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当受到压力时,这种梳状果冻会恢复到幼虫的形式,然后在有利条件恢复时再次成熟
对大多数动物而言,老化是一条单行道。但海核桃并非如此,这是一种生活在东大西洋、大小类似芒果的梳状水母。当环境变得恶劣时,这种透明的无脊椎动物会逆转老化过程,退化成有触手的幼虫形态。然后,当条件改善时,它又会成熟回成体,生物学家上周在bioRxiv上发布的预印本报告中报道了这一发现。这种非凡的能力或许可以解释这种梳状水母——Mnemiopsis leidyi是如何在被困在船只压载水中数周,食物稀少的情况下,跨越大洋旅行并成为黑海乃至欧洲和亚洲部分地区的入侵性害虫的。现在,这种入侵者可能帮助研究人员更好地理解老化过程。
德克萨斯A&M大学的海洋生物学家玛丽亚·米格利埃塔说:“这项研究证明了我们仍然可以从无脊椎动物那里学到很多。”她研究的是所谓的不朽水母Turritopsis dohrnii,这是第一个被发现能够逆转老化的物种,而且很长时间内被认为是唯一能够这样做的物种。
六年前,海洋生物学家琼·索托-安赫尔和进化生物学家帕维尔·伯克哈特在卑尔根大学的实验室里努力保持M. leidyi样本的存活。“当[梳状水母]遇到不顺的日子时,它们基本上会解体,”索托-安赫尔回忆道。
最终,他们找到了合适的温度和安置安排来维持这些动物的生存。一旦他们成功地完成了对该物种神经系统的初步研究,团队便开始将这种生物推向极限——剥夺它们的食物或切除包围口部、构成2厘米长成体大部分的胶状组织叶。
那些饥饿或受伤的动物缩小成了只有几毫米大小的团块,但没有死亡。当二人开始再次喂食它们时,有几个恢复了生机。在测试的65个动物中,有13个长出了两个触手——这是动物在幼虫阶段的特征。索托-安赫尔和伯克哈特报告称,这些复活的动物利用这些附肢捕食漂浮的微小浮游生物。作者指出,这种处于幼虫阶段的动物在捕获食物资源方面可能有优势,这可能解释了其入侵成功的原因,尽管这还有待测试。有了足够的营养,梳状水母最终重新长出了它们的叶,甚至开始再次繁殖。
直到现在,生物学家只在两种动物中发现这种能力:不朽水母,一种刺胞动物,以及一种绦虫Echinococcus granulosus。在第三种动物——梳状水母中发现这一点——“相当令人惊讶”,索托-安赫尔回忆说,尽管梳状水母与水母有着相似的名字,但它属于一个不同的门,称为栉水母门。
尽管不朽水母和这些梳状水母都拥有再次变年轻的能力,但这些动物的方式不同。水母有明确的生命阶段:一种性繁殖的自由漂浮钟形水母和一个类似海葵的固定“水螅”,可以萌生出更多的水螅。当它逆转老化时,其细胞失去身份并合并成一个“囊泡”,然后重新分化成水螅。“并不是完全相同的个体变回了前一个阶段,”索托-安赫尔说。
但是,梳状水母并没有发生这种细胞解体。索托-安赫尔指出,“很明显,是完全相同的那个个体在恢复活力,就像回到过去一样。”
未参与这项工作但在研究水母方面有经验的鹿沼DNA研究所的动物学家Yoshinori Hasegawa表示,这是一个重要的发现,但他质疑这些梳状水母是否真的在逆转它们的生物钟,还是仅仅是在收缩。“看起来像是不完美的复兴。”
即便如此,这一发现对于科学家找到更多能够逆转老化的动物例子是个好兆头,他补充说。“我相信许多物种……具有复兴能力。”
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