Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Regeneracja głowy z mózgiem to niedawno nabyta zdolność

Recommended Posts

Regeneracja amputowanych części ciała jest rzadka, jednak występuje w świecie zwierząt. U salamander, pająków czy rozgwiazd mogą odrastać kończyny, czułki i inne zewnętrzne części ciała, a u wstężnic dochodzi do regeneracji całego osobnika z niewielkiego fragmentu ciała. Dotychczas sądzono, że zdolność do regeneracji wyewoluowała bardzo dawno. Jednak naukowcy poinformowali właśnie o odkryciu czterech gatunków wstężnic, które niezależnie od siebie wyewoluowały niedawno zdolność do regeneracji głowy wraz z mózgiem.

To oznacza, że gdy porównujemy grupy zwierząt, nie możemy zakładać, że podobne zdolności regeneracyjne są stare i oznaczają, że zwierzęta te mają wspólnych przodków. Musimy być bardziej ostrożni podczas porównywania zdolności regeneracyjnych różnych grup zwierząt, mówi profesor Alexandra Bely z University of Maryland.

Każde zwierzę, nawet człowiek, ma pewne zdolności regeneracyjne. Jednak te grupy, który zróżnicowały się na bardzo wczesnych etapach ewolucji, jak gąbki czy stułbiopławy odznaczają się znacznie większymi zdolnościami do regeneracji. Gdy zwierzęta stawały się coraz bardziej złożone, zdolności regeneracyjne były coraz rzadsze i coraz bardziej ograniczone.
Do niedawna naukowcy badali ewolucję zdolności regeneracyjnych opierając sie na badaniach zwierząt, które zdolności te utraciły. Działo się tak, gdyż zdolności te pojawiły się tak dawno, ze trudno było śledzić początki tych zdolności.

W ramach najnowszych badań naukowcy zebrali wstężnice u wybrzeży USA, Argentyny, Hiszpanii i Nowej Zelandii. Przeprowadzali na nich eksperymenty, krojąc zwierzęta i obserwując, jak się regenerują.

Wszystkie zebrane gatunki były w stanie regenerować się całkowicie od przednich części ciała. Jednak tylko osiem było w stanie przeprowadzić regenerację od tylnych części, regenerując głowę wraz z mózgiem. Cztery z tych gatunków było wcześniej znanych, cztery to gatunki nieznane.

Największym zaskoczeniem był fakt, że wiele gatunków nie było w stanie zregenerować głowy. Już z badań prowadzonych w latach 30. ubiegłego wieku wiemy, że Lineus sanguineus jest w stanie zregenerować całe ciało wraz z głową z zaledwie 1/200000 części dorosłego osobnika. Przypadek ten sprawił, że cały typ tych stworzeń uznano za mistrzów regeneracji. Naturalnym było przypuszczenie, że zdolność ta jest bardzo stara i pochodzi od wspólnego przodka. Jednak najnowsze badania pokazały, że posiada ją jedynie 8 z 35 zbadanych gatunków. Naukowcy przeanalizowali więc ewolucję zdolności regeneracyjnych i stwierdzili, że pojawiły się one niedawno.

Pierwsze zdolności regeneracyjne pochodzą sprzed kambru, zatem sprzed ponad 500 milionów lat, jednak u zbadanych gatunków, które są w stanie regenerować głowę, niektóre z tych cech pojawiły się zaledwie 10–15 milionów lat temu.
Naukowcy zauważyli, że niektóre z gatunków, które nie potrafiły regenerować głowy, były w stanie przeżyć bez niej wiele miesięcy. Ta zdolność może być prekursorem umiejętności regeneracji głowy, gdyż umiejętność tak długiego przeżycia daje wystarczająco dużo czasu, by amputowana część ciała mogła odrosnąć.

Najnowsze badania pozwolą lepiej zrozumieć ewolucję procesu regeneracji, a to z kolei może przydać się w medycynie regeneracyjnej.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Najprawdopodobniej tak samo jak w przypadku pierścienic — nie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Naliczylem 24 regeneracje w roznych odmianach :rolleyes: trzeba zregenerowac artykuł... tfu... zredagowac ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 10.03.2019 o 07:23, bea napisał:

czyli że powstanie 5 różnych osobników, czy tylko jeden kawałek się zregeneruje?

Jeden, ten sam. ;) Choć w przypadku tak prostego układu nerwowego nie wiem czy jest tutaj jakieś rozróżnienie.

W dniu 7.03.2019 o 11:34, KopalniaWiedzy.pl napisał:

u wstężnic dochodzi do regeneracji całego osobnika z niewielkiego fragmentu ciała

W dniu 7.03.2019 o 11:34, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Wszystkie zebrane gatunki były w stanie regenerować się całkowicie od przednich części ciała. Jednak tylko osiem było w stanie przeprowadzić regenerację o tylnych części, regenerując głowę wraz z mózgiem

Musi pozostać część, która jest w stanie przetrwać i się zregenerować. To nie jest klonowanie. ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Z tego co czytam to w przypadku Lineus sanguineus faktycznie jest to sztuczne użycie (czy nadużycie) jego mechanizmu reprodukcji.

Cytat

However, it is able to regenerate itself from any fragment that is at least half as long as the worm's diameter; each piece can develop into a complete new worm in three to four weeks.[2] In fact this appears to be a form of asexual reproduction, the worm dividing along pre-arranged fracture lines; tiny pieces may form cysts, with the new worms developing inside these.[6]

Pączkuje. ;-)

Aczkolwiek wedle https://www.sealifebase.ca/summary/Lineus-sanguineus.html wynika, że faktycznym sposobem rozmnażania jest składanie jaj.

  • Like (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Okresowa głodówka zmienia mikrobiom myszy i zwiększa ich zdolność do poradzenia sobie z uszkodzeniami nerwów, donoszą na łamach Nature naukowcy z Imperial College London. Uczeni badali, w jaki sposób głodówka wpływała na produkowanie przez bakterie jelitowe kwasu 3-indolopropionowego (IPA), niezbędnego do regeneracji aksonów. Uczeni mają nadzieję, że nowo odkryty mechanizm występuje również u ludzi, gdyż bakteria zdolna do jego produkcji – Clostridium sporogenesis – występuje w naszych jelitach, a IPA jest obecny w ludzkiej krwi.
      Obecnie nie istnieje żaden sposób leczenia uszkodzonych nerwów z wyjątkiem rekonstrukcji chirurgicznej, która jest skuteczna w niewielkiej liczbie przypadków. Dlatego też postanowiliśmy sprawdzić, czy zmiana stylu życia może pomóc, mówi główny autor badań, profesor Simone Di Giovanni z Wydziału Nauk o Mózgu.
      Naukowcy z Londynu oceniali tempo regeneracji nerwów u myszy w sytuacji, gdy nerw kulszowy został uszkodzony. Zaraz po tym połowa myszy okresowo pościła – jedząc jednego dnia tyle, ile chciały, a drugiego nie jedząc w ogóle, a połowa myszy mogła jeść zawsze. Okazało się, że u myszy, które pościły, regenerujące się aksony były o 50% dłuższe niż u myszy, które nie pościły.
      Myślę, że otwiera to zupełnie nowe pole badawcze i każe się nam zastanowić, czy to nie jest wierzchołek góry lodowej. Czy istnieją inne bakterie lub metabolity bakterii, które mogą wspomagać naprawę nerwów?, dodaje Di Giovanni.
      Naukowcy sprawdzali też, jaki jest związek przyczynowo-skutkowy pomiędzy postem, a regeneracją nerwów. Okazało się, że post powoduje znaczące zwiększenie specyficznych metabolitów, w tym IPA, w krwioobiegu zwierząt. Postanowiono więc sprawdzić, czy IPA ma związek z regeneracją. Myszom podano więc antybiotyki, by usunąć wszelkie bakterie z ich jelit. Następnie części podano genetycznie zmodyfikowane szczepy Clostridium sporogenesis, które albo produkowały, albo nie produkowały IPA.
      Gdy produkcja IPA nie zachodziła i związek ten był niemal nieobecny we krwi, regeneracja nerwów była upośledzona. To sugeruje, że IPA ma zdolność do naprawy uszkodzonych nerwów, mówi Di Giovanni. Co ważne, gdy myszom doustnie podawano IPA, również dochodziło do zwiększonej regeneracji.
      W następnym etapie badań naukowcy chcą zbadać nowo odkryty mechanizm w odniesieniu do nerwów rdzenia kręgowego. Zbadają też, czy częstsze doustne podawanie IPA poprawi regenerację.
      Naukowcy zastrzegają, że konieczne są dalsze badania nad potencjalnym zastosowaniem odkrycia u ludzi. Należy na przykład zbadać, jak często można podawać IPA. Wysoka koncentracja tego związku utrzymuje się we krwi 4–6 godzin od podania. Trzeba więc sprawdzić czy jego regularne podawanie, bądź włączenie na stałe do diety, jest bezpieczne i pozwoli na zmaksymalizowanie efektów terapeutycznych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wątroba ma unikatowe możliwości regeneracji po uszkodzeniu. Jednak dotychczas nie było jasne, czy możliwości te nie zmniejszają się wraz z wiekiem. Doktor Olaf Bergmann z Uniwersytetu Technicznego w Dreźnie stanął na czele międzynarodowego zespołu naukowego, który miał zająć się tą kwestią. W trakcie badań naukowcy wykazali, że starzenie się nie wpływa na zdolności regeneracyjne wątroby i są one tak duże, że niezależnie od naszego wieku, wątroba przez całe życia ma średnio... 3 lata.
      Wątroba jest odpowiedzialna za oczyszczanie organizmu z toksyn. Jako że przez cały czas ma z nimi do czynienia, prawdopodobnie bez przerwy ulega uszkodzeniom. By zaradzić temu problemowi, organ ten ma unikatowe właściwości regeneracyjne. A jako że zdolności regeneracyjne całego naszego organizmu zmniejszają się wraz z wiekiem, naukowcy chcieli sprawdzić, czy to samo dotyczy wątroby.
      Zespół złożony z biologów, fizyków, matematyków i lekarzy przeanalizował wątroby wielu osób, które zmarły pomiędzy wiekiem 20 a 84 lat. Naukowcy ze zdumieniem zauważyli, że komórki wątroby wszystkich zmarłych były mniej więcej w tym samym wieku. Niezależnie od tego, czy masz 20 lat czy 84, twoja wątroba zawsze ma średnio nieco poniżej 3 lat, mówi doktor Bergmann.
      Naukowcy mówią tutaj o średnim wieku wątroby, gdyż nie wszystkie komórki są tak młode. Pewna grupa komórek może żyć nawet do 10 lat zanim się odnowi. Ta populacja zawiera więcej DNA niż inne komórki. Większość komórek w naszym organizmie zawiera 2 zestawy chromosomów. Istnieją jednak komórki, które z wiekiem akumulują więcej materiału genetycznego. W końcu zawierają one 4, 8 czy nawet więcej zestawów chromosomów.
      Gdy porównaliśmy typowe komórki wątroby z tymi, zawierającymi więcej DNA, odkryliśmy różnice w procesie ich odnowy. O ile typowe komórki odnawiają się raz w roku, komórki zawierające więcej materiału genetyczne mogą żyć nawet przez dekadę. Z wiekiem odsetek komórek bogatszych w materiał genetyczny rośnie. Sądzimy, że jest to mechanizm obronny chroniący nas przed akumulacją szkodliwych mutacji, mówi Bergmann. Uczony chciałby zbadać, czy podobny mechanizm istnieje u osób cierpiących na chroniczne choroby wątroby, które czasem prowadzą do nowotworów.
      Podczas określania wieku komórek naukowcy wykorzystali metodę radiowęglową. Jednak nie taką, jaka stosowana jest np. w archeologii, gdyż ze względu na długi czas połowicznego rozpadu nie nadaje się ona do określenia wieku komórek żywego, czy też niedawno zmarłego, organizmu. Z pomocą przyszły jednak testy broni jądrowej prowadzonej w latach 50. XX wieku. W ich wyniku do atmosfery trafiły olbrzymie ilości C14, które zostały zaabsorbowane przez organizmy żywe. W roku 1963 wprowadzono zakaz naziemnych testów broni jądrowej i od tego czasu ilość C14 w atmosferze spada. A ilość C14 w atmosferze bardzo dobrze koreluje z ilością C14 w naszych organizmach. Mimo że są to śladowe ilości, nieszkodliwe dla zdrowia, możemy je wykryć i zmierzyć w tkankach. Porównując zaś ilość radiowęgla w atmosferze i komórkach, możemy określić wiek komórek, wyjaśniają naukowcy.
      Grupa Bergmanna zajmuje się też problemem regeneracji innych organów, jak mózg i serce. Obecnie naukowcy badają, czy u osób z chronicznymi chorobami serca pojawiają się nowe komórki. Badanie procesu regeneracji komórek bezpośrednio na ludzkim organizmie jest bardzo trudne z technicznego punktu widzenia. Daje nam jednak unikatowy wgląd w komórkowe i molekularne mechanizmy regeneracji organów, podsumowuje doktor Bergmann.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Japońscy naukowcy odkryli, że dwa gatunki ślimaków morskich - Elysia cf. marginata i Elysia atroviridis - potrafią odrzucić i zregenerować całe ciało, wraz z sercem i innymi narządami wewnętrznymi. Badacze sugerują, że zwierzęta te są w stanie przetrwać tak skrajną formę autotomii dzięki fotosyntezie przeprowadzanej przez chloroplasty przejęte od zjadanych glonów.
      Byliśmy zaskoczeni, widząc głowę poruszającą się tuż po autotomii. Myśleliśmy, że bez serca i innych ważnych narządów wkrótce obumrze, ale ku naszemu ponownemu zaskoczeniu doszło do regeneracji całego ciała - opowiada Sayaka Mitoh z Nara Women's University.
      Do odkrycia doszło przez przypadek. Sayaka Mitoh jest doktorantką w laboratorium Yoichi Yusy. Co ważne, w laboratorium tym hoduje się ślimaki. Pewnego dnia w 2018 r. Mitoh zobaczyła głowę Elysia cf. marginata przemieszczającą się bez reszty ciała.
      W artykule z pisma Current Biology Mitoh i Yusa ujawnili, że oddzielona od serca i ciała głowa przemieszczała się samodzielnie tuż pod autotomii. Na przestrzeni dni rana z tyłu głowy się zamykała. W ciągu paru godzin głowa stosunkowo młodych ślimaków zaczynała żerować na glonach. Regeneracja serca zachodziła w ciągu tygodnia. Po 3 tygodniach regeneracja była zakończona. Jeden z osobników zrobił coś takiego 2-krotnie.
      Pięć z 15 wyhodowanych w laboratorium młodych Elysia cf. marginata wykonało skrajną autotomię 226-336 dni po wylęgu z jaj. Podobne zjawisko zaobserwowano u 3 z 82 E. atroviridis; spośród nich 2 osobniki zregenerowały ciała w ciągu tygodnia.
      Mitoh i Yusa nie są pewni, jak ślimaki morskie tego dokonują. Mitoh podejrzewa, że mogą za to odpowiadać komórki podobne do macierzystych. Po co ślimakom tak skrajna postać autotomii? To również nie jest jasne, ale niewykluczone, że pomaga im to w pozbyciu się wewnętrznych pasożytów, które hamują ich rozmnażanie. W ramach przyszłych badań naukowcy chcą sprawdzić, jakie wskazówki uruchamiają autotomię całego ciała i prześledzić mechanizmy leżące u podłoża opisanego zjawiska na poziomie tkankowym i komórkowym.
      Oddzielone od reszty ciała głowy starszych osobników (wyklutych z jaj 480-520 dni wcześniej) nie żerowały i obumierały w ciągu ok. 10 dni; Japończycy podejrzewają, że u bardzo starych osobników korzyści z takiej autotomii byłyby znikome, ponieważ prawdopodobnie nie mogą się one już rozmnażać. Jeśli jednak rzeczywiście chodzi o pozbycie się endopasożytów, niekiedy takie ryzyko może się opłacać. Stare osobniki i tak już długo nie pożyją, [więc jeśli zginą, nie stanie się nic niespodziewanego czy odległego w czasie], a istnieje szansa, że [jakimś cudem] uda się przeżyć i zregenerować ciało bez pasożytów.
      I w przypadku młodych, i starych osobników odrzucone ciała nie odtwarzały głowy, ale także się poruszały i reagowały na dotyk przez kilka dni, a nawet miesięcy.
      Elysia cf. marginata i E. atroviridis uzyskują chloroplasty ze zjadanych glonów; zjawisko to jest nazywane kleptoplastią. Dzięki temu ślimaki mogą wykorzystywać możliwości związane z fotosyntezą. Ta zdolność pozwala im przeżyć po autotomii wystarczająco długo, by zregenerować ciało.
      Sądzimy, że to najbardziej ekstremalna forma autotomii i regeneracji w naturze - podsumowuje Mitoh.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Interdyscyplinarny zespół naukowy z Arizona State University i Louisiana Department of Wildlife and Fisheries odkrył, że u aligatorów – podobnie jak u jaszczurek – ogon może częściowo odrosnąć. Okazało się, że młode aligatory mają możliwość odzyskania do 23 centymetrów ogona, czyli do 18% długości ciała.
      Naukowcy połączyli zaawansowane technologie obrazowania z technikami badania anatomii tkanek. Odkryli, że takie odrośnięte ogony były złożonymi strukturami z centralnym szkieletem złożonym z tkanki chrzęstnej otoczonej tkanką łączną zawierającą naczynia krwionośne i nerwy. O szczegółach badań możemy przeczytać na łamach Scientific Reports.
      Tym, co powoduje, że aligatory są takie interesujące jest – oprócz ich rozmiarów – fakt, iż odrośnięty ogon wykazuje w tej samej strukturze zarówno cechy regeneracji jak i zabliźniania się ran, mówi Cindy Xu z Arizona State University.
      Odrastanie tkanki chrzęstnej, naczynia krwionośne, nerwy i łuski widzieliśmy już podczas regeneracji ogona jaszczurek. Byliśmy jednak zaskoczeni odkryciem w miejscu mięśni szkieletowych tkanki łącznej podobnej do blizn. Potrzebna są dalsze badania porównawcze, by zrozumieć, dlaczego u różnych gadów i u różnych grup zwierząt zdolności do regeneracji są różne, dodaje uczona. Spektrum zdolności regeneracyjnych różnych gatunków jest fascynujące. Wyraźnie widać, że stworzenie nowych mięśni jest kosztowne, dodaje profesor Jeanne Wilson-Rawls z ASU.
      Aligatory, jaszczurki i ludzie należą do owodniowców. Wiemy teraz, że i jaszczurki i aligatory są zdolne do regeneracji ogona. To zaś rodzi pytanie o ewolucję tej zdolności. Przodkowie aligatorów, dinozaurów i ptaków oddzielili się od siebie około 250 milionów lat temu. Odkrycie, że aligatory są w stanie odtworzyć złożony ogon, a ptaki utraciły tę zdolność, każe nam zapytać, kiedy została ona utracona. Czy mamy np. skamieniałości dinozaurów świadczące o tym, że były one w stanie odbudować utracony ogon? Dotychczas w dostępnej literaturze nie znaleźliśmy takich informacji, mówi profesor Kenro Kusumi z ASU.
      Naukowcy mają nadzieję, że ich badania pozwolą na opracowanie terapii pomagających w leczeniu obrażeń czy chorób takich jak artretyzm. Jeśli bowiem zrozumiemy, jak różne zwierzęta naprawiają i regenerują tkanki, będziemy mogli wykorzystać tę wiedzę w medycynie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Tapiry amerykańskie (Tapirus terrestris), a właściwie ich odchody, mogą być kluczem do odtworzenia lasów deszczowych w południowo-wschodniej Amazonii, którym zagrażają fragmentacja, pożary podszytu czy ekstremalne zdarzenia klimatyczne. By przedsięwzięcie się udało, tapiry muszą jednak wesprzeć koprofagi.
      Prof. Lucas Paolucci z Instituto de Pesquisa Ambiental da Amazônia Paolucci, współautor artykułu z pisma Biotropica z marca zeszłego roku, podkreśla, że odchody tapirów są pełne nasion. Tapiry są znane jako ogrodnicy lasów. Żerują na owocach ponad 300 gatunków roślin, a później przemieszczają się po dżungli z żołądkiem pełnym nasion, w tym należących do dużych, magazynujących dwutlenek węgla drzew.
      W 2016 r. Paolucci dołączył do badaczy analizujących rolę tapirów w regeneracji siedlisk leśnych zmienionych/zniekształconych (dotkniętych zjawiskami klęskowymi). Ekipa przeprowadziła eksperyment we wschodnim Mato Grosso, gdzie w latach 2004-10 dwie powierzchnie leśne wypalano według różnych schematów: jedną palono każdego roku, a drugą co trzy lata. Trzecie poletko (kontrolne) zostawiano nietknięte.
      Naukowcy odnotowali położenie 163 kupek nawozu i porównywali je z nagraniami tapirów z kamer pułapkowych. Następnie oddzielili z odchodów nasiona, łącznie 129.204 (należały one do 24 gatunków roślin). Nagrania pokazały, że tapiry spędzały na spalonych obszarach o wiele więcej czasu niż w nietkniętym lesie. Paolucci sądzi, że prawdopodobnie korzystają ze słońca. Co więcej, T. terrestris znacznie częściej wypróżniały się na spalonym obszarze, zostawiając tam ponad 3-krotnie więcej nasion w przeliczeniu na hektar (9.822/ha vs. 2950/ha).
      Kilka miesięcy po publikacji wyników, w sierpniu zeszłego roku, w Amazonii wybuchła seria pożarów o niespotykanym nasileniu. To w jeszcze większym stopniu zmotywowało Paolucciego do zrozumienia roli tapirów w regeneracji lasów. Paolucci wiedział jednak, że tapiry nie zrobią wszystkiego same. Muszą im pomóc koprofagi, które roznoszą odchody, a przy okazji nasiona. Jak napisał Paolucci w przesłanym nam mailu, pomóc może właściwie każdy gatunek usuwający nawóz, a w konsekwencji nasiona.
      Owady zakopują małe grudki odchodów jako zapasy na później, a to jak można się domyślić, wspomaga kiełkowanie nasion.
      Na początku 2019 r. Paolucci wrócił do Amazonii, by zebrać 20 kg odchodów tapirów. Podzielił je później na 700-g kupki. Do każdej włożył koraliki z tworzywa sztucznego, które miały przypominać nasiona. Na końcu przetransportował wszystko z powrotem w teren. Po upływie doby naukowiec zebrał resztki i policzył, ile koralików zostało. Brakujące zostały zapewne rozniesione przez chrząszcze. Paolucci liczy, że wyniki jego badań zostaną opublikowane w przyszłym roku.
      Amazońscy ranczerzy są zazwyczaj zobowiązani do zachowania na swoim terenie 80% naturalnej pokrywy leśnej, jednak wiele drzew jest wycinanych nielegalnie, a nowe nasadzenia nie mają już miejsca. Tapiry mogą, wg profesora, być tanim sposobem na wspomaganie reforestacji.
      Naukowcy przypominają jednak, że liczebność populacji tapira amerykańskiego, jedynego szeroko rozpowszechnionego tapira w Amazonii, spada i obecnie gatunek jest uznawany za narażony na wyginięcie. Dzieje się tak przez utratę habitatu i polowania.
       

       


      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...