概要古希腊神话中,普罗米修斯因盗取圣火而受到宙斯的惩罚,被囚禁在高加索山脉,白天肝脏被老鹰啄食而受尽痛苦。神奇的是,普罗米修斯白天崩溃的肝脏在晚上自动恢复了,而且这个过程每天都在持续。毕竟,这是一个神话。根据现代医学,普罗米修斯在第一天就会死亡。人类的肝脏没有那么强的再生能力,所以肝脏一旦受损,就无法恢复。这种重生的神话传说不仅存在于古希腊,几乎所有的古代文明中都存在。这是因为在古代,医疗环境较差,受伤会导致感染而死亡,所以人们希望拥有再生的能力,健康长寿。当时,人类并不知道自然界中存在具有超强再生能力的动物。
普罗米修斯绘图
可以繁殖的动物当大多数人想到繁殖时,他们会想到断尾的壁虎。壁虎属于蜥蜴科壁虎亚目,拥有两种在大自然中行走的独特技能。一是它的爪子上布满了“吸盘”,可以让它爬过各种材料的界面并以任何角度牢牢地粘住,二是它在接触时会自动“切割”。有危险。尾巴与身体分离后仍然可以活动,捕食者会被断尾吸引,从而让壁虎逃跑。壁虎断尾的场景看起来非常血腥,但壁虎本身并没有受到伤害。新的尾巴将在接下来的一两周内长出。
壁虎断尾可以再生
另一种具有再生能力的脊椎动物是蝾螈,其中蝾螈的能力最强。蝾螈的学名是墨西哥蝾螈,是一种生活在江河小溪中的两栖动物,其可爱的外表让它在网络上小有名气。美西蝾螈的再生能力强到让人类震惊,即使一条腿被完全切断,另一条腿也会直接在骨折的地方长出来,不留任何疤痕,就像什么都没发生过一样。美西螈属于两栖动物科,是一种从海洋过渡到陆地的生物体,因此它的能力也可以作为古生物学家研究早期脊椎动物登陆的参考。
蝾螈
然而,壁虎和蝾螈在任何情况下都不能繁殖。壁虎的再生仅限于尾巴,而美西螈的再生仅限于四肢。这些必须基于主要器官完好无损的假设。脊柱和内脏一旦受损,不但无法再生,甚至可能会死亡。在这一点上,无脊椎动物更好,也可以再生器官。蚯蚓属于环节动物,我们在野外经常看到蚯蚓有一个非常突出的部分,那就是生殖环。无论身体受到怎样的损伤,只要生殖环留在体内,无论有头还是无头,都可以再生。蚯蚓再生的速度与切割的方式有关,蚯蚓的再生速度会比砍掉尾部只留下头部要快。而如果把头尾全部砍掉的话,再生速度其实会比没有头尾的时候还要快,而且尾部的再生速度比头部还要快。
蚯蚓也有再生能力
一般来说,自然界生物体的再生能力与其进化程度成反比,进化程度越高的动物再生能力越弱,进化程度越高的动物再生能力越强。海绵是自然界中最低等的动物,只需要一个细胞即可繁殖。一位生物学家曾经在搅拌机中粉碎了一块海绵,但它仍然可以再生。然而,海绵是自然界最简单的多细胞生物:它们没有大脑、心脏或身体。海绵再生没有办法为人类研究提供数据。蚯蚓有生殖环的迹象,这与人类有很大不同。壁虎和蝾螈的繁殖受到很大限制。人类可以研究它,但无法提供整体的生殖系统。是否没有单一的有机体能够提供完美的繁殖模板?
海绵是一种动物
神奇涡虫在自然界随处可见。当然,这种神奇的生物就叫做涡虫。涡虫并不是非常低等的动物,有完整的神经和器官,在生物学中占有重要的地位。它所属的扁形动物门代表了海洋生物从静止到移动的第一次进化。涡虫有眼斑,这是眼睛的最早原型,涡虫有嗅觉,这为后来的生物体发展新型呼吸系统奠定了基础。最重要的是,涡虫是雌雄同体,利用有性繁殖和无性繁殖来完成基因转移。有性繁殖保证了涡虫的生物多样性,无性繁殖则保证了涡虫的数量。
自然界中的涡虫
这些特征使我们能够通过保存基因作为恶劣环境中的库存手段来研究早期海洋生物的进化。除了在进化研究方面的宝贵价值外,涡虫还具有独特的医学价值。人类把未来重生的所有希望都寄托在了它的身上。目前世界上有400多种涡虫,人类研究的涡虫几乎全部都能再生。涡虫拥有器官和神经,在多细胞生物中进化程度相对较高,但它们表现出与海绵相当的再生能力。生物学家首先将涡虫切成两部分,并观察这两部分的再生。
人类发现的涡虫
结果,前半部是从后半部长出来的,而后半部不仅长出了前半部脑袋,还再生了眼睛和脑神经。相比之下,这两部分各自组成了一个完整的身体。这两个基因完全相同,就好像早期的涡虫有自己的有丝分裂一样。这项实验促使生物学家开始以各种方式切割涡虫,包括水平、垂直和切除特定器官等。不管涡虫如何被截肢,它最终都可以完全恢复。其中,生物学家将涡虫切成276 个较小的部分,这276 个身体碎片再生为276 个涡虫。
再生涡虫
涡虫的再生记忆涡虫无论被砍多少都不会死,反而会产生更多涡虫,真正成为“再生世界的巨人”。更有趣的是,涡虫不仅会再生自己的细胞,还会再生自己以及以前的记忆。 20世纪50年代,密歇根大学的生物学家培育了涡虫。通过在涡虫进食时用光照射它们,生物学家训练了它们的反射系统,以便涡虫每次记得看到光时就会逃跑。在一只实验室涡虫养成了这种习惯后,生物学家将其头部和尾部分开。
涡虫照片
最初,人们认为这种记忆将保存在保留脑细胞的区域。由于尾部没有脑神经,因此从尾部再生的涡虫无法避开光线。然而,在对再生后的两只涡虫进行光实验后,他们发现,虽然第一只涡虫的记忆在头部得到了继承,但在尾部却没有发现脑神经的现象。我的大脑里还有初代的记忆。起初,生物学家认为这是一个巧合,在重复多次相同的实验后,他们发现无论如何切割涡虫,所得的再生物都保持完整,无论再生原料中是否存在脑细胞。证明他还拥有原来的记忆。材料。
再生的涡虫具有原始涡虫的记忆
再生涡虫突变随着太空技术的进步,一些实验现在可以在零重力下进行,因此生物学家在微重力下进行了再生涡虫的实验。涡虫的头颅在太空中被斩断后,以这种双头涡虫为原切进行再生变异,导致所有再生的身体都有两个头颅。至于涡虫为何在太空中变异,大多数生物学家推测,太空中的辐射导致涡虫变异。然而,基因突变不是定向的,因此暴露于辐射会导致不同的涡虫突变成不同的特征。
二头涡虫仿真图
然而,所有参与实验的涡虫都是双头的,这似乎是涡虫冒险进入太空的标准。为了研究涡虫进入太空后发生变异的条件,宇航员将10 只涡虫带回地球。与陆地上的近亲相比,研究发现太空中的涡虫在返回地球后表现出收缩和僵硬的症状,并需要几个小时才能恢复正常。生物学家推测,这可能是涡虫为了应对太空环境而做出的身体变化,但目前还不清楚这两个头部是如何让涡虫适应太空环境的,但这对于人类来说将是有价值的信息。有很大的帮助。这也为未来的航空航天事业做出了贡献。
从人类观察中获得的涡虫
再生的秘密细胞再生的现象在生物体中普遍存在,并非上述动物所独有,包括进化程度最高的人类,而且也随时随地发生在我们的身体中。再生的本质是细胞以修复为目的的增殖,而不是吞噬坏死物质或清除致病因子。要称为再生,新细胞必须与有缺陷的细胞相同。再生可分为生理型和病理型。
在生理条件下,一些细胞和组织会自然老化和凋亡,而新的同类型细胞和组织不断补充,始终保持原有的结构和功能,保持组织器官的完整性和稳定性。这称为生理学。再生产。
例如,人类口腔上皮细胞和胃肠粘膜细胞大约每1至2天就必须更换一次,依靠再生来维持正常更换。女性还有月经期,在此期间生殖器官的内膜会定期再生。
口腔上皮细胞的显微成像
当一个人的细胞因疾病或外界因素而受到非自然损伤时,为了维持正常功能,受损区域周围的同种细胞就会增殖并恢复到原来的状态,直到恢复。这种现象称为病理性再生,但必须注意的是,要想称其为病理性再生,只有细胞没有完全恢复到原来的状态,才能称为修复。例如,轻度沸水烧伤时,表皮上仅形成水泡,但严重烧伤时,通过基底细胞的再生,皮肤原有的功能将完全恢复;病情恢复到受伤前的状态,出现肉芽组织修复(不能称为再生)。
细胞增殖示意图
人类再生的可能性。人类对再生的渴望首先源于对衰老的恐惧,其次源于对突破的渴望。人类作为进化的动物,寿命是有限的,自然死亡是任何人都无法逃脱的结局。我们越探索,就越想打破这个所谓的黄金法则。
我们的细胞根据其再生能力分为三类:不稳定细胞、稳定细胞和永久细胞。
不稳定细胞是我们体内再生能力最强的细胞,如口腔上皮细胞、呼吸道粘膜细胞、女性子宫内膜细胞等。
口腔上皮细胞是不稳定的细胞
稳定细胞是指自然界中处于稳定、安静状态的细胞,如人体内的各种腺体、腺器官。永久细胞没有再生能力,没有细胞周期,不进行有丝分裂,一旦发生细胞凋亡,就无法替代。当它们的数量耗尽时,人类的寿命基本上就结束了。脑细胞、神经细胞、心肌细胞等这些细胞的损伤会对人体造成不可逆转的损害。
细胞有丝分裂
结论如果人类能够克服自身细胞再生的困难,一些疾病如阿尔茨海默病或许可以在一定程度上得到治疗,人类将不再需要忍受忘记亲人的感觉。我们能不能更进一步,让我们体内的细胞处于不断再生的状态,达到所谓的永生呢?人类渴望永生是可以理解的,即使这违背自然规律,需要付出巨大的代价。但人类却很困惑。我们不知道永生会对人类产生怎样的影响。在那之前,一切都是未知的。
人类永生的愿景
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