海胡桃是一种已经入侵欧洲和亚洲部分地区的栉水母,在遇到困难时,它可以从性成熟的成虫变回幼虫形态。
海胡桃(学名Mnemiopsis leidyi)是一种栉水母(Ctenophora),原产于西大西洋。 (图片来源:Gerald Corsi via Getty Images)
一项新研究表明,一种被称为“海核桃”的大西洋栉水母具有逆转自身衰老过程的能力。
当食物匮乏或受伤时,这种凝胶状无脊椎动物会向后发育,变成幼虫形态,长有两根触手来捕捉食物。成年形态的海马没有这些触手,看起来像一对透明的小肺。
根据 8 月 10 日发表在预印本数据库 BioRxiv 上的这项研究,海胡桃(Mnemiopsis leidyi )是已知的第三种动物物种,也是已知的第一种栉水母( Ctenophora ),可以在成年后恢复到早期生命阶段。(尚未经过同行评审)。
科学家此前曾发现,少数刺胞动物(包括水母、海葵和珊瑚)可以逆向发育,但仅限于在达到性成熟之前。另外两种已记录的成年后可以逆向发育的物种是所谓的永生水母(灯塔水母)和犬绦虫(细粒棘球绦虫)。
栉水母的年龄逆转“证实了逆转的发展可能比以前认为的更为广泛”,研究人员在研究中写道,这项研究建立在先前研究海核桃耐寒性的工作基础之上。
海核桃原产于西大西洋,但该物种已扩散到欧洲和亚洲,成为一种入侵性威胁。M . leidyi可以在缺乏食物的情况下在船舶压舱水中存活数周,研究人员认为栉水母就是通过这种方式跨越大西洋的。该物种目前分布在黑海和里海,它们与当地生物争夺食物,导致渔业资源崩溃,地中海、波罗的海和北海也有分布。
为了弄清海胡桃的生存策略,研究人员进行了实验,让一组栉水母挨饿,并通过从其叶瓣上取下组织来伤害另一组栉水母。(与其他栉水母一样,海胡桃甚至可以从一小块肉中完全再生。同样的研究人员之前发现,海胡桃的神经系统是融合的,这可能为组织修复和愈合带来一些优势。)
新的研究表明,海核桃在受到压力时可能会发生逆向发育。(图片来源:dan_manila via Alamy)
挨饿和被截肢的海核桃萎缩成小块,但它们并没有死去。当研究人员再次喂养这两组海核桃时,他们发现在测试的 65 只栉水母中,有 13 只长出了触手,这表明它们已经退化到幼虫阶段。
论文合著者、挪威卑尔根大学海洋生物学家兼博士后研究员琼·J·索托-安吉尔 (Joan J. Soto-Angel)告诉《科学》杂志,栉水母利用触手捕捉成年后无法获得的食物,从而进入了新的生态位。有了足够的食物,栉水母最终恢复了原来的大小,并重新长出了叶瓣。研究表明,这些生物甚至恢复了繁殖能力。
索托-安格尔说,发现第三种能够逆转衰老的动物“真是令人惊讶”。他说, M. leidyi退化为幼虫形态的过程与永生水母不同,但这两种动物都可以帮助研究人员更好地理解衰老。
栉水母也是现存最古老的动物谱系之一,可能是所有动物的姐妹群,这使它们成为研究进化的独特模型。
日本上总 DNA 研究所的动物学家长谷川义典 (Yoshinori Hasegawa)告诉《科学》杂志,目前尚不清楚栉水母是否真的能逆转衰老,还是只是缩小了。长谷川义典并未参与这项研究。他说:“这看起来像是一种不完美的返老还童。”