Cell 子刊：遭遇寄生虫时，硬核海兔断头求生...
丁香学术
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生物体的自切（autotomy）反射早为人熟知，其中最常见的莫过于壁虎断尾。
一些动物在遇到外界刺激或捕食者时，为了生存，他们可能会「断臂求生」，切除尾巴、附体等肢体末端。随后，在合适的环境条件下，被舍弃的部分会肢体再生，完好如初。
然而，令人惊奇（惊恐）的是，对某些动物来说，断尾都太过小意思了，他们断头玩儿... 在失去包括心脏的大多数身体器官后，还可以在一定时间内重新长出，再获新生。
2021 年 3 月 8 日，日本奈良女子大学的 Sayaka Mitoh（通讯作者）与 Yoichi Yusa 合作在 Cell 旗下子刊 Current Biology（IF：9.6）发表题为 Extreme autotomy and whole-body regeneration in photosynthetic sea slugs 的研究论文。
她们发现两种海蛞蝓（ Elysia cf. marginata 和 Elysia atroviridis，有翻译为缘边海天牛和缘深海天牛）能在自行断头后重新长出心脏及其他身体器官。
图片来源：Current Biology
这种神奇的生物也引起了 Nature 和 Science 的关注，分别争相报道，我们也来领略一下这两种生物的风采。
图片来源：Science 截图
1/3 有断头经历，有的还不止一次
图片来源：Nature 截图
在研究过程中，Dr. Sayaka Mitoh 等发现 15 只实验室培养的 Elysia cf. marginata 个体中有 5 只在生长过程中发生从头部自切，其中一只甚至自切两次。被切除的部分包含了心脏，也很可能包括肾脏、肠道以及大多数的生殖器官。
年轻个体（孵化后 226d-336d）被切下的头部几乎立刻就可以自行移动... 伤口一天之内即可愈合，几小时内就可以进食海藻。7 天之内开始再生过程，并在 20 天左右完成。而老年海蛞蝓（孵化后 480d-520d）则不再进食，并于 10 天内死亡。
然而剩余躯体部分可以在几个月内对触觉刺激做出反应，但不会重生成为新个体。
与之相似，在另一种海蛞蝓中也发生了这样的现象。这组海蛞蝓是野外捕获并用桡足动物寄生虫 Arthurius sp. 感染。4%（3/82）发生了头部自切，其中 2 只获得重生；48%（39/82）发生了局部的切除，13 只重生。而 64 只未被寄生虫感染的个体则没有发生任何部位的自发切除。
这会是新的再生研究模式物种吗？
为了探索为何这两种海蛞蝓在什么条件下发生自切行为，两位科学家做出了各种尝试。
首先她们发现海蛞蝓的颈部存在一个横沟，可能是预设的断裂区。作者用尼龙绳沿着这个区域轻轻捆绑后（共 6 只），5 只 Elysia cf. marginata 在 1 天之内发生自切，1 只由于捆绑位置偏低，在 9 天后自切。自切部分占据身体自重的 80-85%。
模拟猎食者攻击的方式却都不奏效，包括掐头、去尾（疣足）等。
这两种海蛞蝓与其他种类海蛞蝓不同的点还在于，相比其他种类仅自切尾部、疣足、背侧突起等身体的小部分，他们则切除身体大部。同时，某些无脊椎动物的分裂也伴随着超强的再生能力，比如眼睛、心室等关键部位，但是这类失去包括关键器官的整个躯体后仍能再生的能力却着实令人惊叹！
Dr. Sayaka Mitoh 等人已经成功的饲养 Elysia cf. marginata 多个世代，他们认为这种生物可以作为研究自切（autotomy）与再生模型的潜力。
另类的免疫适应方式？断头为排出寄生虫...
多数的自切行为是为了逃避捕食者。但是成年海蛞蝓由于其隐藏色和毒性，他们的天敌很少。而且实验中，这种自切耗时数小时，显然并非躲避捕食者的妙招儿；模拟猎食者袭击也未能引发自切。
，时长00:21
Dr. Sayaka Mitoh 提示这种自切可能是海蛞蝓应对寄生虫感染的一种方式。所有发生自切或自溶的个体都有寄生虫（至少在 E. atroviridis 中是这样的）。
在 E. atroviridis 中，寄生虫主要占据在身体大部，终生抑制其繁殖能力。自切很可能会提高宿主的繁殖成功率。 Elysia cf. marginata 在她们的实验环境中并未发现寄生虫，但这类海蛞蝓确实存在另一种同质寄生虫。
作者还提出另一种可能的假设，海蛞蝓可能通过自切这种方式避免被海藻束缚或去除体内累计的有毒化学物质。
事实证明，砍头不一定死亡，可能意味着新生。
再生医学的机遇
一直以来，这些神奇的现象也给科学家们在再生医学、发育生物学、干细胞生物学等领域带来启发。
正如 Sayaka Mitoh 在接受采访时提到的那样，这神奇现象的发现过程「就像一部恐怖电影」。想象一下，在无人干预的实验室一群黏糊糊的水生生物失去了身体，但它的头在海藻间缓缓爬行。
在没有心脏和其他重要器官的情况下，这两种海蛞蝓都出乎意料在几天之内开始再生整个身体。不到一个月，身体就可以恢复正常。
失去身体大部的情况下，它们是如何存活近一个月的呢？作者们猜测这可能与它们的盗食质体能力有关，这两种海蛞蝓都可以利用光合藻类生存。
海蛞蝓可能是已发现的最有价值的试验对象之一了，同时它们也具有成为实验动物模型的潜力，对于人们了解身体重塑背后的遗传学具有重要的意义。
目前的研究仅处在现象发现阶段，未来一切皆有可能。
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[1] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982221000476
题图来源：Current Biology/Sayaka Mitoh
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