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父母支援混球(把自己切碎凑足球队的蚯蚓爸还有救吗)

父母支援混球(把自己切碎凑足球队的蚯蚓爸还有救吗)赤子爱胜蚓 | 图源:Wikimedia Commons再生能力强,动不动被大卸八块,为科研做牺牲的蚓中豪杰是一种名叫赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的蚯蚓,它们中的某些个体甚至在失去2/3的身体后依然能再生回来。世界上有超过1800种蚯蚓,我们国家就有200多种,它们的再生能力各异,弱的可能一刀都挨不住。最常见的普通蚯蚓——陆正蚓(Lumbricus terrestris)前段有一定的再生能力,有可能活下来,但后段大概率入土为安了。陆正蚓 | 图源:Wikimedia Commons

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撰文 | Mirror

关于蚯蚓,有一个流传已久的经典笑话:蚯蚓一家这天很无聊,小蚯蚓就把自己切成两段打羽毛球去了,蚯蚓妈妈觉得这方法不错,就把自己切成4段打麻将去了,蚯蚓爸爸想了想,就把自己切成了肉末。蚯蚓妈妈哭着说:“你怎么这么傻?切这么碎会死的!"蚯蚓爸爸虚弱地说:“突然想踢足球……”

蚯蚓的再生能力因为这个故事深入人心,同时也留下了一些疑惑:蚯蚓爸爸最后怎么样了?蚯蚓再生能力的极限在哪里?这个故事的结局其实有很多种,先来说最悲剧的一种——蚯蚓一家没一个活下来。

世界上有超过1800种蚯蚓,我们国家就有200多种,它们的再生能力各异,弱的可能一刀都挨不住。

最常见的普通蚯蚓——陆正蚓(Lumbricus terrestris)前段有一定的再生能力,有可能活下来,但后段大概率入土为安了。

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陆正蚓 | 图源:Wikimedia Commons

再生能力强,动不动被大卸八块,为科研做牺牲的蚓中豪杰是一种名叫赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的蚯蚓,它们中的某些个体甚至在失去2/3的身体后依然能再生回来。

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赤子爱胜蚓 | 图源:Wikimedia Commons

即使蚯蚓一家刚好是这么顽强的种类,也不一定能活下来,因为它们的再生能力还受诸多因素制约。

首先是环境条件:蚯蚓在25℃时的再生速度比20℃或30℃快。如果那天气温太低或太高,蚯蚓的再生速度就会变慢,即使没变成蚯蚓冻、蚯蚓干,也会被一大波捕食者吃掉。

环境适宜了,营养也得跟上:如果那天蚯蚓妈心情不好,饭做少了,一家人没吃饱就开始剁自己,那么在再生过程中也可能因为营养不够饿死。假设那天风和日丽,蚯蚓妈心情分外美丽,做了一顿营养丰富的美餐,蚯蚓一家这么做依然是在作死的边缘试探。

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因为决定一只蚯蚓能否再生并存活下来,最关键的还是它被切断的长度和位置。在分析这一步之前,先来了解一下蚯蚓的基本构造。
蚯蚓看上去就是简简单单的一条蠕虫,外观上最大的特点是环节动物门典型的密集体节,有100~120个。不看蚯蚓移动,你甚至分不出它的头和尾。

实际上,蚯蚓体内“五脏”俱全,高等动物该有的核心部件——脑、心脏、生殖器官一个不少。

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蚯蚓内部构造 | 来源:见图注

成年蚯蚓靠近头部,大约26~33节的地方有一圈围脖一样的结构,那是蚯蚓性成熟后出现的生殖带(clitellum)。

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蚯蚓外部构造,生殖带体节明显不同 | 来源:见图注

小蚯蚓可能不知道,自己的爸妈其实是雌雄同体,既可以当爸,也可以当妈,它们共浴爱河后会产下卵茧,里面能孵化出2~20只小蚯蚓。

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蚯蚓的卵茧 | 图源:Wikipedia

在赤子爱胜蚓的再生实验中,研究人员给蚯蚓从头到尾设置了多个不同的切割位点,最前面6节是脑神经结所在的位置,被定义为头部。
切割类型分为有头无尾(a组)、无头无尾(b组)和无头有尾(c组)三大实验组。

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分别保留前段(a)、中段(b)和后段(c)的3个实验组 | 图源:

Xiao N. Ge F. and Edwards C. A. (2011)

整个恢复过程是这样的:

蚯蚓切口上的血管和肌肉组织快速受缩,坏死细胞被吞噬,4小时后伤口就基本愈合。接下来几天会像种子发芽那样长出芽基(blastema)。

5~7天后长出一根豆芽般的嫩尾,比较透明不分节。

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蚯蚓尾部再生过程中长出的“小肉芽”

7~11天开始分节,12~16天分节完成。

5周后就基本看不出这是新生组织了。

在3大组中,有头无尾组恢复得最好,其次是无头无尾组,最弱的是无头有尾组。

不难预料,在各组中保留体节数越多的,再生能力和存活率都越高。

以有头无尾组为例,只保留几节(实验中为6节)的不出5天就都死了;保留1/4体长(前25节)的两个月后也基本全军覆没;保留1/3体长(前32节)的,两个月后存活率不足50%,而保留至少半段的,两个月后的存活率依然有80%以上。

从实验结果看,蚯蚓各个部分的体节都有再生潜力,但再生速度不一。在无头无尾组中,尾巴再生的速度明显比头部快。

一般动物脑袋没了,我们就默认它没救了。然而,脑子在蚯蚓再生过程中并没有那么重要,就算脑所在的前6节全部切掉,也能再冒出来。不过,有脑子的幼年蚯蚓尾部再生率更高,但对于成年蚯蚓,保住脑袋反而降低了尾部的再生率。科学家推测,这可能是成年蚯蚓脑区分泌的调控因子(Clitellum Factor)在抑制尾部再生。

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相比脑子,生殖带对成年蚯蚓的存亡更加关键,如果切掉了这个部分,成年蚯蚓基本撑不了多久。当然,只留生殖带所在的几节也是不行的。

总地来说,幼年蚯蚓的再生能力比成年蚯蚓高,在早期阶段的存活率明显比成年蚯蚓高。

所以这个故事最好的结局是:小蚯蚓幸存下来,还可能收获一个小伙伴;蚯蚓妈妈切的3刀都集中在头尾,留下最长且有生殖带的中段有机会活下来;而要凑够一场足球赛,蚯蚓爸爸至少得切成10段(5人制足球赛,不包括裁判),除非它都在头尾削薄片,否则只能成为肉丁了(R.I.P.蚯蚓爸)。

如果把蚯蚓一家的设定换成涡虫一家,就算是凑个正式足球队加满场观众也没问题。毕竟,它的再生极限已经到了仅留1/279身体都能长成完整个体。

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切成3段的涡虫再生成了3只涡虫 | 图源:beanelab

但蚯蚓的再生方式和涡虫不同,涡虫之所以能这么开挂是因为它还保有大量干细胞,这种细胞一直保留着分化成各种细胞的潜力。而蚯蚓等环节动物再生时,会将已经分化的细胞先脱分化,再赋予它们新的使命。这种再生方式更接近蝾螈等脊椎动物的再生方式,所以对研究高等动物如何再生借鉴意义更大。

不起眼的蚯蚓是土壤中的重要分解者和耕耘者,它们帮助万物回归土壤,化为植物的养料,为根系松土,还为众多动物提供食物。而且普通蚯蚓就算切断,也很难见证奇迹,所以请不要随便欺负蚯蚓一家,浪费未来粮食。

蚯蚓爸:早知道跟涡虫组队了。

把科学带回家ID:steamforkids

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参考资料储存于石墨:https://shimo.im/docs/yG6r3kwDkgT9GpQJ

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