[科普中国]-它只有身体的二十万分之一也能重生

说起再生，大家第一个想到的就是死侍……不对不对，是蚯蚓。蚯蚓就不用说了，那个蚯蚓爸爸把自己切了22个小段就想踢个足球的笑话，想必大家都听说过。其实**现实中的蚯蚓再生能力是有限的，**并不是想被砍成任意多少段都能完全再生，而且不同种的蚯蚓再生能力也不一样。

蚯蚓的头部 图源：Wikipedia

已有一些实验发现，无头有尾的体段最弱，无头无尾的体段稍强，有头无尾的体段最强；所剩体段越长，成活率越高，存活时间越长，再生能力越强。而且切除段长度大于蚯蚓体全长的 1/2 时，损伤的蚯蚓只能是部分再生，一般难以完全再生恢复到原体长。此外，当后端的体节过多地被切除后，会造成不再生现象，甚至直接死亡。所以说，蚯蚓的再生能力是有限的，和死侍相比还是差的太远。

其他我们所熟知的动物，比如壁虎只能长出尾巴，蜘蛛只能长出新腿，和蚯蚓比起来再生能力就更差了。海绵动物可以任意段再生，但由于它没有神经系统，而且是否属于动物，生物界还在争个不停，所以海绵动物就不在今天的讨论范围之内。

而今天我们要介绍的另一种神奇的动物，其超凡的再生能力和死侍有得一拼，比蚯蚓强得多，因为哪怕它失去的那一部分是头部，也能重新再长个脑袋出来。准确来说，这些“死侍”是属于一类动物，属于纽形动物门（Nemertina）的其中几种（蚯蚓是环节动物），也可以叫它们纽虫。

Lineus sanguineus 图源：APHOTOMARINE

什么是纽虫？

纽虫目前大约有 1275 种，分属于两纲四目，其地理位置分布广泛，从北极到南极均有分布，大部分生活在海水中。纽虫的长度从几微米到几米都有。如在英吉利海峡发现的纽虫 Lineus longissimus 有 30m 长。

它们是肉食主义者。虽然是个捕食者，但却没有飞快的速度，毕竟常理来说，要抓到猎物时机很重要，捕捉的瞬间稍纵即逝。但纽虫与其他捕食者不同，他们行动非常缓慢，主要依靠其有毒的吻攻击目标。日本广岛湾的发现的纽虫内含有大量的河豚毒素，虫体的总毒素最高可达14,734 MU/g，主要分布于虫体的表皮细胞、吻、吻腔、靠近血管的肠壁，甚至排泄系统和卵子中也含有一定的河豚毒素一些纽虫会以一些水生经济物种的卵为食，比如鱼类或者甲壳类，因为对海洋生产有害，也可以称为害虫。

尽管纽形动物分布广泛，但在众多生物当中，它们却是一类缺乏被深入研究的动物，原因可能是不怎么具备经济价值吧。

变态的再生能力

虽说纽虫的再生能力是非常有名的，比如血线虫Lineus sanguineus，身体细长，体长约20厘米，主要生活在大西洋东北部以及北美的两个海岸。

Lineus sanguineus 图源：APHOTOMARINE

Lineus sanguineus毫无疑问是现有动物中，已知的最强再生能力者。理论上来讲，这个物种的个体可以被反复切除，哪怕是从个体的二十万分之一部分也能重新长出整个身体。

真的没有骗你，科学家真这么说的……图源：REGENERATION IN XEMERTEANS

下面这张图展示了WESLEY R . COE对纽虫各种精妙的切法，简单来说就是二分法。

图源：Regeneration in nemerteans

A：是一个完整的个体，就不多说了

B：科学家把中间一小部分，在这里称为B段切出来了（同时还有），然后12天之后再生成了一个新个体。

C：然后科学家把长好的B段拿出来切，本来就只是原来身体的一小段了，还要切成三段，切了D、K、L段出来，30天之后又分别长出来了3个新个体。

D：然后科学家把长好的D段拿出来切了两半，过段时间又长出来了……

科学家就这么切啊，切啊，切啊，切啊，1/2又1/2又1/2，纽虫的原来那部分被切的越来越小，直到U、V段，实在太小了，就相当于人的一个手指头一样的部分，终于长不出一个完整的新个体了，真是虫生艰难啊！

科学家觉得还不够过瘾，有尝试了各种新的切法，如下图所示：

图源：Regeneration in nemerteans

比如，脑袋那里横着开个口，脑袋都开花了，结果愈合了；尾部横着开个口，也愈合了。行啊，这家伙挺强的，那就脑袋竖着切，体内也竖着切，斜着切，结果都完整愈合了…

图源：Regeneration in nemerteans

Lineus sanguineus 的再生分为9步。具体每部就不介绍了，和上图一样，简言之，就是从纽虫身上任意切下来的一小块先长出头，然后再长出尾部。

大家都是纽虫，为什么虫与虫之间的差别那么大呢？

然而，这种再生能力似乎并不是纽虫的典型特征。纽虫目前大约有 1275 种，其中一些品种的再生能力已被描述出来，但没有一种能与Lineus sanguineus的惊人能力相媲美。

那些被具有再生能力和没有再生能力的纽虫

图源：Bely AE, Zattara EE, Sikes JM. 2014 Regeneration in spiralians: evolutionary patterns and developmental processes. Int. J. Dev. Biol. 58, 623–634. (doi:10. 1387/ijdb.140142ab)

而且那些再生能力差的纽虫，也不容易被科学家报道出来，究其原因，就算写出来也会因为再生能力不够强，而上不了高影响因子的学术期刊。2012年至2014年期间，科学家在美国、阿根廷、西班牙和新西兰沿海地区收集了22种纽虫，而之前的研究中他们已经获得了纽虫属下13种其他种类的再生能力数据。

纽虫再生的部分试验结果 图源：Biological Sciences

同样的，他们也是利用二分法来测试纽虫的再生能力。发现只有8种能够重新生长出头部和整个身体，包括前面的“死侍“Lineus sanguineus。科学家推断，这些纽虫中的超能力者是为了适应环境进化出来的，它们的祖先并没有强大的再生能力，其中一种起源在1000万至1500万年前。

当然，关于这些纽虫为什么再生能力这么强，科学家最近在一种蠕虫身上发现了一种主控基因（master control gene），这种基因和再生能力有着密切的关系。这种蠕虫名为Hofstenia miamia，也有着和蚯蚓类似的再生能力，切成两三段再完全再生是没问题的。

Hofstenia miamia

图源：Whitehead Institute for Biomedical Research – MIT

科学家通过对蠕虫进行基因测序，然后把蠕虫一切为二，观察在再生过程中DNA的动态响应，最后确认了这一过程中EGR（Early growth response proteins，包括EGR1, EGR2, EGR3 和 EGR4）的基因序列是最活跃的。当科学家破坏了EGR的基因功能后，被破坏基因功能的蠕虫就不再生长了，再生能力消失。也就是说EGR和自愈能力是息息相关的，它帮助激活了Hofstenia miamia蠕虫的再生过程。

话说回来，这些研究只停留在试验及实验结果阶段，还未见对再生这种特性加以应用。如果哪天科学家摸清了Lineus sanguineus这种近乎变态的再生机制，那么死侍就要从漫画走向现实了……

参考文献：

陈碧远 . 蚯蚓的再生实验 [J]. 生物学教学 ,1994(1):28～30.

Bely AE, Zattara EE, Sikes JM. 2014 Regeneration in spiralians: evolutionary patterns and developmental processes. Int. J. Dev. Biol. 58, 623–634. (doi:10. 1387/ijdb.140142ab)

Tanu M B, Mahmud Y, Arakawa O, Takatani T, Kajihara H, Kawatsu K, Hamano Y, Asakawa M, Miyazawa K, Noguchi T. Immunoenzymatic visualization of tetrodotoxin (TTX) in Cephalothrix species (Nemertea: Anopla: Palaeonemertea: Cephalotrichidae) and Planocera reticulata (Platyhelminthes: Turbellaria: Polycladida: Planoceridae). Toxicon, 2004. 44:

515-520

Coe WR. 1929 Regeneration in nemerteans. J. Exp. Zool. 54, 411–459. (doi:10.1002/jez.1400540304)

Eduardo E. Zattara Fernando A. Fernández-álvarez Terra C. Hiebert Alexandra E. Bely Jon L. Norenburg A phylum-wide survey reveals multiple independent gains of head regeneration in Nemertea286Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences

http://doi.org/10.1098/rspb.2018.2524

Acoel genome reveals the regulatory landscape of whole-body regeneration

BY ANDREW R. GEHRKE, EMILY NEVERETT, YI-JYUN LUO, ALEXANDER BRANDT, LORENZO RICCI, RYAN E. HULETT, ANNIKA GOMPERS, J. GRAHAM RUBY, DANIEL S. ROKHSAR, PETER W. REDDIEN, MANSI SRIVASTAVA SCIENCE15 MAR 2019