分身有術的蚯蚓-科學人雜誌

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蚯蚓再生出尾端的時間通常比頭部短,例如台灣常見的黃頸蜷蚓,斷尾之後,一般數天到數週就可以再生完成;若是斷頭,則要數個月後才能再生出完整的頭部。

... 一般蚯蚓若同時 ... 本期文章 分身有術的蚯蚓 文/楊嘉慧    不久前,網路流傳一則趣味漫畫,將蚯蚓身體切成2段,可以變成2條蚯蚓一起下棋,切4段就可再生出4條蚯蚓打麻將……。

故事雖然有點誇張,不過蚯蚓具有再生能力卻是事實,蚯蚓體節斷裂後,不論是缺頭或去尾,都有可能長成有頭有尾的個體。

蚯蚓屬於環節動物門,由皮膚及肌肉構成一環一環的體壁,每一環為一個體節。

不同種的蚯蚓體節數不一,盆栽中常見的蚯蚓體節數可達80節以上。

成熟的蚯蚓靠近頭部的地方,有一圈較寬的環帶(為產生卵繭的器官),可據此分辨頭尾端,口部到環帶為頭部,環帶之後是尾端。

完美再生的秘密 台灣大學動物學研究所教授陳俊宏表示,蚯蚓能否再生與傷口斷裂方向有密切關係。

蚯蚓的背部和腹部各有一條貫穿全身的主要血管,兩者間靠平行於體節的微血管相連,每段體節內部都有微血管,可獨立自成簡單的循環系統。

蚯蚓若在平行體節的方向斷裂,則每段體節內的血液尚能利用微血管循環,內部的組織器官不至壞死,就有機會存活與再生;若是從垂直體節方向縱切,血液無法完成循環,便會死去。

蚯蚓斷裂之後,身體會先進行傷口的修復:斷面上的血管及肌肉組織會馬上收縮,防止失血、組織液流失及微生物入侵,壞死的肌肉組織也會被具有吞噬能力的細胞清除乾淨;同時,血液細胞會聚集到傷口處形成栓塞,幫助傷口閉合。

有些蚯蚓的傷口修復速度相當快,不到一天傷口就能癒合。

動物再生有兩種情形,一種是由體內的未分化細胞(可轉變成新器官或新組織的細胞)遷移到傷口處,進行細胞分裂、增加細胞數後,再進一步分化,長出失去的器官、組織。

另一種則是傷口處的細胞會先回復到原始的未分化狀態,之後再進行細胞分裂或分化。

蚯蚓種類超過4000種,它們以何種方式再生,尚待研究釐清。

切頭去尾,也能再生? 蚯蚓雖具有再生能力,但再生能力並沒有像網路漫畫那樣誇大。

在長出完整的個體之前,若沒有口腔或肛門,牠將無法進食,不論切頭或去尾,很容易於再生過程中因為消耗過多能量而死去;除非是年輕的或個體健康狀況非常良好,才比較可能在斷掉之後長出完整的個體。

蚯蚓再生出尾端的時間通常比頭部短,例如台灣常見的黃頸蜷蚓,斷尾之後,一般數天到數週就可以再生完成;若是斷頭,則要數個月後才能再生出完整的頭部。

原因是腦、儲存食物的嗉囊、假心臟(膨大的環形血管,藉由瓣膜引導血流方向),甚至生殖器官等多種重要器官都集中在頭部,斷頭蚯蚓再生時,必須將這些組織器官長回來,較為耗時且耗能量;而尾端只有消化管和肛門,消化管的長短較不影響消化系統的運作,多數斷尾蚯蚓便犧牲消化管長度,在最短時間內長回可以排糞便的肛門,因此新個體的體節數相對就會減少。

一般蚯蚓若同時切頭去尾或切成數段,就很難存活,但切頭去尾也有再生成功的例子。

美國科學家德魯斯(RobertC.Drewes)曾經將夾雜帶絲蚓(Lumbriculusvariegatus)切頭去尾,經過21天後,夾雜帶絲蚓成功長出頭、尾存活下來。

陳俊宏實驗室研究發現,淡水多毛類(屬環節動物,為蚯蚓近親)瓢體蟲(Aeolosomasp.)長出失去的頭部需5天,尾部僅需4天;同時切頭去尾,也可如夾雜帶絲蚓一樣再生成完整個體。

有關蚯蚓再生的研究報告可見於許多文獻,但是對於蚯蚓再生能力及機制的研究卻相當少。

陳俊宏表示,現在用於再生實驗的動物,大多集中於體制較複雜的脊椎動物(斑馬魚、老鼠)及棘皮動物(海星),或是體制相當簡單的渦蟲或水螅,而體制複雜程度介於中間的蚯蚓及多毛類的研究相對較少,其實牠們對於解開再生能力的生化分子機制有一定程度的貢獻,也有助重啟人類再生機制,及應用於醫學治療相關疾病等。

蚯蚓也會自割求生? 壁虎遇險時會斷尾自割求生,自割現象在某些蚯蚓也可見到,例如加州腔環蚓等類蚯蚓,若被捧在手掌上過久,牠們的尾部就可能自割斷裂。

蚯蚓自割的長度通常是身體的1/4~1/3,斷裂後的尾巴仍會扭動,尾巴雖然可能有再生能力,但通常在還沒長出完整的頭部之前即萎縮死亡。

蚯蚓自割的原因,目前並不了解。

台灣大學動物學研究所教授陳俊宏認為,蚯蚓能夠感應環境溫度變化,人類體表溫度約35℃,而蚯蚓活動的土壤溫度約在25℃,因此,自割現象可能是蚯蚓面對不適當環境所做出的反應。

另有其他科學家認為,自割是因為尾端累積過多有毒物質所造成,例如顫蚓的尾巴有可以吸收重金屬物質的細胞,當金屬累積到一定濃度,尾端體節與體節之間的隔膜便會凹陷裂開。

此外,也有人提出自割可能是一種衰老現象,不過上述論點都只是猜測,目前沒有足夠證據證實。

延伸閱讀 〈人類斷肢也能再生?〉,宗岡、韓萬鍾、賈迪納撰文,《科學人》2008年第75期5月號 〈神經再生新曙光〉,王心瑩撰文,《科學人》 台灣蚯蚓資料庫 高二課本《生命科學》下冊 【完整內容請見《科學人》2010年第100期6月號;科學EasyLearn網路版‧行政院國科會補助案】 文章投票 雜誌訂購頁 雜誌內容頁 前期雜誌封面 科學人雜誌第100期2015-09-02 ‧ 雲的那端 ‧ 打造雲端上另一個台灣奇蹟 ‧ 分身有術的蚯蚓 ‧ 核融合發電美夢何時成真? ‧ 鬆開腦中的結 ‧ 幹細胞醫療起死回生   任選三刊只要2999元 暢銷雜誌訂一年送一年 大量訂購優惠報價 精選雜誌任選兩刊一年期只要1988元 天下雜誌+任選一刊只要3980元 今周刊訂一送二超級優惠活動!只要3990元 今日訂購者 今日訪客:3895   尚未登入 帳號(email) 密碼 文章總覽 首頁 雜誌清單 訂雜誌免費贈品 商品區 財經企管財訊天下雜誌SMART智富月刊彭博商業週刊-中文版先探投資週刊今周刊商業周刊非凡商業週刊現代保險經理人月刊數位時代雜誌能力遠見雜誌iThome電腦報周刊哈佛商業評論語言學習CNN互動英語大家說英語ABC互動英語互動日本語ALL+互動英語空中英語教室Live互動英語常春籐解析英語流行時尚GQ雜誌BAZAAR哈潑時尚儂儂雜誌美麗佳人雜誌VOGUE時尚雜誌ELLE雜誌健康樂活康健雜誌常春月刊大家健康親子育兒小行星幼兒誌新小牛頓未來少年少年牛頓嬰兒與母親TOP945康軒學習雜誌未來兒童幼獅文藝媽媽寶寶雜誌親子天下旅遊休閒高爾夫文摘Knowledge知識家DIGIPHOTOMotor汽車百科TOGOGolf高爾夫行遍天下職業棒球XXL美國職籃旅讀orTopGearTaiwan極速誌旅人誌國家地理雜誌Ciao潮旅社會人文鄉間小路張老師皇冠人本教育居家生活室內LaVie漂亮住宅美學漂亮家居時事品味看雜誌亞洲週刊新紀元周刊鏡週刊men'suno男人誌君子雜誌知識科技全球防衛會計月刊PCDIYHowitworks知識大圖解科學人雜誌CTimes零組件網管人廣告CIOIT經理雜誌新電子新通訊元件PChome電腦家庭 新聞時事(外文雜誌)BloombergBusinessweekFORBESASIAHARVARDBUSINESSREVIEWFORTUNEBUSINESSTRAVELLERTHEECONOMIST自然科學(外文雜誌)NATIONALGEOGRAPHIC商業(外文雜誌)STOCKS&COMMODITIESSUCCESSMAGAZINETOPICSINCWIRED室內設計(外文雜誌)ARCHITECTURALRECORDINTERIORDESIGNDWELLHOMESANDGARDENS(UK)VERANDAFLORIDADESIGNARCHITECTURALDIGEST流行時尚(外文雜誌)INSTYLECOSMOPOLITANNYLON(US)HAIR(UK)WALLPAPERHARPER’SBAZAARELLE(US)ALLUREMARIECLAIRE(US)日文雜誌NAILUP(日文)MRS.STYLEBOOKMRS.MONTHLYBEADFRIENDCOTTONFRIENDSO-EN裝苑風景寫真(MOOK) 天下雜誌+任選一刊只要2980元 流行時尚雜誌最優惠活動! 健康休閒類我最優惠! 超萌可愛貓咪毛絨絨紙巾盒 優惠價:89元 ■注意事項 收書日:月刊約每月5日~10日間,逾期未收請於當月15日後通知本站,以辦理補寄作業。

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