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1700263216 于是,这些全身再生型动物的干细胞通过再生受损的机体,直接达成了“无性生殖”的效果。实际上,一些海盘车科和海燕科的海星真的把这当作了常态,不用外力帮忙,自己就会把自己撕裂,直接长成两只海星。
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1700263218 看起来,它们应该能像海绵和珊瑚一样拥有无限的寿命。但在实践上,我们又遇到了证据上的问题:这些动物都很脆弱,涡虫通常只能活几个月,海星要长一些,平均可以活30多年,而纽虫的寿命极限直到现在还不为人知。但同样在实验室里,我们找到了一些细胞层面的间接证据:涡虫和海星都有强大的抗衰老机制,能在每次再生之后获得细胞层面的返老还童,尤其是涡虫,它们可能凭借这种机制实现永生。VIII
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1700263220 在上面的例子里,我们看到所有缺乏生殖专权的动物都获得了无限的寿命,至少在细胞层面拥有了这样的潜质,但不得不提到,环节动物门多毛纲的裂虫科(Syllidae)有些特殊,它们生存在这个规律的边缘地带。
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1700263222 大部分多毛纲的环节动物大部分时间都是在海床上寻找食物,性腺不发育,看不出性别来,因此被称作“无性体”(atoke)。但当它们积累了足够的营养,进入了繁殖的季节,就会经历一种惊人的“生殖变形”:身体两侧长出用于游泳的刚毛,眼睛变得大而发达,消化系统退化消失,体腔内的干细胞分裂分化出巨量的卵细胞或精子,把整个身体涨得满满的,这被称为“生殖体”(epitoke)。当繁殖季节的大潮来临,无数雌性和雄性的生殖体就会纷纷游上海面,在那里释放卵细胞和精子,完成壮丽的有性生殖,随后就力竭而死了。
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1700263224 但裂虫科的物种不会这么悲壮,它们的生殖体是无性体无性生殖的产物。在异形化的发育中,裂虫科的无性体并不是全身变成生殖体,而是从身上长出许许多多个生殖体。这些生殖体都有强健的肌肉、完整的神经系统、发达的视觉,以及满肚子的生殖细胞。这些生殖体长成之后就会断裂下来,游上海面,投入那辉煌的群体交配,原先的无性体就继续过它底栖的安稳日子了。
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1700263226 有趣的是,裂虫科不同物种制造生殖体的方法非常多样。多链虫属是无性体的后半段直接发展成一连串头尾相接的生殖体,再从后往前依次脱落。裂虫属有的是在身体两侧像蜈蚣腿似的长出许许多多平行的生殖体,有的是在身体末端像韭菜似的长出一丛生殖体。多尾分支裂虫(Ramisyllis multicaudata)最有趣,它们栖身在海绵里面,并不怎么运动,所以身体后半段多级分支,长得像树枝似的,出现了只有一张嘴,却有好几个肛门的离奇局面,到繁殖季节,大部分分支就会变成生殖体,断裂下来游去生殖,本体就只留一个肛门继续过日子了。
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1700263228 看起来,裂虫科无性体的干细胞不但负责修复自身,还负责以无性生殖的方式制造生殖体,也负责直接制造有性生殖的卵细胞和精子,理应名正言顺地获得赦免。但它们生活在神秘的海底,我们就连它们的习性也不是非常了解,无性体究竟有多长的野外寿命,目前还是个谜团。如果仅从理论上推想,裂虫科用来制造生殖体的干细胞大多都集中在身体局部,即便得到了赦免,也未必能够替补所有老死的细胞,要获得永生恐怕是有些困难。
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1700263233 图增—10 一条性成熟的锥裂虫(Trypanosyllissp.),右端是无性体的头部,它的后半段变形成了一条雌性生殖体,怀满了卵。注意衔接处有一双很大的眼睛,那属于生殖体,而且生殖体的足也更发达。(图片来源:Arne Nygren)
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1700263238 图增—11 厚多链虫(Myrianida pachycera)靠后的体节发育成了连串的生殖体,从后向前逐个成熟脱落,在脱落前,所有个体共用一条消化道,技术上讲,前一个生殖体的肛门同时是后一个生殖体的口。(图片来源:Dr. GregRouse. Professor Marine Biology Research Division)
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1700263243 图增—12 多尾分支裂虫有一张嘴和数不清的肛门 ——这个物种在2012年才被人类发现,是当年的全球10大新物种之一。(图片来源:Chris Glasby)
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1700263245 除却上面讨论过的例子,剩余的所有动物就很好办了——生殖专权非常严格,个个必死无疑。
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1700263247 就拿我们人类来说,我们的骨髓中有造血干细胞,皮肤中有表皮干细胞,脂肪组织中有间充质干细胞,消化系统也分布着各种干细胞,浑身上下里里外外有各种干细胞,甚至某些体细胞虽然不能分化,却也能多次分裂。
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1700263249 但遗憾的是,所有这些干细胞和体细胞,都没有机会发展为新个体,因为我们所有的生殖细胞和候补生殖细胞早在胚胎发育的时候就已经注定了,其他任何干细胞、体细胞都不能越俎代庖。
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1700263251 比如人的卵母细胞早在胚胎发育第一个月就已经确定下来,然后进入漫长的休眠,从青春期开始,每个月激活一两个,那个绝经前排出的最后一个卵细胞,竟然可能休眠四五十年之久。而男性虽然在青春期之后时刻都在制造新的精子,但那些负责分裂出精子的精原细胞也同样是在胚胎发育第一个月就注定了的——所以别说阉掉睾丸的宦官了,哪怕仅仅是睾丸炎杀死了这些精原细胞,也绝不会有别的任何细胞临危受命、当仁不让,代替精原细胞发育成精子。
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1700263253 既然全身的干细胞全都得不到赦免,那么迟早有一天,我们的身体会再也没有新细胞生成,直到油尽灯枯——具体到某些器官和组织上,这一天实在来得很早:出生之后,哺乳动物几乎不再制造任何新的中枢神经细胞、骨骼肌细胞和心肌细胞了,这些重要的细胞一生中都在损耗减少。而昆虫更极端,它们常常在性成熟之后结束生殖系统之外的所有细胞分裂,总是繁殖完就死,给人留下非常短命的印象。
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1700263255 生命的起源:所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的? [:1700256390]
1700263256 ·第三步 完备修复·
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1700263258 让我们来回答一个我们困惑已久的问题:这个赦免到底是什么?
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1700263260 说穿了很简单,其实就是“完备的修复机制”。
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1700263262 在第四章,我们说过生命是一台控制系统,这个控制系统的控制对象就是自身,它的控制效果是令自身持存。在那之后,第二幕的正文与“延伸阅读”介绍了一些具体的控制机制,在下一则增章里,我们还会讨论一些更加微观、更加具体的控制细节。但眼下,我们先来关注这样一件事:世界上绝无完美的控制系统,何况生命何其精致,何其复杂,它对自身的控制难道就没有出错的时候吗?
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1700263264 当然会有。生命体内的任何一种生理过程,大到脊椎动物的一次肌肉运动,小到支原体合成一段RNA,都有可能出现种种错误,给机体带来一些损伤。所以在进化中,生命这个控制系统还必须发展出各种各样的“修复机制”,消除这些错误。如果修复不及时,“生命自身产生的有害变化不断累积,使得新陈代谢不可逆地趋于迟滞,正常的生理功能因此衰退”,衰老也就发生了,所以“完备的修复机制”必须足够强大,让错误永远不会累积到影响新陈代谢与生理功能的地步。
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