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六邊形恐龍,長著白嫩的小胳膊小腿,平頭黑眼直嘴,頭上扎著6根紅色小辮子,看上去像人參娃娃一樣可愛。
生活在水中的六角恐龍既不是魚也不是恐龍。 它的學名是墨西哥鈍口螈(Ambystoma mexicanum),是蠑螈科的寶貝。 兩棲動物分為三個主要科。 其中一科是無腿蚓螈,它們看起來像大蚯蚓。 一家人是青蛙族,有腿無尾,青蛙和蟾蜍。 另一個科是蠑螈,它有腿和尾巴,看起來像蜥蜴。 不同之處在于蜥蜴有鱗片,而蠑螈像青蛙一樣,有光滑的皮膚,上面涂有粘液。 中國大鯢,大鯢,為大鯢科動物。
兩棲動物從水生到陸生的轉變經歷了一個變態過程。 幼兒在水中用鰓呼吸,成年人上岸后,完成身體改造,用肺和皮膚呼吸。 在變態過程中,我們最熟悉的是蝌蚪變成青蛙的過程。 蠑螈和青蛙一樣。 當卵孵化時,它們有一個大頭和一條像蝌蚪一樣的尾巴。 蠑螈幼體與蝌蚪的區別在于,它的頭部兩側各有3條小辮子,這就是它的外鰓。 水族呼吸器。 幼蟲慢慢長大,長出4條腿,失去外鰓和尾鰭,改變皮膚顏色,然后上岸尋找生命。 除了一些蠑螈如六足動物外,其他成年蠑螈生活在陸地上,繁殖時在水中產卵。 當孩子從水到土的時候,它會重復父母的蛻變過程,生命的循環不斷進行。
六角恐龍,火蜥蜴家族中最任性、最強大的寶寶,一生都在水里度過,直到變得異常才上岸。 除了能夠永遠保持童顏之外,六角恐龍還擁有無與倫比的再生能力。 失去手臂、腿、尾巴等根本不是問題,幾個月后它們就可以重新長出來。 即使受損的脊柱、心臟和大腦也能變得健康。 它的再生能力可以碾碎所有脊椎動物,甚至給人類帶來斷肢再生的希望。
少年與成熟
六角的童年與其他火蜥蜴沒有什么不同。 從卵孵化成大頭幼蟲后,六邊形逐漸長出四肢并改變膚色。 當其他蠑螈褪去外鰓爬上陸地時,六角形仍然保留著外鰓和尾鰭,頑固地留在水中不出來。 六足動物這個名字來源于它一生中保留的六個外部鰓。
頭部兩側的外鰓就像蓬松的辮子,上面布滿了羽毛狀的細絲,這就是鰓絲。 細小的鰓絲增加了鰓的表面積,增強了氣體交換能力。 每根鰓絲都包含一個毛細血管網絡。 血管中的血流方向與水流方向相反。 水流過鰓絲,水中溶解的氧氣進入血管,體內的二氧化碳從鰓絲排出。
留在水中的六角體的身體結構停止了變形過程,但仍在生長。 身體越來越大,內臟也依次成熟。 性成熟的麗蛟在水中尋找配偶、產卵生幼,全家人都生活在水中。
生了寶寶的六邊形奶爸,除了身材放大了很多,看上去和寶寶一樣乖巧可愛。 Roxagon 嬰兒時期的終生生命在生物學中被稱為幼態持續期。
圖片右側白嫩的六角形是人工孵化的品種。 狂野的六邊形通常是棕色的,和圖片左邊的一樣可愛。 【頭條-法國是培根-其他平臺未經授權請勿轉載】
肢體再生
六角看上去很幼稚,但性格卻非常暴力兇猛,抓到誰就咬誰。 看到外國的魚蝦,自然要咬一口。 即使同一部落的兄弟姐妹在一起,如果意見不合,也會采取行動。 如果這樣做,他們將會受到嚴重傷害,例如頭部受傷、流血,甚至失去四肢。 不過,對于六角來說,缺胳膊少腿根本不重要。 缺少的東西都會在那里生長,當它們完全長大后,它們會繼續戰斗。
生活就是一場斗爭。 在饑腸轆轆的兄弟姐妹眼里,六角的小胳膊小腿就是晚餐,嚼下來剛好夠填飽肚子。 對于六角來說,重生并不是超越眾生的神力,而是生存的能力。 如果沒有強大的再生能力,那些缺失的肢體、殘肢早就消失在歷史的塵埃里了。
鹿角的手臂骨折了,流血不多。 表皮細胞及時密封了傷口,然后生長出一種叫做“細菌”的團塊。 兩個月后,胚芽長成了一條完整的手臂、手腕和手掌,并分支出四個纖細的手指。 新的手臂和原來的一模一樣,從傷口上看不到一絲疤痕。
胚芽是大量未分化的細胞組織,類似于干細胞。 胚芽中未分化的細胞受到刺激,分化成長為表皮、骨骼、肌肉和神經組織細胞,最后形成完整的手臂。 更神奇的是,新手臂脫落后,還能長出新手臂。 您總共可以將舊物品換成新物品最多 5 次。
六邊形越小,再生能力越強。 孵化后28天內,六邊形可以再生晶狀體,但在此早期之后,晶狀體就無法再生。 家族中其他火蜥蜴的再生能力都不及海克斯康。 與它能否保持幼年狀態并達到成熟有關嗎? 如果六角像其他火蜥蜴一樣變形并上岸,它會失去再生能力嗎? 為了研究這個問題,生物學家人工誘導六足動物變形為成蟲。
成人體六角形
上圖是成年六足動物的照片。 成年六邊形去掉了六個外鰓,看起來像一條有四足的肉質蠕蟲。 遠沒有年輕時那么美麗可愛了。
在海克斯康生活的水中加入碘,或者直接向海克斯康注射甲狀腺激素,都可以誘導海克斯康完成他的變態。 美國東北大學的一個團隊人工誘導了一批六邊形變態為成體,并比較了同齡(孵化后9個月)的幼年和成年六邊形的肢體再生過程。
上圖是幼蟲和成蟲的再生對比。 研究小組在肘部截肢了10只幼蟲和28只成年六角動物的前臂,并記錄了它們四肢的再生情況。 同齡幼蟲的再生速度比成蟲快。 幼蟲在第22天開始長出手指,成蟲在第32天開始生長。 到了 66 天,幼蟲已經長出了完整的新前臂,而成蟲只完成了 60% 的再生。
成蟲的六角形再生能力比幼蟲低2倍,再生速度也比幼蟲慢。 此外,還可能出現手腕和手指畸形。 圖中幼蟲有4個細長的手指和一個健康的手掌,而成蟲有3個不完全分枝的手指和一個畸形的手掌。
除了再生能力比幼體弱很多之外,成體的壽命也比幼體短很多。 六甲越老,他就越退步。 最好還是像嬰兒一樣永遠呆在水里。 不僅可以擁有青春,享受更長的壽命,還可以保持再生力。 問題是六角再生的神力從何而來?
解密再生的力量
再生能力,即生物世界自我修復的能力,存在于每個人身上。 在手背上劃個口子,保持清潔,幾天后就會痊愈。 骨頭被折斷,澆鑄到位,幾周后又重新接上。 手術切除了大部分胃并允許新組織生長。
動物界中再生能力最強的無脊椎動物是無脊椎動物。 帶狀蠕蟲在失去頭部后可以長出新的頭部。 海星,切成兩半,會長出2個海星。 在脊椎動物世界中,六角恐龍的再生能力最強。 除了四肢之外,它還可以再生部分脊柱、大腦、心臟,甚至眼睛的視網膜和晶狀體。
其他動物也可以再生四肢和簡單的組織器官,但為什么Hexagon甚至可以再生復雜的器官呢? 早在 150 年前就開始研究它的能力。 1863年,34個野生六邊形從墨西哥被帶到巴黎。 之后,Hexagon在實驗室中被人工培育了無數代,后代被從歐洲運到美國,運往世界各地的實驗室。 現在在水族館和寵物店里看到的六邊形都是當年34只野生六邊形的后代。 棕色的野生六邊形變成白色和金色。 唯一保持不變的是斷肢的再生能力。 經過150年的實驗室研究,其再生的秘密僅得到部分解開。
Hexagon 如此難以解決的主要原因之一是它的基因組太大。 這個只有30厘米長的六邊形,擁有320億個堿基對的基因組,比人類基因組大10倍。 維也納分子病理學研究所與其他團隊一起,直到2018年才完全破譯了Hexagonal的所有遺傳信息。Hexagon的基因組也是迄今為止測序的最大基因組。
完成六邊形基因組測序意味著它可以與人類基因組進行比對。 雖然六邊形基因組比人類大10倍,但它們都是脊椎動物,它們的基因組有很多相似之處,可以相互比較。 找到這些差異可能會導致人類肢體再生的轉變。
當您還是胚胎時,基因指導細胞生長。 一旦你有了五個手指,調節基因就會被關閉。 如果開關沒有關閉,也許你會長出第六根手指。 與我們的調節基因在生長完成后永久關閉不同,Hexagon 的基因會打開和關閉。 當它失去手指時,調節基因就會復活,重新打開開關,并調度傷口附近的細胞,將它們從靜止狀態轉變為再生狀態。 斷肢處的胚芽開始分化并生長,就像原始胚胎中的細胞一樣。
弄清楚什么是六邊形再生基因后,我們可以參考復活我們自己封閉的調控基因。 以后,強者斷臂不再是悲劇,斷臂后還能重生。 前景是光明的,但再生基因的實際操作卻很困難。 到目前為止,東北大學團隊只鑒定出一種名為神經調節蛋白-1的分子,它對四肢、肺和心臟的再生至關重要。 尋找完整的再生基因只是一個開始,還有很長的路要走。
六角,通過保持永遠不會長大的少年狀態,不僅可以享受延長的壽命,更重要的是,它可以永遠保持少年狀態的肢體再生力。
已經在世界各地實驗室存在了150年的六角恐龍,在可愛的外表下隱藏著可以再生人類四肢的寶藏。
參考:
1:“蠑螈基因組和關鍵組織形成調節因子的進化”,Sergej Nowoshilow 等人,Nature,2018
2:“實驗誘導的蠑螈變態會降低再生率和保真度”,作者:James R. Monaghan 等人,再生,2014 年
3:“蠑螈肢體肌肉再生從干細胞到去分化的發育調控轉變”,作者:Hibiki Vincent Tanaka 等,《自然通訊》,2016 年
4:“未測序蠑螈胚胎發育分析:轉錄組劇變和穩定性的波動,發育生物學”,作者:Peng Jiang 等,發育生物學,2016
附:今天更新我的自然秘密系列文章。 這是第25篇:肢體再生。
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