鱷魚也懂斷尾求生

文/牆編(英國諾丁罕大學遺傳學博士、國家實驗研究院 |2020.12.14
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我們都聽說過,蜥蜴遇到天敵的時候,會自斷尾巴,然後逃跑。那斷掉的尾巴還會不停扭動,彷彿還在痛苦掙扎一般。而逃過一劫的蜥蜴卻像沒事一樣,扭著光溜溜的屁股過日子,一段時間不見,又長出一條好端端的新尾巴。圖/pinterest

文/牆編(英國諾丁罕大學遺傳學博士、國家實驗研究院研究員)

我們都聽說過,蜥蜴遇到天敵的時候,會自斷尾巴,然後逃跑。那斷掉的尾巴還會不停扭動,彷彿還在痛苦掙扎一般。而逃過一劫的蜥蜴卻像沒事一樣,扭著光溜溜的屁股過日子,一段時間不見,又長出一條好端端的新尾巴。

這種再生能力科學家稱為「附屬物再生」(appendage regeneration)。再生能力在無羊膜動物(anamniotes)*中很常見,如斑馬魚、非洲爪蟾和墨西哥鈍口螈,都是研究再生能力常見的模式動物。羊膜動物(amniotes)中,包含了哺乳類,鳥類,爬行動物等,其中只有爬蟲類是唯一一群有再生能力的動物;哺乳類和鳥類成年後的再生能力,相較而言還是差了一點。

亞利桑那州大學的徐辛蒂(Cindy Xu)博士想要知道,同屬於爬行動物,但是體型比蜥蜴大幾百倍的鱷魚,能不能和蜥蜴一樣再生斷尾呢?辛蒂博士,與盛產美國短吻鱷的路易斯安那州合作研究,結果發現斷尾的美國短吻鱷,斷尾後也能再長出近9英寸(23公分),大約身體長度6%~18%的尾巴來!

造尾沒那麼簡單

辛蒂博士透過解剖學、組織學與磁震造影技術,分析新舊鱷魚尾巴發現,鱷魚新長的尾巴沒有硬骨,只有軟骨,而且不是和蜥蜴一樣,從斷尾處的中央開始往外長,而是從腹側長上來。鱷魚新生的軟骨是中空不分節的,周圍只有結締組織,沒有骨骼肌,所以無法動彈。蜥蜴的新生尾巴有不分節的硬骨和骨骼肌,外表看來幾近完美;相比起來鱷魚的新尾巴,好像只是個裝飾用的義肢。

其實要長一條新尾巴,是非常耗費能量的事,當蜥蜴在長新尾巴的時候,牠們幾乎停止了其他部分的生長。蜥蜴要長一根新尾巴,就要花6個月的時間,而鱷魚更要花上18個月(剛出生的嬰兒都會走路了……)。或許鱷魚就是不想要花太多能量在這上面,所以就沒長骨骼肌出來了,但是軟骨,神經和血管都沒少長。

鱷魚並不會像蜥蜴一樣,自主性的斷尾,牠們會失去尾巴大多是打架受傷的,所以鱷魚新長的尾巴,其實也有點像是傷口的癒合一樣。辛蒂博士認為,鱷魚的新尾巴,介於再生與癒合之間。大約2.45億年前,鱷魚和鳥類的共同祖先──恐龍,是世界的霸主。侏羅紀時期的化石證據顯示,鱷魚祖先在那時候,就曾經擁有再生的新尾巴。到底是什麼時候,這種再生能力在一些物種間消失了?是不是有可能,找到具有再生能力的鳥祖先?科學家未來將比較各物種的再生能力,來釐清再生能力的演化過程。

*編註:無羊膜動物泛指那些,胚胎發育期不形成羊膜的脊椎動物;兩棲類和魚類的生殖離不開水,通常屬於此類動物。

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