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六边形恐龙,长着白嫩的小胳膊小腿,平头黑眼直嘴,头上扎着6根红色小辫子,看上去像人参娃娃一样可爱。
生活在水中的六角恐龙既不是鱼也不是恐龙。 它的学名是墨西哥钝口螈(Ambystoma mexicanum),是蝾螈科的宝贝。 两栖动物分为三个主要科。 其中一科是无腿蚓螈,它们看起来像大蚯蚓。 一家人是青蛙族,有腿无尾,青蛙和蟾蜍。 另一个科是蝾螈,它有腿和尾巴,看起来像蜥蜴。 不同之处在于蜥蜴有鳞片,而蝾螈像青蛙一样,有光滑的皮肤,上面涂有粘液。 中国大鲵,大鲵,为大鲵科动物。
两栖动物从水生到陆生的转变经历了一个变态过程。 幼儿在水中用鳃呼吸,成年人上岸后,完成身体改造,用肺和皮肤呼吸。 在变态过程中,我们最熟悉的是蝌蚪变成青蛙的过程。 蝾螈和青蛙一样。 当卵孵化时,它们有一个大头和一条像蝌蚪一样的尾巴。 蝾螈幼体与蝌蚪的区别在于,它的头部两侧各有3条小辫子,这就是它的外鳃。 水族呼吸器。 幼虫慢慢长大,长出4条腿,失去外鳃和尾鳍,改变皮肤颜色,然后上岸寻找生命。 除了一些蝾螈如六足动物外,其他成年蝾螈生活在陆地上,繁殖时在水中产卵。 当孩子从水到土的时候,它会重复父母的蜕变过程,生命的循环不断进行。
六角恐龙,火蜥蜴家族中最任性、最强大的宝宝,一生都在水里度过,直到变得异常才上岸。 除了能够永远保持童颜之外,六角恐龙还拥有无与伦比的再生能力。 失去手臂、腿、尾巴等根本不是问题,几个月后它们就可以重新长出来。 即使受损的脊柱、心脏和大脑也能变得健康。 它的再生能力可以碾碎所有脊椎动物,甚至给人类带来断肢再生的希望。
少年与成熟
六角的童年与其他火蜥蜴没有什么不同。 从卵孵化成大头幼虫后,六边形逐渐长出四肢并改变肤色。 当其他蝾螈褪去外鳃爬上陆地时,六角形仍然保留着外鳃和尾鳍,顽固地留在水中不出来。 六足动物这个名字来源于它一生中保留的六个外部鳃。
头部两侧的外鳃就像蓬松的辫子,上面布满了羽毛状的细丝,这就是鳃丝。 细小的鳃丝增加了鳃的表面积,增强了气体交换能力。 每根鳃丝都包含一个毛细血管网络。 血管中的血流方向与水流方向相反。 水流过鳃丝,水中溶解的氧气进入血管,体内的二氧化碳从鳃丝排出。
留在水中的六角体的身体结构停止了变形过程,但仍在生长。 身体越来越大,内脏也依次成熟。 性成熟的丽蛟在水中寻找配偶、产卵生幼,全家人都生活在水中。
生了宝宝的六边形奶爸,除了身材放大了很多,看上去和宝宝一样乖巧可爱。 Roxagon 婴儿时期的终生生命在生物学中被称为幼态持续期。
图片右侧白嫩的六角形是人工孵化的品种。 狂野的六边形通常是棕色的,和图片左边的一样可爱。 【头条-法国是培根-其他平台未经授权请勿转载】
肢体再生
六角看上去很幼稚,但性格却非常暴力凶猛,抓到谁就咬谁。 看到外国的鱼虾,自然要咬一口。 即使同一部落的兄弟姐妹在一起,如果意见不合,也会采取行动。 如果这样做,他们将会受到严重伤害,例如头部受伤、流血,甚至失去四肢。 不过,对于六角来说,缺胳膊少腿根本不重要。 缺少的东西都会在那里生长,当它们完全长大后,它们会继续战斗。
生活就是一场斗争。 在饥肠辘辘的兄弟姐妹眼里,六角的小胳膊小腿就是晚餐,嚼下来刚好够填饱肚子。 对于六角来说,重生并不是超越众生的神力,而是生存的能力。 如果没有强大的再生能力,那些缺失的肢体、残肢早就消失在历史的尘埃里了。
鹿角的手臂骨折了,流血不多。 表皮细胞及时密封了伤口,然后生长出一种叫做“细菌”的团块。 两个月后,胚芽长成了一条完整的手臂、手腕和手掌,并分支出四个纤细的手指。 新的手臂和原来的一模一样,从伤口上看不到一丝疤痕。
胚芽是大量未分化的细胞组织,类似于干细胞。 胚芽中未分化的细胞受到刺激,分化成长为表皮、骨骼、肌肉和神经组织细胞,最后形成完整的手臂。 更神奇的是,新手臂脱落后,还能长出新手臂。 您总共可以将旧物品换成新物品最多 5 次。
六边形越小,再生能力越强。 孵化后28天内,六边形可以再生晶状体,但在此早期之后,晶状体就无法再生。 家族中其他火蜥蜴的再生能力都不及海克斯康。 与它能否保持幼年状态并达到成熟有关吗? 如果六角像其他火蜥蜴一样变形并上岸,它会失去再生能力吗? 为了研究这个问题,生物学家人工诱导六足动物变形为成虫。
成人体六角形
上图是成年六足动物的照片。 成年六边形去掉了六个外鳃,看起来像一条有四足的肉质蠕虫。 远没有年轻时那么美丽可爱了。
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状腺激素,都可以诱导海克斯康完成他的变态。 美国东北大学的一个团队人工诱导了一批六边形变态为成体,并比较了同龄(孵化后9个月)的幼年和成年六边形的肢体再生过程。
上图是幼虫和成虫的再生对比。 研究小组在肘部截肢了10只幼虫和28只成年六角动物的前臂,并记录了它们四肢的再生情况。 同龄幼虫的再生速度比成虫快。 幼虫在第22天开始长出手指,成虫在第32天开始生长。 到了 66 天,幼虫已经长出了完整的新前臂,而成虫只完成了 60% 的再生。
成虫的六角形再生能力比幼虫低2倍,再生速度也比幼虫慢。 此外,还可能出现手腕和手指畸形。 图中幼虫有4个细长的手指和一个健康的手掌,而成虫有3个不完全分枝的手指和一个畸形的手掌。
除了再生能力比幼体弱很多之外,成体的寿命也比幼体短很多。 六甲越老,他就越退步。 最好还是像婴儿一样永远呆在水里。 不仅可以拥有青春,享受更长的寿命,还可以保持再生力。 问题是六角再生的神力从何而来?
解密再生的力量
再生能力,即生物世界自我修复的能力,存在于每个人身上。 在手背上划个口子,保持清洁,几天后就会痊愈。 骨头被折断,浇铸到位,几周后又重新接上。 手术切除了大部分胃并允许新组织生长。
动物界中再生能力最强的无脊椎动物是无脊椎动物。 带状蠕虫在失去头部后可以长出新的头部。 海星,切成两半,会长出2个海星。 在脊椎动物世界中,六角恐龙的再生能力最强。 除了四肢之外,它还可以再生部分脊柱、大脑、心脏,甚至眼睛的视网膜和晶状体。
其他动物也可以再生四肢和简单的组织器官,但为什么Hexagon甚至可以再生复杂的器官呢? 早在 150 年前就开始研究它的能力。 1863年,34个野生六边形从墨西哥被带到巴黎。 之后,Hexagon在实验室中被人工培育了无数代,后代被从欧洲运到美国,运往世界各地的实验室。 现在在水族馆和宠物店里看到的六边形都是当年34只野生六边形的后代。 棕色的野生六边形变成白色和金色。 唯一保持不变的是断肢的再生能力。 经过150年的实验室研究,其再生的秘密仅得到部分解开。
Hexagon 如此难以解决的主要原因之一是它的基因组太大。 这个只有30厘米长的六边形,拥有320亿个碱基对的基因组,比人类基因组大10倍。 维也纳分子病理学研究所与其他团队一起,直到2018年才完全破译了Hexagonal的所有遗传信息。Hexagon的基因组也是迄今为止测序的最大基因组。
完成六边形基因组测序意味着它可以与人类基因组进行比对。 虽然六边形基因组比人类大10倍,但它们都是脊椎动物,它们的基因组有很多相似之处,可以相互比较。 找到这些差异可能会导致人类肢体再生的转变。
当您还是胚胎时,基因指导细胞生长。 一旦你有了五个手指,调节基因就会被关闭。 如果开关没有关闭,也许你会长出第六根手指。 与我们的调节基因在生长完成后永久关闭不同,Hexagon 的基因会打开和关闭。 当它失去手指时,调节基因就会复活,重新打开开关,并调度伤口附近的细胞,将它们从静止状态转变为再生状态。 断肢处的胚芽开始分化并生长,就像原始胚胎中的细胞一样。
弄清楚什么是六边形再生基因后,我们可以参考复活我们自己封闭的调控基因。 以后,强者断臂不再是悲剧,断臂后还能重生。 前景是光明的,但再生基因的实际操作却很困难。 到目前为止,东北大学团队只鉴定出一种名为神经调节蛋白-1的分子,它对四肢、肺和心脏的再生至关重要。 寻找完整的再生基因只是一个开始,还有很长的路要走。
六角,通过保持永远不会长大的少年状态,不仅可以享受延长的寿命,更重要的是,它可以永远保持少年状态的肢体再生力。
已经在世界各地实验室存在了150年的六角恐龙,在可爱的外表下隐藏着可以再生人类四肢的宝藏。
参考:
1:“蝾螈基因组和关键组织形成调节因子的进化”,Sergej Nowoshilow 等人,Nature,2018
2:“实验诱导的蝾螈变态会降低再生率和保真度”,作者:James R. Monaghan 等人,再生,2014 年
3:“蝾螈肢体肌肉再生从干细胞到去分化的发育调控转变”,作者:Hibiki Vincent Tanaka 等,《自然通讯》,2016 年
4:“未测序蝾螈胚胎发育分析:转录组剧变和稳定性的波动,发育生物学”,作者:Peng Jiang 等,发育生物学,2016
附:今天更新我的自然秘密系列文章。 这是第25篇:肢体再生。
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