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2024年12月28日 星期六

科学探索生命奥秘

可返老還童的海生動物:櫛水母

牧蓮

2024年12月21日

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通常動物的生命都遵循出生、成長、繁殖,然後衰老以致死亡的模式。但是有極少數物種能顛覆這個原則,最著名的例子是「永生水母」。

牧蓮

2024年12月21日

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通常動物的生命都遵循出生、成長、繁殖,然後衰老以致死亡的模式。但是有極少數物種能顛覆這個原則,最著名的例子是「永生水母」。

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2024年12月21日

牧蓮

2024年12月21日

牧蓮

【新三才編譯首發】有一種海洋生物叫櫛水母,俗稱海胡桃,它是一種很奇妙的海生動物。原先被歸類為腔腸動物門,但後來被歸類爲獨立的櫛板動物門。長期以來櫛水母和海綿,何者是共同祖先中最先分化的,一直存在爭議。但根據最新的研究指出,櫛水母應比海綿更早出現。

《美國國家科學院院刊》最近發表了一篇文章,向世人揭開櫛水母此前不曾見過的逆向發育能力。這個發現顯示,動物的生命週期,其可塑性可能比以前所認知的更為廣泛。

通常動物的生命都遵循出生、成長、繁殖,然後衰老以致死亡的模式。但是有極少數物種能顛覆這個原則,最著名的例子是「永生水母」(Turritopsis dohrnii),它可以在長大成成年水母後,若遭遇到惡劣的生存條件時可以恢復到水螅體(polyp,又稱為珊瑚蟲)。但是一旦生存環境改善時,該物種又能夠恢復到成年期。而這個令人難以捉摸,具有可變生命週期的動物群體現在增添了櫛水母(Mnemiopsis leidyi)這一族。

這項奇特的發現其實源於一次偶然的觀察。挪威卑爾根大學(University of Bergen)的一位科學家,瓊•索托-安琪兒(Joan J. Soto-Angel )在實驗室檢視水族箱中的動物時,發現一隻成年的櫛水母不見了,但是它似乎不是消失了,而是變成一隻幼蟲。為了確認並證實這隻幼蟲是原先那隻櫛水母變成的,他與團隊成員設計了一個實驗,希望在受到控制的條件下去重現這種逆轉現象。

實驗發現,當櫛水母在面臨飢餓與身體受傷的狀況時,櫛水母會自己從葉狀形態(lobate)轉變回幼蟲(cydippid)型態。在整個實驗過程中他們目睹櫛水母慢慢的變回幼蟲的過程,只有幾週時間,它們不僅轉變形態與特徵,而且還還原了幼蟲階段的攝食行為,成為典型的幼蟲樣貌。

他們將六十五隻健康的成年櫛水母單獨放置在水箱中,所有這些櫛水母的觸手已經都完全消失了,這是成熟櫛水母的一個關鍵性特徵。然後他們讓櫛水母處於飢餓狀態十五天,之後每週餵食一次少量的食物,因此它們瘦了很多,然後身體開始變小。當它們原本已成熟的葉瓣結構開始重新轉變並且逐漸融縮回身體中時,改為每隔一天就餵食一次。

在實驗開始時,其中十五隻水母的葉瓣也被人為的破壞,給它們造成受傷狀況並增加生存壓力。他們發現櫛水母在數週的時間裡不僅重塑自己的身體形態與特徵,而且還出現完全不同的攝食行為,返回典型的櫛水母幼蟲型態。但研究人員也發現並不是所有受實驗的櫛水母都能完全恢復成幼蟲。

這一種具有奇特超能力的生物引發一個令人難以理解的有趣問題-這種本能是如何在生物鏈中傳遞的。根據他們的觀察,這種轉變是一種很關鍵的重組過程,它是透過轉變組織結構來逆轉身體,最終以幼體形式重新出現。

櫛水母的這種可逆向發育的特性對於未來的生物發育與老化學術研究具有非常重要的價值。由於櫛水母是地球上早期的物種之一,這種現象也顯示逆向發育可能是動物界的一個古老特徵,只是人類對此還未有充分的認識與研究。

這項令人驚訝的發現打開了一扇大門,揭露了生物逆向發育現象的存在,以及這種逆轉過程中到底動物的神經系統與細胞分裂是如何演變的,機制是如何形成的,這是令人類很著迷的現象。這項發現不僅顛覆我們對動物生命週期的理解,也引發了人們的各種想像與延齡的希望,而且這種能逆轉求生的能力也許可能還存在於整個地球尚不為人知的生物物種之中。

(編譯:牧蓮)

(責任編輯:姜啟明)

(文章來源:新三才編譯首發)

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标签: 生命奧秘

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