原標題:受傷星形海葵為何能重塑機體
通過使用四種不同的顏色來標記特定的基因,研究人員可以看到每個基因在星形海葵體內活躍的位置,從而幫助他們了解完整動物和再生動物的身體組織。圖片來源:歐洲分子生物學實驗室
在地球這個多變的舞臺上,每一個生物都是一個小小的奇跡。無論是酷暑還是嚴冬,人類都能將體溫穩穩地保持在舒適的37℃左右,這全靠神奇的體內平衡機制。
這種機制就像是生物體內部的一個隱形守護者,確保即便外界環境變幻莫測,生命依舊可以穩定如初。最近,德國海德堡歐洲分子生物學實驗室的一項研究揭示,體內平衡的作用遠不止于內部調節,它還能主動改變生物體的外形以適應新的挑戰。這項驚人的發現發表在《發育細胞》雜志上。
星形海葵,這些海洋中的小精靈,擁有著超乎想象的再生能力。它們就像是來自科幻小說里的角色,即使被切成兩半,也能各自重生為完整的個體。失去了頭或腳,也不過是時間問題,很快就能長出新的來。
與那些按比例恢復失去部分的再生高手(如蠑螈和魚類)不同,星形海葵采取了一種更為激進的方法——重塑整個身體,以維持其原始的整體形狀。這一特性也在扁蟲等其它能夠全身再生的動物身上顯現。
科學家對受傷的星形海葵進行了深入的研究。他們不僅發現了傷口處活躍的細胞分裂現象,還意外地在遠離傷害部位的地方——口部區域觀察到了細胞活動。這表明,當星形海葵受傷時,它會向全身發送信號,動員所有可用資源進行修復。
利用空間轉錄組學技術和先進的成像技術,科學家探索了再生過程中哪些基因在起作用。結果發現,損傷不僅引發了局部的變化,還在整個身體內觸發了一系列分子級的反應。細胞移動、組織重組,整個生物體就像是一臺精密運作的機器,正在進行一場復雜的自我改造。
隨著傷害程度的不同,星形海葵的身體重塑也會有所變化。輕微的損失可能只會帶來細微的調整,而嚴重的傷害則會引發顯著的重塑。人們還發現了一種名為金屬蛋白酶的酶家族,在組織受損后變得更加活躍。這些酶不僅在傷口周圍工作,還在整個身體中扮演著關鍵角色,幫助重新塑造組織結構。
最終,所有的努力都是為了恢復到最初的形態。通過測量縱橫比(長度與寬度的比例),研究人員發現,盡管經歷了種種磨難,星形海葵仍然能夠恢復到受傷前的完美比例。因此,即使體積縮小了,它依然保持著那獨一無二的優雅身姿。
星形海葵以其非凡的再生能力和體內平衡機制,成為了揭開生命奧秘的重要窗口。通過這些迷人的小生物,人們得以窺見自然界的智慧,以及生命如何以最不可思議的方式治愈自己。(記者 張夢然)