在这个世界上,有很多物种的寿命非常长,从可以活150年的陆龟,到可以活400年的小头睡鲨 Somniosus microcephalus,甚至有些类型的树木可以活几千年。这个星球上可能有数百万种不同的物种,但如果认为有些生物有可能永远不会死亡是荒谬的,这听起来像科幻小说。但是,如果说我从科学中学到了一件事,那就是在科学中,没有什么是不可能的。

科学家发现了一类水母,这类水母在技术上具有“永生”的能力。这类永生不朽的水母就是灯塔水母(属于水螅纲/花裸螅目/海洋水母科/灯塔水母属 Turritopsis)。它们又被称为“不朽水母”,这是有充分理由的:它们是世界上已知的唯一一类能够“永生”的生物。这一特征立即给它们带来了神秘和魅力的光环,让人类想象中关于童话和传说的那一部分雀跃起来。

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灯塔水母 Turritopsis nutricula / www.taringa.net

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灯塔水母 Turritopsis nutricula / Totti,CC BY-SA 4.0,No modification

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灯塔水母 Turritopsis dohrnii / Bachware,CC BY-SA 4.0,No modification

它们受伤或受到威胁时,有惊人的能力恢复到性成熟前的状态。以 Turritopsis nutricula 为例,这种动物的水母体阶段体形非常小,呈钟形,伞高3~8毫米,直径4~7毫米。在钟形的“果冻”里可以看到明显的“十”字形的鲜红色的胃。虽然幼体的伞边缘只有8根触手,但成体的触手可超过90根。触手是它们捕捉猎物的有用工具。它们的食物主要有鱼卵、小型甲壳类和小型软体动物。据说 Turritopsis nutricula 原产于加勒比海,往往生活在较温暖的水域。它们很可能通过船舶的压舱水传播到世界的更多海域。

灯塔水母之所以能够“永远”存活,是因为它们拥有令人难以置信的能力来控制自己的细胞,让身体“逆生长”。受精卵大约经过两天孵化成幼体,之后它们进入水螅体阶段;大约两周后,进入水母体阶段。进入水母体阶段的灯塔水母已经成熟,并有能力恢复到水螅体阶段。人们发现,水温越高,灯塔水母从水螅体阶段发育到水母体阶段的速度就越快。如果灯塔水母在幼体或水螅体阶段受伤或死亡,那么可能就真的死掉了,因为在这些阶段,它们没有能力“逆生长”。

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灯塔水母的生活史 / 图源见图中标注

灯塔水母是通过一种叫作转分化(transdifferentiation)的过程来实现这种“逆生长”的。转分化被定义为“在环境因素的影响下,细胞改变固有的分化方向而分化为其他功能细胞的过程”。这一过程在自然界中并不罕见,也存在于其他物种中,如一些蜥蜴和海星通过转分化来实现身体部位(尾巴、四肢、腕足等)的再生。

灯塔水母如果面临食物短缺、受伤等状况,会试图通过“返老还童”来获得生命的“第二次机会”。它们首先将自己“锁”在一个表面上,然后整个身体进行转分化,一种类型的细胞能够变成另一种类型的细胞,从而回到幼体阶段。

从理论上说,转分化并没有次数限制。这意味着灯塔水母只要不断重复这一过程,便能不断更新自己,从而获取无限的寿命。在细胞水平上,这意味着灯塔水母将有效地“回收”其现有的细胞。就物理过程而言,它们缩回触手并收缩身体,然后掉到海底。从那里开始,水母“返老还童”至幼虫阶段,形成新的水螅体,直到再次成年——形成水母体。虽然这些微小的生物看起来不大,但它们独特的生存技能使它们能够应对各种环境威胁,包括受伤和饥饿。当然,被捕食者吃掉的情况就另当别论了。

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灯塔水母的水螅体和新生水母体 / William K. Brooks绘

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灯塔水母Turritopsis nutricula 成体 / Alvaro E. Migotto,CC BY-SA 3.0,No modification

那么,灯塔水母的这种能力对科学意味着什么?虽然没有多少科学家致力于研究灯塔水母的秘密或它们可能对人类产生的影响,但研究人员发现,灯塔水母的“不朽”能力与癌症之间可能存在联系。使灯塔水母能够将一种细胞转化为另一种细胞并进行转分化过程的是微RNA(microRNA,miRNA)。miRNA是发挥基因表达调控作用的RNA分子。它的作用有点像一个电灯开关:当它关闭时,不发挥作用;而当它打开时,细胞就有可能转化成神经细胞、肌肉细胞或皮肤细胞。这与癌症密切相关,因为已经发现癌症细胞的miRNA发生了改变。

如果能弄清楚如何控制这些miRNA,那么就有可能将癌细胞转化为肌肉细胞、神经细胞、皮肤细胞等等。该领域目前仍处于起步阶段,需要更多的研究来充分了解灯塔水母中的miRNA,以及如何让它们成为多种癌症治疗的关键。

由此看来,灯塔水母不仅是一类能力非凡的水母,而且有望帮助人类治愈癌症。这些微小的水母几乎可以“返老还童”“永生不朽”,是需要科学界深入认识的神奇生物。

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灯塔水母 Turritopsis rubra / Tony Wills,CC BY-SA 4.0,No modification

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