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具有头部再生能力的海洋蠕虫转头

一个国际研究人员小组,包括来自马里兰大学的生物学家,已经发现至少四种海洋带状蠕虫在截肢后能够独立地进化出重新生长头部的能力。

截肢的身体再生并不常见,但确实存在于整个动物世界中,包括sal,蜘蛛和海星,它们可以使附生物繁殖成一种带状蠕虫,这种带状蠕虫可以从一小块组织中再生出整个个体。但是,人们普遍认为,再生能力是一种古老的特征,某些物种设法保持了这一特性,而其他大多数则因进化而丧失。

这项新研究发表在2019年3月6日的《英国皇家学会B议事录》上,颠覆了这一假设。在对35种海洋带状蠕虫的调查中,研究人员发现,其中包括4种的相对较新的进化能力包括大脑在内的整个头部。

UMD生物学副教授,研究的作者之一亚历山德拉·贝利(Alexandra Bely)说:“这意味着,当我们比较动物群时,我们不能假设它们的再生能力相似,已经过时并且反映出共同的血统。”“在比较不同动物群的再生发现时,我们需要更加小心。”

所有动物都具有一定程度的再生能力。甚至人类也会在伤口上长出受损的皮肤。但是,在进化史上很早就出现分歧的动物谱系,例如海绵,水状体和鲸蜡类动物,通常甚至能够从截肢的细小部分长出整个个体。随着动物的进化变得越来越复杂,其再生能力也不再那么活跃,也越来越不常见。

估计生命树上何处以及何时发生再生能力的变化,对于理解再生如何进化以及哪些因素会影响性状至关重要。到目前为止,对再生方式的科学理解仅基于对失去再生能力的动物的研究。那是因为对于比较研究,在遥远的过去,再生能力的所有先前已知的增长都发生得太远了。

这项新研究为获得新的再生能力的动物提供了最清晰的记录,并可能阐明该特性进化所需的特征。

Bely说:“我们确定为头部再生最近进化的物种将为研究动物新的再生能力的出现提供出色的模型。”“我们现在可以提出这样的问题,例如分子过程中的变化是什么导致了新的头部再生能力。”

为了进行这项研究,研究人员从2012年至2014年在美国,阿根廷,西班牙和新西兰的沿海地区收集了带状蠕虫。 22种植物的再生实验。他们还从以前的研究中获得了其他13种海洋带状蠕虫的信息。

通过重新生长后端,所有物种都能够将自己恢复为完整的个体。只有八个物种能够重新长出头部,仅从身体的后部恢复整个个体。其中有四个是先前的研究已知的,另外四个是新的。

比可以使头部重新生长的带状蠕虫的数量更令人惊讶的是,大多数蠕虫都没有。1930年代对带状蠕虫Lineaus sanguineus的研究表明,它是动物再生的拥护者,能够使整个身体再生,并能够从相当于一个人的十分之一的头上成功恢复头部(就像重新成长一样)。一个150磅重的人,只需要0。012盎司的组织或大约一茶匙的1/16。这个例子使海洋带状蠕虫(被称为nemertea)的整个门背负了盛名,因为它是超级再生器。

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