自然界中的再生大师蝾螈,可随心所欲长出新四肢

大自然的创造充满了智慧,从海洋到陆地,从水生到爬行,生命的演化精彩纷呈。上一集给大家介绍了4亿年前就生活在地球上的海中霸主-鲨鱼,这一集给大家介绍另一个古老而又神奇的动物——蝾螈。
自然界有些物种拥有令人羡慕的再生能力,比如蜥蜴可以断尾再生,螃蟹断足后能重新长出来,这都是为了生存而演化出来的能力。而其中最让人惊叹的动物要数蝾螈了。
蝾螈是一种两栖爬行动物,常生活在温暖淡水和沼泽地区,外形和蜥蜴很像。蝾螈身体丰满,呈圆筒形,有着短小的四肢,身后还拖着一条长而扁的尾巴。其中有一种墨西哥蝾螈,它的头上有六只角,又称为六角恐龙,样子看起来非常可爱,像是水中的小精灵。
科学家发现,墨西哥蝾螈一生都处于幼体阶段,具有非凡的再生能力。它几乎可以再生出身体的任何部位,包括四肢、尾巴、脊髓、皮肤、部分心脏,甚至大脑。很神奇吧,跟我们人类完全不同是不是?
如果有人不幸缺失了肢体,就不能重新长出来了。要理解原因,首先要理解我们长大的过程。就拿你来说,你的最初形态,其实是一粒受精卵,后来,这颗细胞分裂成了2个、4个、8个……此时的细胞拥有巨大潜能,它们可以长成人体的各种组织、器官,这就是细胞分化,此后逐渐形成了皮肤、指甲、手足,以及心、肝、脾、肺、肾……当你出生的那刻,终于看起来是人类“幼崽”了。这个过程是不可逆的。自然界中的大多数生物和人一样,再生能力非常有限。
那么蝾螈究竟拥有什么样的“超能力”,可以再生出任意肢体呢?
科学家经研究发现,如果蝾螈的一条腿断了,留下伤口,首先伤口周围的组织会刺激伤口愈合,不会留下任何疤痕。因为一旦留下疤痕,肢体再生就不可能继续下去了。
此时,伤口周围成熟组织中的细胞会经历一系列的变化,失去此时成熟的结构和功能,逆转到细胞最开始没有分化的状态,重新进行细胞分裂,这个过程叫做细胞的去分化。去分化后,这些细胞就形成了一个胚芽,就像是刚刚开始发育的胎儿组织。
随后,胚芽中的细胞回忆起原来肢体的位置和功能,一点点长大,再生就这样开始了。最后,一个崭新而完整的肢体就重现了出来。
从胚芽中再生出肢体,这其实和胚胎发育的过程非常相似,科学家在体外模拟这种发育环境,发现可以促进干细胞分化和生成新的血管,这为人体缺损组织的再生修复带来了希望。
蝾螈的组织再生不会留下任何疤痕,几乎完美复制了受损前的部位。因此,对它们伤口愈合和组织再生过程的研究,有助于科学家开发一系列新疗法,用于治疗心脏病、肝病等各种疾病。
蝾螈是大自然中罕见的能够再生任意肢体的动物,对它们的研究和模仿,将会给人类再生医学带来惊喜和革命性的进展,让我们拭目以待吧!

参考文献:

1.Gupta S. Animal models: Unlock your inner salamander[J]. Nature,2016,540:S58–S59.

2.Joven A, Elewa A, Simon A. Model systems for regeneration: salamanders[J]. Development,2019,146,dev167700.

3.LIN Si-han, YANG Guang-zheng, JIANG Fei, et al. A magnesium-enriched 3d culture system that mimics the bone development microenvironment for vascularized bone regeneration[J]. Advanced Science,2019,6,1900209.

4.https://ed.ted.com/best_of_web/XHeB9yZb

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