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这个动物竟然可以永生不死?

发布日期: 2023-05-13 12:05 浏览:24
核心摘要:长生不老是人类一直都在探讨的话题,我们一生太过短暂,在临死之前总有未了的心愿没能完成。过去人类寻仙问药却一无所获,如今我们已经开始了解生物的秘密,明白了衰老其实是细胞整体凋亡的过程。Tips:据《史记·秦

长生不老是人类一直都在探讨的话题,我们一生太过短暂,在临死之前总有未了的心愿没能完成。过去人类寻仙问药却一无所获,如今我们已经开始了解生物的秘密,明白了衰老其实是细胞整体凋亡的过程。



Tips:据《史记·秦始皇本纪》记载:秦始皇二十八年(公元前219年),“齐人徐福等上书,言海中有三神山,名曰蓬莱、方丈、瀛洲,仙人居之。请得斋戒,与童男女求之,于是遣徐福发童男女数千人,入海求仙人。


所以想要长生不老,就需要让细胞可以重新焕发生机,这样才有可能实现返老还童的愿望。不过,到底怎么样才能让细胞回到最初的状态,许多学者到现在还没有找到合适的方法。不过,有一种小型的海洋生物似乎能给我们提供答案,它可以通过逆转细胞的功能达到永生不死,它就是灯塔水母。


我们人类可以从它身上得到什么启示呢?


什么是灯塔水母?


灯塔水母是一种广泛分布在加勒比海、西班牙以及意大利等地的小型水母,大小只有4到5毫米。因为可以从透明的表皮中看到鲜红的消化系统,所以有了灯塔的名字。



Tips:灯塔水母向外凸出的一面称外伞面,凹入的一面称下伞面,下伞面的中央有一下垂的管称垂唇,垂唇的游离端为口,伞的边缘有一圈触手,钩手水母下伞的边缘向内伸出一圈窄的膜状结构,称为缘膜,缘膜是水螅纲水母的特征。


它是妥妥的肉食生物,可以用自己的触手捕获浮游生物和小型的鱼虾。触手中长有可以分泌毒液的刺丝,缠绕住猎物之后会将其麻痹再送入口中。


最初人们只在加勒比海发现过这种小型水母,不过由于它惊人的繁殖速度,灯塔水母现在已经遍布个大洋了。



Tips:十字水母,是刺胞动物门的一纲,身体由水螅型及水母型联合形成,形如倒置的喇叭。


和所有水螅水母一样,灯塔水母也会经历从受精卵到水螅体,再到碟状幼体,之后变成水母的过程。有些水母已经丢掉了水螅体的发育阶段,直接从受精卵发育成幼体,再变成水母,比如十字水母这样的钵水母类。


这种水母比灯塔水母的组织结构更加复杂,往往可以长得很大。但是灯塔水母正因为结构简单,拥有了一个其它生物都不具备的特殊能力,返老还童。


长生不老的神奇能力


灯塔水母是世界上已知的,唯一一个可以从性成熟阶段,回归到幼体阶段的生物。在20度的海水下,灯塔水母用25到30天就可以从幼年的水螅体变成成熟体的水母。



Tips: 水螅体的功能是摄取营养,有触手和口;无触手和口,内有一子茎,能以出芽方式产生许多水母芽,成熟后又由顶端开口逸出,发育成个体很小的水母。


在生长成成熟体之后,他还可以重新回到水系形态,一只水母最多可以变成上百只水螅体,这些水螅体接着又变成成熟体的水母。


而且每一只水母都有一样的基因,所以可以看成是一种特殊的无性繁殖阶段。从理论上来说,灯塔水母这种返老还童的能力可以无限重复,所以从某种程度上来说是“长生不老”。



Tips: 无性生殖可以分为分裂生殖(细菌及原生生物)、出芽生殖(酵母菌、水螅等)、孢子生殖(蕨类等)、营养生殖(草莓匍匐茎等),具有缩短植物生长周期,保留母体优良性状的作用。


其实无限分化的无性生殖方式,在很多低级生物身上都可以见到,比如说灯塔水母的远亲海鞘,它和灯塔水母一样,既可以有性生殖,也可以无性生殖。


不过海鞘的无性生殖不是把自己分裂成好多个幼体,而是通过出芽的方式分裂出一两个幼体,母体依旧继续存在。所以灯塔水母的这种完全逆转的方式,在地球上实属罕见。



Tips:海鞘是一种生活在海洋的简单生物,它们最初的生命形态是游泳的幼虫,类似蝌蚪,尾部有脊索,成年后固著在岩石或其它物体上生活,然后经过变形,成为袋狀的小生物。


灯塔水母的特殊能力引起了科学家的高度关注。一开始的时候,有学者抓捕了十多只灯塔水母进行研究。


他们把水母切成两半放进培养皿观察,结果仅仅过了24个小时,被切开的水母就开始了逆向生长,变成了两只水螅虫。到了72小时之后,两只水螅虫开始生长出触角,变成了两只水母。因此灯塔水母长生不老的现象开始被更多人关注。



Tips:不同的水母有不同的形态,水母身体的主要成分是水,其体内含水量一般可达98%以上,并由内外两胚层所组成,两层间有一个很厚的中胶层,不但透明,而且有漂浮作用。


到了1996年时,意大利学者Piraino及其团队开始了对灯塔水母的大规模研究,这次研究人员抓捕了4000多只处于不同发育阶段的水母。


他们想通过人工干预的方式,观察灯塔水母在不同环境下的应对方式。比如饥饿、海水温度突然改变、盐度降低以及针扎刺激等等。结果发现,这些水母都不约而同的出现了从成熟水母转变为水螅体的现象。


而且最神奇的是,哪怕把一只灯塔水母碾碎,只要还有活着的细胞,他就可以再次变成水螅体存活下来。所以对于灯塔水母来说,只要不是被吃掉,或者病毒感染,灯塔水母就可以“长生不老”。



Tips:在自然界中,壁虎也是有自我修复能力的。壁虎在受到惊吓或者当你去捕捉它的时候,只要一碰到它,它的尾巴就会立即折断,壁虎也就乘机逃跑了。


不过对于这些实验,有学者认为判断过于武断。灯塔水母的逆转能力应该是有极限的,想要证明它真的长生不老,需要对一只水母做成千上万次实验,才能得出结论。


尽管如此,灯塔水母超强的再生能力依旧有极高的科研价值,对它为什么可以返老还童,科学家也做出了合理的假设。


灯塔水母为什么可以返老还童?


学者认为,灯塔水母的特殊能力,是因为它拥有“再生”基因。世界上所有多细胞生物,都是从一个胚胎干细胞分裂之后变成生命的。



Tips:干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞。 在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。 正是有这技能,干细胞理论上可以用来再生、替代或者修复人体的一些病变的细胞和组织。


最开始的干细胞功能强大,生物所有的细胞都是由它分裂而成的。在这个过程中,细胞会出现不同的变化,成为带有不同功能的细胞,比如说负责传递电信号的神经元,以及有收缩功能的肌肉细胞等等。


当这些细胞分化完成之后,它们再次分裂也只能产生出相同种类的细胞,只有干细胞可以随心所欲地分化成任何体细胞。



Tips:体细胞是一个相对于生殖细胞的概念。它是一类细胞,其遗传信息不会像生殖细胞那样遗传给下一代。


灯塔水母之所以可以再次变成水螅幼体,就是因为它的体细胞可以再次变回干细胞,接着再次经历生长发育的阶段。之所以演化出这种特殊的繁殖方式,应该是为了自保。


在生物漫长的演化中,所有高级动物一般都选择有性生殖繁育后代,因为有性生殖带来的好处太大了。


我们所处的环境总是在不断变化,所以想要在地球上永远存续下去,就一定要跟上环境的变化。而有性生殖是目前最好的办法。它可以让种群里的生物相互交换染色体,让更加有利于生存的基因更快地在种群中扩散,而且精卵结合带来的融合突变,也让这个种群的基因更加多样。



Tips:基因是产生一条多肽链或功能RNA所需的全部核苷酸序列。基因支持着生命的基本构造和性能。储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等过程的全部信息。


只有这样,这个种群在面对自然选择的过程中,才有更大的容错几率,不管遭遇什么样的环境变化,总会有少数成为辛存者继续把族群发展壮大。所以现在地球上的物种,都在向着有性繁殖演化。


灯塔水母也是如此,它可以通过有性繁殖生育后代,不过几率实在太小。它们会把精细胞直接产在海里,其他灯塔水母将其捕获之后,才会进行有性繁殖。


对于灯塔水母来说,如果有性生殖是为了换取未来更大的可能性的话,那么无性生殖就是为了避免种群消亡而做的保命手段。



Tips:世界地球日即每年的4月22日,是一个专为世界环境保护而设立的节日,旨在提高民众对于现有环境问题的意识,并动员民众参与到环保运动中,通过绿色低碳生活,改善地球的整体环境。


让科学家感到不安的是,现在各大洋中的灯塔水母大多都有相同的基因,也就是说,现在地球环境,让灯塔水母更多地开始自保,而不是演化了。这个问题我们先按下不表,等到以后说环境变化的时候再说吧。这次我们关心的是灯塔水母超强的再生能力,这对我们来说又意味着什么呢?


人体可以像灯塔水母一样再生吗?


其实人体中也有再生基因,只是因为我们的身体过于复杂,所以没有办法再生出一整套组织器官来。比如说断掉一只胳膊,我们就没有办法再生,但是其他的单个组织还是拥有强大的再生能力。



Tips:肝脏,人体脏器名,五脏之一。是脊椎动物身体内以代谢功能为主的一个器官,并在身体里面充分扮演着去氧化,储存肝糖,分泌性蛋白质的合成等等。肝脏也制造消化系统中之胆汁。


其中最厉害的是人的肝脏,它是人体内再生能力最强大的器官。当遇到损伤或者手术切除一部分之后,只需要3到6个月,肝脏就可以长回原本的大小。


研究显示,只要保留下来的部分超过30%,肝脏就可以通过自己超强的再生功能恢复到正常水平。不过肝脏的再生功能是通过肝细胞自己分裂完成的,和灯塔水母退回干细胞的状态完全不同。


人类无法再退回胚胎干细胞的能力,它只存在于我们的胚胎发育阶段。不过一个成年人体内,依旧有不同种类的成体干细胞。它的分化能力比胚胎干细胞要弱,只可以完成某个组织细胞的分化。



Tips:造血干细胞(Hematopoietic stem cells, HSCs) 是血液系统中的成体干细胞,是一个异质性的群体,具有长期自我更新的能力和分化成各类成熟血细胞的潜能。


比如说骨髓中的造血干细胞,它可以分化成运输氧气的红细胞,还有可以吞噬外来细菌的白细胞以及帮助伤口结痂的血小板。


除此之外,还有可以修复肌肉组织的肌肉微星细胞,修复神经的神经干细胞等等。这些干细胞已经有了分化的倾向,不可能再变成一个完整的人体。不过现在科学家已经开始尝试,让这些成体干细胞,退回最原始的胚胎干细胞状态。目前最有前景的研究,就是人工异种嵌合体技术。



Tips:人体肌肉约639块。约由60亿条肌纤维组成,其中最长的肌纤维达60厘米,最短的仅有1毫米左右。


这是一种把不同物种的干细胞,注入到其他物种胚胎中发育成混合生物的技术。比如说斯坦福大学的干细胞生物学家Hiro Nakauchi教授,将人的干细胞注入了羊的胚胎里,最终发育成了一个拥有1%人类细胞的羊胚胎,虽然这项研究已经因为人伦道德的原因,停止了实验,但这对学者来说依旧是最大的鼓励。


因为我们以后可能真的能从其他动物身上,培养出人的器官,然后再把它移植回人体,这样就可以避免器官移植中出现的排异反应,极大的延长人类的寿命。



Tips:2017年,Nakauchi发表文章Interspecies organogenesis generates autologous functional islets,再次获得大鼠-小鼠嵌合体,只不过这次是大鼠贴内携带着小鼠细胞来源的大鼠胰腺。而且还将异种嵌合得到的小鼠胰岛用于移植,并成功治愈糖尿病小鼠。


除此之外,日本在2010年的时候就完成了大鼠和小鼠的异种嵌合体实验。他们成功地让小鼠体内长出了大鼠的胰腺,这也是现在走在前列的研究之一。


我国也在积极研究,并在19年时完成了猪猴嵌合体实验,让一只两只猪仔体内,有了食蟹猕猴的细胞,不过可惜的是这两只猪仔在出生一周后因为不明原因死亡了。研究认为可能是试管授精的过程中出了差错,而不是嵌合体的问题,因为当初和嵌合体一起产下来的还有八只正常猪仔,最后都全部死亡。


现在,这种技术被伦理道德束缚,难以前进。比如说人类与其他生物的嵌合体,只能在胚胎发育阶段培养一个月,之后都要完全销毁。希望人类社会以后能更加开明,让学者在研究永生的道路上可以越走越远。


结语


就像我们上面提到的,灯塔水母退回干细胞状态的特性,已经受到全世界生物学家的注意。人类虽然没有办法再次从体细胞转变成胚胎干细胞,但通过上面说的嵌合体方式,或许就可以让其他动物长出我们自己的器官用来移植。



Tips:大脑主要包括左、右大脑半球,是中枢神经中最大和最复杂的结构,也是最高部位,是调节机体功能的器官,也是意识、精神、语言、学习、记忆和智能等高级神经活动的物质基础。


不过这对人类实现永生的希望来说只是一小步,因为器官移植也只能延长生命,只有完全复制大脑和记忆,人类才能真正实现永生。可惜的是,目前还没有发现什么生物,可以把记忆遗传给自己的后代,所以这条路人类只能自己摸着石头过河。


希望在我们的有生之年,人类可以找到永生的方法吧。欢迎大家给我们留言和点赞哦~我们下期见


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