欢迎光临散文网 会员登陆 & 注册

命无止境——动物的伤害与再生及其他(1)

2023-07-05 21:38 作者:Vmiddle  | 我要投稿


必可活用于下一次

  世界新生伊始,许多事物还没有名字,提到的时候尚需用手指指点点。

                               ——加西亚.马尔克斯

 

That is not dead which can eternal lie 

And with strange aeons even death may die 

              ——Lovecraft

……要越想越玄乎似乎很容易,简直是必然的。在美西螈身上,我开始看到一种变异,但这种变异还没能将某种神秘的人类气息尽数祛除。我想象着它们是有自我意识的,却被这幅躯壳所困,注定永远陷入无底的沉默、绝望的沉思。它们那种没有焦距的目光,那双虽然冷淡漠然却无比机敏的金色小圆球,深深看着我,仿佛传达着一个讯号:“救救我们,救救我们。”我惊觉自己正低声呢喃着一些安慰的话语,传达出一些天真的希望。它们还是看着我,一动不动,只有玫瑰色小芽状的腮不时蓦地绷直。在那一刻,我仿佛感到一阵隐痛,也许,它们看见了我,感觉到我正努力探入它们生命中最不容易侵犯的部分。它们不是人类,但是我从未曾找到过任何动物跟我自身有这么深切的关联。美西螈仿佛在为什么事情做着见证,有时候,又像是可怕的审判者。在它们面前,我自觉卑微、下贱,那透明的眼眸中有一种惊人的纯净。它们是幼虫,但是,"幼虫“这个词也意味着伪装真我的面具,还可以表示凭空而生的幽灵。那一张张阿兹特克的脸庞,没有表情,却有种噬骨的残忍,在那背后是什么在等待着它的时辰到来呢?……            

 — —-科塔萨尔   《美西螈》

     




       由成就和希望标记生命,由遗憾与偶然造就死亡,千年来人类就这一古老的话题思考与求索。我们是如此习惯于活着,以至于不愿意接受死亡。现实不会为希望让路,死亡总是避无可避又无可奈何,但是总有一些生物,在承受创伤之后,能够用残破的身体嘲弄死亡,向人们展示生命的奇迹----它们能再生。

 


      很多无脊椎动物都具有很强的再生能力,涡虫可以从自身的一小块碎片(例如,二百分之一)恢复成完整个体。更基干的腔肠动物和栉水母也具有相当强的恢复能力。大多数栉水母具有非常强大的再生能力----早期观察发现暴风雨后的一段时间内人们只能搜集到栉水母的碎片(),而之前的研究更多关注了栉水母特殊的镶嵌性胚胎发育过程。栉水母(Ctenophora 拉丁意为梳子承载者)拥有特殊的身体结构,例如栉板、触手结构、两个肛门孔和特殊的神经系统。而在具有再生能力的类群中,无论是球栉水母幼虫还是成体都具有相同的器官和强大的再生能力,但是再生的具体过程似乎不同。再生能力也反映了栉水母类群的不同演化阶段。具有再生能力似乎是祖征,而Vallicula演化出无性繁殖能力,可以出芽直接产生完整个体。而在atentaculate ctenophore Beroë中再生能力丢失了。(WBR,whole-body regeneration )

栉水母的神经系统多样性可能很高,并且可能有不同的产生肛门的机制。唉,现在和海绵谁更基干的事又搅不清了

       栉水母拥有沿着触手和食管两个方向的对称轴,导致其内部结构类似于中心对称----相对的象限具有相同的器官。实验证明M. leidyi可再生所有器官与所有细胞。尽管栉水母似乎不能再生更小的片段,在切割实验中二等分三等分四等分可以产生完整的个体或是半个体(只有正常的一半,但是完全可以正常生活),再生过程十分迅速(完全平分长成完整个体大概需要5小时)。

  栉水母的再生依靠顶感受器的引导,但是顶感受器的存在并非必须。再生的感应来源于细胞对身边细胞是否源于相反象限的感应,而顶感受器起到定位原始轴的作用。具有讽刺意味的是,栉水母的胚胎发育遵循严格的镶嵌性规律,在第一次卵裂到受精后15h之间的切割会导致胚胎发育成两个半个体。只有这一阶段后M. leidyi才获得了全身再生能力。有趣的是,如果对胚胎发育来的半个体进行切割,不包含顶感受器的部分可以再生为完整个体,而对应的部分则仍再生为半个体的状态。

尽管再生能力强劲,栉水母似乎并没有专门的多能干细胞用于再生。栉水母并没有类似扁形动物再生的neoblast样多能干细胞,而与蝾螈类似存在细胞的脱分化过程。在蝾螈再生过程中,特定类型的细胞会发生特定程度的脱分化并具有对替换细胞支系的偏好,栉水母可能一开始存在具有多能性的特定支系的干细胞用于再生和发育,而最终演化为一些或所有细胞都可以脱分化在恰当位置形成恰当细胞的能力。

相对于默默无闻的栉水母,腔肠动物中的Turritopsis dohrnii 和 Hydractinia carrnea 则是大名鼎鼎:二者在水螅型---水母型的交替中实现了逆发育---水母体在性成熟后可以返回到水螅体阶段,重复生命的轮回。








 软体动物、棘皮动物以及各种蠕虫似乎大都具有很强的再生能力,海蛞蝓(注:传统的后鳃亚纲现在被认为是多系群,目前海蛞蝓属于异鳃类Heterobranchia)不仅具有鲜艳的警戒色、刺激性化学物质、以及盗刺细胞(如蓑海牛科,海神鳃科),大多数成员同样具有强大的再生能力

海蛞蝓是雌雄同体的,其交配形式既存在类似扁形动物的在交配前对雌雄身份的竞争,也可以选择以互相受精的方式进行交配,并且根据物种和数量的不同实现从69到蝓体蜈蚣的不同形态()。然而神奇的Chromodoris reticulata在交配完后不会选择将阴茎回收,而是将其自主切断,并进行再生。

 

交配过程一开始很正常----在几十秒到几分钟后海蛞蝓会推开对方并朝相反方向移动,导致了阴茎的拉长,并且双方会先后将阴茎从阴道中撤出,标志着交配的完成。但是它们并没有回收自己的阴茎,而是在十分钟到半小时之内自动切断露出的部分。尽管看上去很疼这种行为具有特殊的意义:断掉的阴茎(见第四幅图d)充满倒钩,上面沾满了精子(见第四幅图sp)----而这些很可能不是自己的遗传物质。可能是在这个物种中存在激烈的性选择,导致了如此偏激的精子竞争。

   神奇的是,在经过如此的创伤后,只需要24小时的修养就可以使海蛞蝓参与下一次交配,而在此期间如果发生交配海蛞蝓只能作为雌性发生单向交配。研究人员发现C.reticulata的阴茎很长----大概有断掉部分的三倍,后部保持螺旋状未分化状态,只有前部断掉后后部从螺旋压缩状开始发育,经过24小时再生为可用阴茎,参与下一次交配。不过它是怎么再生完整的阴茎的呢?这个问题目前还没有答案。

或许掂一掂就好了
    丁丁历险记:e是阴茎上倒刺的特写,f是倒刺上精子的特写。箭头代表了阴茎伸入的方向。

 囊舌总目(sacoglossans)以其盗窃植物质体进行光合的能力而闻名,而其下的海天牛科(Plakobranchidae)中的Elysia marginata可以由单个头部实现再生----该物种可从头部后方断开,并最终再生成完整个体。这一过程大概会花上20天,在此过程中头部保留了部分腹足,可以爬行及进食,其独特的光合能力也保证了在没有消化道时可以依赖光合作用存活。这种行为可能是为了摆脱身上的寄生虫,保护生殖系统而产生的。

年轻的个体可以在7天之内完成心脏的再生,在20天左右再生全身。老年个体嘛……                        会停止进食并死亡







节肢动物似乎在再生方面似乎要弱于软体动物和各种蠕虫,但是面对创伤节肢动物仍能进行再生。节肢动物的再生能力似乎与蜕皮存在关系。蜘蛛、蜈蚣以及昆虫可以通过多次蜕皮逐渐再生出缺失的身体部分,虽然再生的结构不一定像原来的结构一样稳固精确。一些蟹类甚至可以控制肌肉实现有意识的“自切”行为离断肢体逃离危险,并通过多次蜕皮逐渐恢复损失的肢体。对于完全变态昆虫的蛹而言似乎在蛹的早期摘除原基是可以较为成功的恢复的,但是随着蛹期的增长恢复能力会下降甚至影响蜕皮。肢体的再生在节肢动物中是常见的,然而节肢动物并不只能再生失去的肢体。

Menippe mercenaria,大钳子一看就好吃。除了捕获带来的死亡率升高可能影响种群,实际上截肢也会强行改变螃蟹的使用习惯(左撇子右撇子)——而这种转变也会影响到猎物螺的旋向

海蛛纲(Pycnogonida)是一类从寒武纪遗留下来的生物,它的分类地位存在争议,如今只有化石证据暗示了这一类群曾经的多样,而它的形态学特征十分独特:头部发生延长并引起神经系统改变,缺乏呼吸器官以体表交换氧气,缩小的躯干空间令盲肠延伸进入附肢,无节幼体通过增节变态生长(五对以及六对附肢的物种会伴随着体节的规律性增加长出附肢----在其他节肢动物中都没有这种情况)


此外,雄性照顾卵的习性(Ascorhynchus corderoi是雌雄同体的),独特的极地巨型化现象都足以体现出这一5亿年前便存在的古老类群的神秘,它的族群拖着古老简陋的身躯,将寒武纪5亿年前炽热而狂野的一瞥投射到了现代。它们带着神秘的历史安然漫步于海底,度过亿万年的时光......直到人们再次“发现”了它们。

......然后它们被切断了。

那时生命还很年轻   
注意腿里面的消化盲囊和(部分)卵巢

研究者去掉了幼年和成年Pycnogonum litorale的身体后部,使其失去了一对足,后肠和肛门,意料之外的是(19只中的)大多数幼体在截肢后迅速再生出了全部结构,包括附肢、肌肉和肛门,但是少数幼体并没有完整的再生----它们长出了六到七条腿。另外有两只幼体没有再生----它们的排泄废物从口中排出。成体都没有发生再生,暗示了再生与蜕皮有一定联系

 

              图为刚进行截断的幼体,未再生、正常再生的幼体,均经过三次蜕皮

相比之下无支蝎属的Ananteris balzani(以及另外十几种同属成员)就凄惨得多了,该属的一些物种可以自断尾部逃生,但这也就意味着失去了毒针、毒液、消化道的一部分和......肛门。失去肛门的蝎子会缓慢的死于堆积在体内的粪便(雄性在实验条件下活了8个月,足以完成交配)。蝎子的体重虽然增加,蝎子的移速却没受到明显影响,虽然雌性由于腹部被填充导致产卵量下降,整体上断尾的蝎子都可以正常完成交配(断尾在雄性中更常见,在未成年个体中未观测到)。

   自裁示意图     搞笑诺奖的含金量懂不懂()
改不改好像区别不大……

   棘皮动物再生能力同样不俗,海参、海星都具有强大的再生失去器官的能力。海参可以再生大部分器官并且依靠喷射自身内脏逃避敌害(甚至产生了隐鱼这类独特的偏利的生活方式),海胆幼体在遇到危险时可以将自身拆散变为多个更细小的细胞群体躲避捕食,并且可以再发育为正常幼体,有些海星可以依靠自我切割无性繁殖----讽刺的是,海星相关浓核病毒(Sea Star Associated Densovirus)以及Asterias forbesi-a ssociated densovirus(AfaDV)(后者可能)可以导致海星慢性消耗症(SSWS),导致海星撕裂自身并自溶死亡。

宏观生态系统,小子()


命无止境——动物的伤害与再生及其他(1)的评论 (共 条)

分享到微博请遵守国家法律