜥蜴可以再生断尾,但再次长出来的尾巴在形态和功能上都不如原始的尾巴,章鱼的再生更高级一些,它们新长出来的腕足可以跟原先的一样完美。
在断腕的那一刻,再生的过程就开始了。首先是自行收缩闭合受伤处的血管,避免流血,6个小时后,血管开始流通,血液逐渐地流过受伤的组织,结实的凝血块将尚未愈合的腕足伤口处盖好。这个过程中乙酰胆碱酯酶(AChE)起了最主要的激活修复的作用,人类的脑神经元中也有这种酶,它在修复中的章鱼体内尤其活跃,第二天伤口就可以全部愈合,开始长出新的腕足,一个半月后即可长到原长的三分之一。
海参
海参是一种生存了超过6亿年的棘皮动物,虽然是几乎毫无攻击能力的低等动物,却可以在经历了几次物种大灭绝后依然生生不息。海参可以这么家族繁荣,第一离不开自己超强的繁殖能力,一只成年海参一次可以产500万枚卵,只要有万分之一的成活率也能保证后代兴旺。再来海参这样的低等动物再生能力反而更强,不像高等生物只能愈合伤口,海参有一个令人惊叹的本领,当它们受到外来攻击或海洋环境变得糟糕时,不得已从菊花排出自己的内脏(失去内脏的海参并不会死掉),先供敌人饱餐一顿,保下小命,30-50天左右可以重新长出一整套内脏。
海参也可以修复其他受伤的部位,包括神经系统。表面的小凸起若被切断,一周内就会长出新的凸起。管足被切断,一月左右便会长出新的管足。即使身体被切断成几个部分,带有泄殖腔的部分可以再生为一新的整体。
海星
海星的再生修复能力应该是我们比较熟知的了,断掉一只腕,能长出新的一只,有的海星必须要有中心盘(身体中心那部分)才能再生出其他腕,而有的海星则能利用仅有的一只腕而生出整个海星。
这强大的再生能力来自于海星分散的神经系统与干细胞。海星身体呈辐射状对称,大部分重要器官都在腕中,神经系统也分布于身体各处,当部分肢体受到损伤,它们不会立刻死掉,体内的干细胞被激活,可以分化成任何再生需要的细胞,帮助重生受损的部分。
海螺
△图片来源于Sharon Channel
△图片来源于reefguide.org
海螺拥有超过其他腹足纲生物的视觉能力,上图女王螺(Queenconch)有一对带柄的眼睛,与其他腹足纲生物相比它们的眼睛算非常大了,直径足有1.5mm,复杂的光学成像原理。
不像前面介绍的断手断脚再生,这种海螺竟然可以在几周内长出新的长长的眼柄,要知道眼睛的构造和精细程度可比手脚要复杂得多,需要由组成视觉器官的高度专业化的细胞以及复杂的神经网络共同协作完成。
△图片来源于Jamie Clark
水母
水母不仅像前面提到的几种海洋生物一样可以愈合再生受损的身体,但当触手被切下时,不仅仅是重新长出触手这么简单,它们有一个完全不同的修复策略:海月水母(Aurelia aurita)的两条触手被切下,它并没有直接长出新的触手,而是重新排布了剩下的六条触手,调节肌肉,来维持自身的平衡,这个过程也被称为“对称化”。
△图片来源于Abrams et al.
水母的一生是从水母幼虫开始,在海洋中不断漂流,寻找一个适合附着的表面停下来,发育成水螅体,进而发展成水母生命的第二阶段:水母体。
水母还可以“死而复生”,灯塔水母(Turritopsis nutricula)的水母体死亡后,它的细胞又会重新聚集,重新开始水母的生命循环,先形成第一阶段水螅体,再发育成新的水母。
△图片来源于William Susanto
龙虾
△图片来源于Wikipedia
这里说的龙虾是指海鳌虾科(Lobster),例如波士顿龙虾,有两只大鳌,它们可以活到100多岁。而非龙虾科(Spiny lobster),例如澳龙,有粗壮的触角和满身的刺,寿命仅在20年左右。
龙虾的长寿秘诀藏在它们的基因里。正常情况下人类的一生中细胞不断分裂复制,而大部分细胞只能复制50次左右就达到极限,开始老化死去。这个极限是由细胞中染色体末端的端粒(Telomeres)决定的,每一次细胞分裂这个端粒都会缩短,直到不能保护染色体,于是细胞死亡,几乎所有动物都符合这个规则。
但在龙虾身上情况就完全不同,它们可以生成足够的端粒酶,端粒酶可以恢复端粒的长度,维持细胞的增殖能力。理论上龙虾似乎是可以无限生长,长生不老的。但实际生存环境的影响,病毒及细菌的侵袭,和人类的捕捞都让它们无法实现永生。
除此之外它们无法无限生长的最大的原因也是体型过大造成的死亡,龙虾有外骨骼,每一次生长都需要经过脱壳的过程,它们长得越大,就要消耗更多能量来更换外壳,很多龙虾最终死于能量耗尽,换壳不全,换壳过程中无法抵御捕食者等等原因。
海洋里拥有再生能力的生物
可不仅仅只有以上这几种哦
下期文章
我们将继续介绍
这些神奇的动物们!
特别鸣谢▽
海洋生物学者Vivi
参考资料▽
- https://blogs.scientificamerican.com/octopus-chronicles/how-octopus-arms-regenerate-with-ease/
- Okada, A., Kondo, M. Regeneration of the digestive tract of an anterior-eviscerating sea cucumber,Eupentacta quinquesemita, and the involvement of mesenchymal–epithelial transition in digestive tube formation.Zoological Lett5,21 (2019). https://doi.org/10.1186/s40851-019-0133-3
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