你或許聽說過壁虎的尾巴斷了還能長出來的故事,可你知道嗎?螃蟹也有着和壁虎類似的能力!
4月12日,上海的一位主人稱在一年前,他在鲨魚缸中發現了這隻8隻腳全斷了的螃蟹,然而令人驚奇的是,這隻螃蟹仍在堅強地活着,所以主人就将它從鲨魚缸中解救了出來,單獨飼養。
在這一年之中,這隻螃蟹憑借着自己的求生欲活了下來,每天大吃大喝,并且還長出了新的肢體,經過了兩輪的蛻殼之後,這隻“蟹堅強”的外觀已經和普通的螃蟹差不多了。
其實看到這,我們不禁感歎大自然的神奇之處,同時也在想,如果我們人類也能有着這樣的能力該有多幸福啊,再也不必為了截肢而後怕,可為什麼隻有壁虎、蝾螈這種動物能夠斷肢重生,而人類就不行呢?
為什麼能夠斷肢重生?
我們今天就以蝾螈為例,當蝾螈的四肢或者是尾巴斷了之後,它會在短短的幾周之内重新長出那條肢體,并且連帶着腳趾一同長出。科學家們在進行觀察之後發現,當蝾螈失去肢體時,傷口會像我們人類一樣迅速凝結,在傷口被凝結封閉不久之後,蝾螈會在表面下形成一團細胞,稱為“胚泡”,這種胚泡往往來自附近,但是它們并不是正常的皮膚細胞或血細胞。
形成胚泡的細胞是幹細胞。幹細胞就是尚未分化成最終細胞類型的細胞,它可以跟随個體的需要進行生長和分化,也就是我們現在所能看到的成型的四肢、器官等都是由幹細胞發育而來的。傷口部位的幹細胞球增殖并生長,幹細胞轉化為骨骼、肌肉和皮膚,這樣失去肢體的微型版本就基本形成了,它會生長直到适合動物的其餘部分。
而且神奇的是蝾螈會根據幾個因素來确定要再生多少個肢體:結締組織細胞、黃酸或維生素A的水平。但是科學家們并不能确定幹細胞來自哪裡?究竟是什麼讓幹細胞進行分化,它們以前是否分化過?
人類為什麼不能再生?是因為沒有幹細胞嗎?
事實上,人類也有一定的重生功能,比如說手被刀割了一個小口,用不了兩天,傷口就會自動愈合;再比如将人類的肝髒切除一小塊之後,它也會重新長出來,但是如果放在四肢上我們的身體就辦不到了。
對于這個問題,科學界中并沒有一個确定的答案,隻有幾種理論:一種理論認為人體中存在着疤痕組織,這種組織和傷口周圍的組織并不相同,所以我們能夠看到人類的疤痕,疤痕組織雖然能夠快速愈合傷口,但是卻沒有再生的功能,通俗點說,它就像是膠水一樣封住了傷口,僅此而已。
另一種理論認為,我們人體觸發再生的細胞機制丢失了,生物之所以能夠再生,是因為原癌基因和抑癌基因相互作用的結果,原癌基因能夠促進細胞的增殖和分化,抑癌基因會抑制細胞的生長,蝾螈的細胞分化程度很低,所以不容易受到外界的影響。
但是人類的細胞分化程度很高,細胞内部就會變得極其不穩定,也就越容易發生突變,這個時候抑癌基因就會出來工作,這些重生細胞的生長看起來就像是癌症,所以我們身體本能地防止其生長,而不是冒着發展成癌症的風險。
還有一種理論認為我們并沒有足夠的幹細胞,其實人類也可以進行一些再生,但是大部分都發生在我們出生之前,在子宮内最初幾周形成的肢芽能夠在沒有疤痕組織的情況下完全再生,臨街的時間點為8-9周。
人類的胚胎幹細胞在胚胎階段就已經确定好了自己的發展,當成年之後,胚胎幹細胞絕大多數就已經分化成心肌細胞等其它細胞,隻會留下一些儲存在骨髓和性腺之中,所以沒有了幹細胞的幫助,人類不可能再分化出完整的肢體。
美國科學家通過青蛙實驗為人類帶來了希望
在今年1月份的時候,美國科學家發表在《科學進展》雜志中的一項研究中,美國科學家邁克爾·萊文和他的同事宣布它們能夠觸發成年青蛙腿的再生,或許在外觀上并不完美,但是它們的腿非常好,這種一種被稱為雞尾酒的療法。
科學家将五種藥物的混合物給青蛙穿戴上,促進了肢體的再生,這些藥物主要是發揮它們刺激不同作用的成分,包括抑制疤痕組織的生成,促進神經纖維、血管和肌肉的生長,并抑制炎症。
這種短暫的治療激活了18個月的再生期,能夠讓青蛙腿正常工作,新的四肢包括骨骼、神經和肌肉,青蛙能夠用其站立和遊泳,但是并沒有長出腳趾,不過此次實驗的成功或許能夠為人類帶來一些啟發和幫助。
截至目前為止,我們并沒有找到任何一種方法能讓人類像螃蟹那樣再生,也沒有能力去激活這些能夠讓我們長出器官和四肢的基因。但我們已經能夠從再生的動物身上學習,從而制造出更好的藥物和療法。
比如,過去幾年我們在幹細胞療法和3D打印器官等方面取得了巨大的進步,這些新的和即将到來的醫療技術使用了部分的再生過程,并且已經在挽救人類生命的路上了,也許有一天我們會找到可以指導我們身體再生的療法,但整個過程并不會很簡單,也不會很快。
美國亞利桑那州立大學的約翰·佩珀也提出了一個理論來解釋人體為何不會再生:他以上皮組織細胞為例,為了長出新的細胞,上皮組織保留了一組無明顯特征的幹細胞,能夠發育成不同類型的細胞,當我們身體進行新老更替的時候,幹細胞就會分裂形成短暫的增值細胞,知道最後生成了新的上皮細胞。但是這些分裂都要消耗大量的能量,同時也沒有機會增加突變,由于這樣的原因,進化不會再某個個體單獨進行。
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