相信每一位生物老師都給學(xué)生講過蚯蚓的再生能力。

而每一個(gè)相信蚯蚓再生能力強(qiáng)大的人,，也基本上都聽過這么一則冷笑話,。

蚓一家這天很無聊，小蚯蚓就把自己切成兩段打羽毛球去了,，蚯蚓媽媽覺得這方法不錯(cuò),，就把自己切成四段打麻將去了，蚯蚓爸爸想了想,，就把自己切成了肉沫,。

蚯蚓媽媽哭著說：'你怎么這么傻？切這么碎會(huì)死的,！'

蚯蚓爸爸弱弱地說：'……突然想踢足球,。”

別看這是則冷笑話,，這里面說的都是有事實(shí)依據(jù)的,。

因?yàn)轵球镜脑偕芰Γ娴臎]有想象中強(qiáng),，禁不起折騰,。

首先，并非所有蚯蚓都具有強(qiáng)大的再生能力,。

蚯蚓屬于環(huán)節(jié)動(dòng)物門,，由皮膚及肌肉構(gòu)成一環(huán)一環(huán)的體壁，每一環(huán)為一個(gè)體節(jié),。

世界上大概有2500余種蚯蚓,，而不同種類的蚯蚓，其再生能力差異是非常大的,。

例如我們平日最常見的陸正蚓（Lumbricus terrestris）,，就是一個(gè)分身乏術(shù)的戰(zhàn)五渣。

它們的再生能力極差,，可能切成兩半來打羽毛球的成功率都不高,，就別想踢足球了。

陸正蚓

可謂同蚓不同命,，例如赤子愛勝蚓(Eisenia fetida)從頭到尾就都有很強(qiáng)的再生能力,。

所以，赤子愛勝蚓也是實(shí)驗(yàn)室的?？?，經(jīng)常被科學(xué)家切來切去做實(shí)驗(yàn)。

不過,，想要將赤子愛勝蚓切成20幾段,，順便組一次足球賽還是夠嗆。

因?yàn)槌蓑球痉N類不同外，切割手法,、生存環(huán)境,、剪切位置以及體節(jié)長度等，都會(huì)影響到蚯蚓的再生能力,。

赤子愛勝蚓

赤子愛勝蚓大約有有95~155個(gè)體節(jié),。

曾經(jīng)就有人將赤子愛勝蚯蚓切成18個(gè)體段，分別為有頭無尾,、無頭無尾,、無頭有尾這三個(gè)類型。

結(jié)果發(fā)現(xiàn),，對(duì)于不同位置切割的蚯蚓來說,，存活率差別就不小。

其中,，有頭無尾的體段再生能力是最強(qiáng)的,，其次是無頭無尾體段，最后才是無頭有尾體段,。

除此之外,，剪切后蚯蚓的體節(jié)數(shù)越多，蚯蚓階段的存活率也越高,，呈正相關(guān)關(guān)系,。

所以說，上面這則笑話最大的漏洞其實(shí)是蚯蚓媽媽和蚯蚓爸爸的身份,，畢竟蚯蚓都是雌雄同體的,。

蚯蚓前段有一個(gè)生殖環(huán)帶（clitelum），盡管雌雄同體但還需異體受精

說到“再生”（Regeneration）這個(gè)話題,，其實(shí)和“永生”一樣都非常令人著迷,。

可能永生這個(gè)話題還離我們太遠(yuǎn)，但器官再生就顯得沒有那么空中樓閣了,。

往更好的方向設(shè)想,，像換汽車零件一樣縫縫補(bǔ)補(bǔ)，或許還能實(shí)現(xiàn)另一種意義的“永生”,。

此外,，那些具有再生能力的生物,，也一直在給我們帶來希望,。

例如蠑螈、蜥蜴,、水蛭,、海星以及渦蟲等生物，就都有著不同程度的再生能力。

動(dòng)物機(jī)體再生的策略并非一成不變,，可以分為三種類型,。

第一種是原本不會(huì)發(fā)生分裂的細(xì)胞，在器官組織受損后重新開始分裂和增值來修復(fù)損傷,。

例如火蜥蜴（Salamandra salamandra,，也叫火蠑螈）的心臟受損后，其機(jī)體的細(xì)胞就會(huì)不斷分裂,，并能成功修復(fù)損傷的器官,。

事實(shí)上，人類在某種程度上也具有這種修復(fù)能力,。

在人體的所有器官中,，肝臟的再生能力就是最為強(qiáng)大的。

人類的肝臟被切去一部分或受損后,，肝細(xì)胞會(huì)迅速增殖以補(bǔ)充丟失,、受損的肝組織。

在短時(shí)間內(nèi),，受損的肝臟可恢復(fù)到原有體積,。

所以，對(duì)肝移植捐獻(xiàn)者來說,，不出半年捐出去的那部分肝就能長回來了,。

盜火者普羅米修斯遭受詛咒——被禿鷲每日叼食肝臟，而到晚上他的肝又恢復(fù)原樣,，第二日再被周而復(fù)始地叼食

當(dāng)然,，人類肝臟的這種修復(fù)能力也是有限的。

如果切除的部分越大,，恢復(fù)的能力也就會(huì)越差,。

有研究認(rèn)為，人類可以耐受損失70%的肝臟,。

除此之外,，從成人向兒童和從兒童向成人的肝移植手術(shù)還能看出，肝臟還有將自己大小調(diào)整到適應(yīng)機(jī)體代謝需求的驚人能力,。

但生物的每一個(gè)部位的細(xì)胞類型都是不同的,，只靠細(xì)胞增殖可無法完成再生。

而第二種器官再生,，則屬于機(jī)體內(nèi)的某類特殊的細(xì)胞,，在特定的條件下會(huì)停止原來的分化過程，并進(jìn)入一種更加靈活的分化模式,。

它們可以變成受損傷組織的細(xì)胞,，來修復(fù)當(dāng)下?lián)p傷的器官,。

壁虎斷尾

這也涉及到去分化與轉(zhuǎn)分化兩個(gè)概念，主要發(fā)生在動(dòng)物的肢體再生中,。

我們熟悉的蜥蜴斷尾再生,、蠑螈的斷肢再生以及斑馬魚的斷鰭再生等，都擁有類似的再生模式,。

例如,，蠑螈的斷肢殘端的多核肌纖維細(xì)胞的細(xì)胞核會(huì)增大，然后變成為單核的成肌細(xì)胞,。

這些成肌細(xì)胞可以重新進(jìn)入細(xì)胞周期,，具有活躍的分化潛能。

第三種再生策略,，也是最讓人類心馳神往的,，其關(guān)鍵在于擁有分化能力的干細(xì)胞。

當(dāng)器官與組織受到損傷時(shí),，這些干細(xì)胞就會(huì)涌入這些位置,，并迅速完成自我修復(fù)再生的過程。

干細(xì)胞是一類具有自我復(fù)制能力的多潛能細(xì)胞,，被稱為“萬用細(xì)胞”,。

而根據(jù)干細(xì)胞發(fā)育潛能也可分為三種類型：全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和單能干細(xì)胞,。

其中,，全能干細(xì)胞具有形成完整個(gè)體的分化潛能，如受精卵,。

多能干細(xì)胞則具有分化出多種細(xì)胞組織的潛能,，如胚胎干細(xì)胞。

而單能干細(xì)胞則分化潛能最弱,，只能向一種或兩種密切相關(guān)的細(xì)胞類型分化,。

盡管，人類誕生的最初也存在著各種干細(xì)胞,。

但在胚胎的發(fā)育,，隨著分化的越來越復(fù)雜，細(xì)胞的全能型也在一步步地丟失走向功能化,。

而按照發(fā)育階段分類,，干細(xì)胞也可以分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。

人類成體,，基本已徹底失去了“殘?bào)w再生”的這項(xiàng)能力,。

類似的，隨著物種的進(jìn)化,，越高級(jí)的生物再生能力也在一點(diǎn)點(diǎn)地丟失,。

相對(duì)來說，越原始的生物,，其再生能力也就越強(qiáng),。

例如渦蟲（planarian），就是目前所知的再生能力最強(qiáng)的生物,。

渦蟲,，一種可愛的水平

它們具有幾乎無限的再生能力。

無論是橫切,、縱切還是斜切,，又或是切掉肌肉、皮膚,、腸道生殖系統(tǒng)乃至“大腦”...

渦蟲的這些若干體段,，在一周左右的時(shí)間內(nèi)就能重新長成若干條渦蟲。

別說是切出一場(chǎng)足球賽了,，就是賽場(chǎng)場(chǎng)的觀眾都能靠切自己來湊齊,。

事實(shí)上，科學(xué)家研究再生問題的最初,，也是從渦蟲正式開始的,。

人類科學(xué)家從18世紀(jì)起，就已經(jīng)注意到渦蟲的不同凡響了,。

不過,，直到一個(gè)世紀(jì)后關(guān)于渦蟲再生的系統(tǒng)研究才開始。

當(dāng)初,，靠研究果蠅聞名的遺傳學(xué)家摩根（Thomas Hunt Morgan）就還對(duì)渦蟲情有獨(dú)鐘,。

盡管后來摩根斷定“再生”是個(gè)極難解決的問題，便放棄了渦蟲投入果蠅的懷抱,。

但摩根也不算辜負(fù)渦蟲,，他也完成了大量渦蟲再生的實(shí)驗(yàn)。

當(dāng)時(shí),，摩根就找到了渦蟲再生所需的最小組織塊,。

一條渦蟲，本身體積就很小,。

當(dāng)他將渦蟲切割到原本蟲體1/279的時(shí)候,，這1/279的組織塊竟然還能再生出一條新的渦蟲來。

1907年摩根進(jìn)行的渦蟲再生實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)在我們知道,，渦蟲之所以如此強(qiáng)悍,，是源于它們體內(nèi)一種稱為“Neoblasts”的成體多能干細(xì)胞群。

而Neoblasts也是成體渦蟲體內(nèi)唯一具有增殖和分化潛能的干細(xì)胞,。

這種細(xì)胞在渦蟲體內(nèi)可以發(fā)生遷移,、增殖和分化,，對(duì)蟲體組織器官損傷的修復(fù)或替代具有重要作用。

它彌漫性地分布在渦蟲的整個(gè)身體中,，占渦蟲細(xì)胞數(shù)量的25%~30%,。

理論上，只要存在一個(gè)這樣的細(xì)胞,，渦蟲就能像死侍一樣無限重生,。

科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造出的雙頭渦蟲

渦蟲本身就是一類非常獨(dú)特的生物。

盡管結(jié)構(gòu)簡單,，但渦蟲與人類細(xì)胞,、組織和器官是同源的。

到現(xiàn)在,，渦蟲仍是研究再生問題最重要的模式生物之一,。

而它本身還可以通過橫分裂的方式進(jìn)行無性繁殖。

所以說,，在生存環(huán)境不錯(cuò)的情況下,，喜歡切渦蟲做實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家反而是在幫助它們開枝散葉。

研究渦蟲再生問題的終極目標(biāo),，正是實(shí)現(xiàn)人類的器官再生,。

科學(xué)家一直的夢(mèng)想都是將受損或因疾病而引起功能性障礙的器官再生出來。

而不是像現(xiàn)在這樣依賴移植,，還需要面對(duì)排異以及器官供體的問題,。

當(dāng)然，人類的器官可再生還遙遙無期,，但這并不妨礙我們?cè)O(shè)想未來,。

說不定這扇重生大門正藏在某種生物身上，等待著我們打開,。

*參考資料

齊莉萍,，戈峰，周曉東.蚯蚓再生能力的研究.應(yīng)用于環(huán)境生物學(xué)報(bào)[J].2002

白桂芬,，李冰,，劉沛.蚯蚓再生及影響因素的研究進(jìn)展.赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)[J].2012

渦蟲再生研究進(jìn)展.生物學(xué)教學(xué)[J].2008

R.John Davenport.What Controls Organ Regeneration?.Science.2005

朱潔瀅.什么控制著器官再生？.科學(xué)網(wǎng).2017