怪誕的神話
在阿茲特克神話中,五個太陽的傳說是我們世界的創世神話。第五個太陽的黎明帶來了人類被創造的時代,也是我們目前生活的時代。
根據神話,這個太陽是眾神創造的,但不能在天空中移動。也就是說,不是沒有犧牲的滋養。
諸神自己是第一個向太陽獻祭的人,開創了阿茲特克人后來遵循的人類獻祭傳統。
然而,神Xolotl不想被犧牲。為了逃避偵查,他將自己換成了其他形態——首先是玉米植物(xolotl),然后是龍舌蘭植物(mexolotl),最后是水怪,axolotl。
龍舌蘭
當他被發現時,他的兄弟Quetzalcoatl饒了他一命,但放逐他作為axolotl永遠生活在黑暗中。今天,人們相信這個“水怪”仍然擁有神的靈魂。
美西螈正處于徹底滅絕的邊緣
Axolotls地區的一種蠑螈,僅見于墨西哥城外的Xochimilco湖地區,靠近阿茲特克古都特諾奇提蘭。
除了他們的精神聯系,軸突蠑螈不同于任何其他蠑螈。它們永遠生活在水里,事實上,永遠以幼年的形式生活——永遠不會成熟到成年的身體,永遠是蝌蚪。
此外,除了抗衰老的能力外,軸突還可以從失去的肢體、尾巴、器官、眼睛部分,甚至大腦部分再生身體的幾乎任何部分。
數百年來,軸突一直是我們了解自身器官如何發育和功能的核心,其獨特的生理學為我們許多最緊迫的生物學問題提供了答案。
現在,我們希望破解其再生超級大國的密碼,有一天能夠自己駕馭它們。
但是,由于只有幾百公里的水道仍然是其自然棲息地,軸突藻在野外瀕臨滅絕,解開這些謎團的時間不多了!
蠑螈地區類型的蠑螈只發現于墨西哥城外的Xochimilco湖地區,靠近阿茲特克人的古都特諾奇蒂特蘭。
它們永遠生活在水中,事實上,它們永遠生活在幼年的形態中--永遠不會成熟成成年的身體,永遠的蝌蚪。
幾百年來,美西蠑螈一直是我們了解我們自身器官如何發育和運作的核心,它獨特的生理學為我們許多最緊迫的生物學問題提供了答案。但是,由于它的自然棲息地只剩下幾百公里的水道,美西螈正處于徹底滅絕的邊緣!
為什么美西蠑螈與其他脊椎動物如此不同?
究竟是什么讓它們成為科學界已知的最重要的兩棲動物的異常生理學。
軸突動物是虎蠑螈物種復合體的成員,與該地區其他蠑螈物種相比,它們的進化相對較晚。它們長約23厘米長,有多種顏色。
與幾乎所有其他蠑螈不同的是,它們是幼年的,這意味著它們將幼年特征保留到成年。它們從不經歷變形。
對它們來說,這意味著它們仍然是水生動物,從不冒險上岸,它們保持著外部羽毛狀的鰓和尾鰭,并且缺乏可移動的眼瞼。
當它們在19世紀60年代首次從墨西哥運到著名的法國動物學家奧古斯特·杜梅里爾(AugusteDumeril)那里時,他確信軸突魚是一種未知類型蠑螈的幼蟲。
直到6個月后,他的標本才意外地復制出來。由于動物的成體階段是由性成熟度決定的,所以這些生殖軸突必須是成體。軸突有多奇怪才剛剛開始被揭示出來。總的來說,保留少年特征看起來很可愛,但在自然界中卻很奇怪!
博物學家不知道該如何理解這一現象
乍一看,它看起來像是整個物種的生長永久受阻。但是,盡管軸突蠑螈是唯一保持幼年形態的蠑螈之一,但該地區的其他蠑螈有時也會這樣做,因為一些個體最初是為了他們的整個生命而停留在水中的,博物學家不知道該如何理解這一現象。
但是,看看這些蠑螈生活的地方,我們開始明白為什么在自然界中,所有這些蠑螈都有一些關鍵的共同點。
首先,它們都是巨大的、相對永久的水體,至少在人類干預之前是這樣的。
第二,這些湖泊環繞著比爾,在許多情況下是該地區唯一的永久水體。
第三,所有這些湖泊歷史上都沒有任何掠食性魚類。
這些湖泊中的阿拉曼人,有時或總是無法成熟到成年,因為這些湖泊是在惡劣干燥的陸地環境中唯一合適的棲息地。
蠑螈通常會變形以利用水和土地,但前提是土地有點潮濕。但是,在水面以下沒有主要食肉動物潛伏的情況下,潛入水中的戰略,加上某些pH值、溫度和海拔要求,這些墨西哥湖泊恰好完全符合要求,給了薩拉阿曼德斯一種獨特的生存能力。
杜梅里爾用余生尋找這些軸索細胞為什么會發生變化的解釋,但在找到答案之前就去世了。
有一段時間,人們認為軸突總是不經歷變態,它的幼性是其生物學的一個永久特征。
雖然這在大多數情況下可能是正確的,但并不是所有情況下都是正確的,正如法國動物學家杜梅里爾在1865年所了解到的那樣,當時他從他的軸突標本中得到了更大的驚喜。
令他震驚的是,在他照顧下的一些變成了他們的成年陸地生物。它們看起來有點像虎蠑螈,但差異很大,仍然被視為自己獨特的物種。
杜梅里爾用余生尋找這些軸索細胞為什么會發生變化的解釋,但在找到答案之前就去世了。但在20世紀初,axolotl的轉變再次成為研究興趣的前沿。
在此期間,研究人員正在縮小對甲狀腺組織作為兩棲動物變態機制的研究范圍,而軸突是最適合清楚證明其作用的動物。
當用家畜的甲狀腺組織喂養軸突蟲時,軸突蟲會變形,失去外部鰓,脫落幼蟲皮膚,冒險上岸。基本上,甲狀腺組織是軸突的真實月球石。
在其他情況下,當被迫呼吸空氣時,軸突可以轉化,但這對動物來說是有壓力的,并且需要更長的時間。然而,這可能就是為什么一些被囚禁的人意外地變形了。
除了肝臟,我們的器官和四肢都不能再生。
轉化軸突的發現,在我們理解甲狀腺激素(如甲狀腺素)的道路上發揮了核心作用,甲狀腺素于1915年首次分離,1926年合成。
這標志著axolotl對醫學研究的巨大貢獻的開始。所有生物體都有一定程度的再生能力。對于一些動物來說,再生只是生命的一部分。
扁形蟲和水螅可以再生他們的整個身體,甚至從他們原來的一小片自我。
海星,章魚,甚至螃蟹都可能失去一只手臂,然后再長回來就不會有什么問題了。
但這些動物都有一個共同點——它們都是無脊椎動物。在像我們這樣的脊椎動物中,再生幾乎僅限于傷口上的皮膚或疤痕組織再生。
除了肝臟,我們的器官和四肢都不能再生。事實上,幾乎沒有一種脊椎動物的再生能力遠遠超過我們的能力。
也就是說,除了蠑螈和蠑螈目的其他成員。其他唯一能再生四肢的脊椎動物是青蛙,但青蛙一旦完全變成成年體型,就失去了再生四肢的能力。軸突在其整個生命周期中保持其再生能力。
如果大腦在成年期受損,通常無法再生新的神經元、血管或組織。
軸突再生肢體的方式始于肢體的存活細胞。一旦肢體被切斷或丟失,血凝塊會迅速阻止切口處的出血,截肢部位會覆蓋一層細胞。這一部分與我們治療的方式沒有太大不同。
然后,在接下來的幾天里,表皮下的細胞開始快速分裂,形成一個稱為芽基的錐形結構,也稱為再生芽。
胚芽是保持再生的關鍵。這是常規骨、軟骨或肌肉細胞分化的地方,這意味著它們失去了身份,并轉化回干細胞。
慢慢地,它們開始重組骨骼、皮膚和靜脈,就像動物第一次在卵子中發育時干細胞所做的那樣。隨著胚芽中的細胞繼續分裂,神經和血管將其連接到身體的其他部位。
肢體最終完全恢復生長,看起來像是丟失肢體的精確復制品。雖然肢體的完全再生給人留下了深刻的印象,但軸突動物也能完成一些看起來完全不可能的事情:再生大腦的某些部分。
在像我們這樣的哺乳動物中,實際上大多數脊椎動物中,神經元通常只在胚胎階段生長。任何發生在成年期的神經發生都是非常有限的。如果大腦在成年期受損,通常無法再生新的神經元、血管或組織。
蠑螈是唯一能夠將常規細胞轉化回干細胞,使其重新發育成新組織的四足脊椎動物。
然而不知何故,對美西蠑螈來說,這樣做沒有問題。通過去分化干細胞,它們可以在生命中添加新的神經元,并可以在受傷后再生脊髓和部分大腦。
蠑螈是唯一能夠將常規細胞轉化回干細胞,使其重新發育成新組織的四足脊椎動物。
這似乎是一種超級能力,但軸突實際上并沒有特殊的再生基因來實現這一點。
簡單來說,它們的基因調控與其他動物不同。
這一事實給科學家們帶來了希望,我們可能仍然將這種能力鎖定在體內——如果這種能力被解鎖,可能會極大地造福于患有某些器官、功能衰竭、肢體截肢或嚴重燒傷的人。
雖然我們仍然不知道允許軸突去分化的確切機制,但細胞,一些關鍵成分正在開始被揭示,其中許多類似于我們體內已經在工作的細胞和分子。
了解軸突再生所需的分子和細胞的一種方法是尋找導致軸突失去再生能力的分子調整。
例如,在許多動物中,巨噬細胞在炎癥反應中對損傷起關鍵作用,并且以前與再生有關。
因此,研究人員發現,在截肢前注射一種能夠清除軸突肢體中巨噬細胞的藥物,會使其形成疤痕組織,而不是再生。
巨噬細胞
這表明,巨噬細胞,是一種我們很容易擁有的細胞,是再生的重要組成部分。
研究人員同樣發現,一種稱為轉化生長因子-β的蛋白質是軸突再生的關鍵,軸突再生是一種分子,在妊娠早期、三個月受傷的人類胚胎中對防止瘢痕組織也至關重要。
除此之外,研究人員還發現,小鼠和人類都可以再生部分切除的手指或腳趾,但隨著年齡的增長,人類會失去這種能力。
研究人員認為,這是由于指甲下的一種干細胞,通常幫助指甲永久生長。
他們現在認為,這些細胞也可能是我們再生能力更強時的殘余物。
所研究的小鼠手指的再生取決于兩種特定類型的蛋白質,即Wnt和FgF2蛋白質以及某些信號傳導途徑,這些蛋白質和途徑似乎與蠑螈再生期間的蛋白質和途徑相同。
所有這些都表明,我們可能會部分地保留與軸突相同的再生能力,這些能力有一天會被重新喚醒。
因此,軸突魚是科學界最令人難以置信和最重要的研究動物之一,同時也是世界淡水水族館中備受喜愛的寵物。
然而,他們在野外面臨著幾乎完全的毀滅。蠑螈的保護故事是獨一無二的,如果我們不小心,我們就有可能失去地球上最不可思議的生物之一。
野生軸突藻正搖搖欲墜,瀕臨滅絕。,在過去幾十年中,他們的數量指數級下降。在1998年的一項調查中,據報道約有6000只,在他們的棲息地每平方公里居住。
美西蠑螈幾乎消失了
2015年,每平方公里僅發現35只。據預測,它們將于2020年在滅絕,但幾乎沒有逃脫這種命運。
沒有人確切知道現在還剩多少,但數字非常可怕。
今天,只有在一個地方可以自然地發現軸突:Xochimilco湖。
但是這個湖的現代版本更像是一系列的小運河。它是過去的幻影,僅占原始大規模濕地系統的2%。
幾個世紀前,這個地區有幾個五大湖,它們是新中美洲文化的發源地,包括特奧提瓦卡諾、托爾特克和后來的阿茲特克。
在1519年西班牙征服時,這些湖泊的面積將覆蓋今天墨西哥城的大部分地區。,由于其自然淺水和南部的淡水泉,在西班牙人到來之前的幾個世紀里,萊克索奇米爾科是中國農業的中心。
這些人工島嶼形成了廣泛的運河網絡。這里的古城在某種程度上很像今天的威尼斯。在這里,軸突與人類一起繁衍生息。
但隨著時間的推移,該地區的人口不斷增長,最終,除了Xochimilco湖之外,所有的湖泊都被排干了。
為了防止洪水泛濫,并允許城市擴張。,今天,Xochimilco湖的遺跡是高度入侵的大型魚類,它們不僅競爭激烈,而且以軸突為食。毫不奇怪,美西蠑螈幾乎消失了。
美西蠑螈是“兩棲動物的白鼠”,因為它們是研究的理想對象,很容易在實驗室飼養。
然而,在世界各地的實驗室里,美西蠑螈是“兩棲動物的白鼠”,因為它們是研究的理想對象,很容易在實驗室飼養。
它們是世界上分布最廣的兩棲動物,所以你可能會問這樣一個問題,如果美西蠑螈在水族館和實驗室里繁衍生息,那問題是什么?
不幸的是,實驗室的菌落并不健康。這些圈養種群正變得近親繁殖,缺乏抵御疾病的遺傳多樣性。
為了幫助緩解這一問題,科學家在圈養的蠑螈中雜交了軸突。這使得許多實驗室標本都有一個宿主,與野生美西蠑螈一樣。
一個解決野生水母數量減少的建議是簡單地將一些圈養種群重新引入其自然棲息地。
水母
但在湖水被清理干凈之前,把他們放回去將是一個死刑判決。盡管一些科學家和自然保護主義者做出了努力,但Xochimilcobecoming湖似乎不太可能在任何時候保持清潔和健康。
而不是將他們重新引入他們的原創想法,給axolotls一個新家。
墨西哥是世界上生物多樣性最豐富的國家之一。
在墨西哥國立自治大學附近已經確定了一個合適的地點。一個廢棄的采石場中誕生了一個淡水湖,研究人員現在正將其用作生態研究地點,幾十個,使用無線電發射器跟蹤。
最終,這些研究對象有望在這里繁殖,一種新型的半野生種群可能會誕生。
也許隨著野生捕到的安息香和實驗室飼養的安息香的引入,遺傳多樣性可能會得到改善。而且,盡管這是一個不同于沼澤運河的生態系統,但像這樣的地方可能是這些壯麗生物長期生存的最佳選擇。
墨西哥是世界上生物多樣性最豐富的國家之一。它與巴西、哥倫比亞和印度尼西亞一起位于生物多樣性列表的頂端,擁有數千種獨特的特有物種。
據估計,世界上超過10%的物種生活在墨西哥。因此,它被認為是一個巨大的國家。axolotl遠非墨西哥唯一值得注意的本土物種。
墨西哥土撥鼠、穴居動物、貓頭鷹、墨西哥狼,北美最稀有的狼亞種,以及美洲野牛,美洲最大的陸地動物,都是生活在墨西哥草原上的神奇生物。
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