永生九头蛇每次需要嘴巴时都会撕开自己的皮肤
九头蛇最为人所知的是,它是一种古老的可怕野兽,是一种可怕的多头怪物,属于神话境界。然而,生物学家知道它是一种真实存在的拥有触手的生物,,一种可以对细胞进行基因改造以求生存的生物。
一项新的研究生物物理杂志这只会让这种奇怪的生物更加奇怪。虽然人们早就知道它通过撕开自己的皮肤来“张开”嘴巴,但它在细胞层面上究竟是如何做到这一点的,这仍然是个谜。现在,加州大学圣地亚哥分校的一组研究人员发现,它不是通过重新排列细胞来实现这一不寻常的壮举,而是通过细胞本身的伸展来实现自毁。
这九头蛇属于一大类动物(门),称为刺胞动物,其中包括水母、海葵和珊瑚。每一种动物都有一套专门的猎物捕获细胞,称为刺细胞但海德拉具有一系列特征,很容易让它们脱颖而出。特别是,由于它们令人难以置信的再生能力,它们理论上可以永生。事实上,它们只需要触手的碎片就能重新长出来。
它们一生中的大部分时间都是静止不动的,快速移动——,至少——只有当它们的浮游生物猎物漂过时才会这样。据观察,当它们抓住倒霉的猎物时,它们会撕开外层,形成嘴巴。当它们吃完这顿微型大餐后,它们的新嘴巴就会闭合,这是由水螅非凡的细胞再生能力治愈的。
此前,科学家们认为,为了制造出这种临时的嘴,他们必须重新排列触手之间的细胞,以便形成一个可以扩展为开口的区域。这项新研究的研究小组决定使用转基因的水螅物种,以便一劳永逸地找出它是如何“张开”嘴巴的。
水螅张开嘴巴。它的外胚层发出绿光,而内胚层则以洋红色突出显示。比例尺长 200 微米。Carter 和 Hyland 等人/《生物物理杂志》
这些通用九头蛇有两个荧光“标签”,一个用于外层(外胚层),一个用于内层(内胚层)。通过这种标记,研究人员可以看到两个细胞层如何相互移动,以及单个细胞的行为方式。
通过观察这些被标记的水螅如何进食,他们意识到并没有发生细胞重排。相反,这种动物外胚层细胞的一部分被称为“肌丝”充当肌肉,拉伸部分外胚层,直到细胞自行撕裂。这个过程只需要13 秒完成,对于如此小巧的生物来说,这个速度相对较快。
海德拉的再生能力被认为是极其古老,这种现象最早出现时,更专业的细胞(例如负责视觉的细胞)还没有进化出来。本质上,这些水生奇物一直保持着生理上的简单性,以保持快速愈合的能力,如果没有这种能力,它们自我毁灭的进食机制可能就不存在了。