海蜘蛛可以再生整个器官

肢体再生，或者说长出后腿的能力，在动物界并非闻所未闻。有些种类的蝾螈可以重新长出失去的四肢，也许你见过蜥蜴的尾巴掉下来，在地板上滚来滚去，因为蜥蜴跑去长一条新的。但是再生的冠军是海蜘蛛。它们和你想象的一模一样，不仅能再生四肢，还能再生消化道和生殖器官。有些甚至在被切成两半后还能活下来!那么，这种神奇的再生生物学背后是什么呢?为什么我们不经常看到这种有用的适应，比如在我们人类身上?维也纳大学的Georg Brenneis……

乔治-我们现在知道的是他们再生后能做什么。哪些器官系统长回来了，哪些结构可以恢复。但这是如何发生的呢?这是我们仍然需要回答的问题。在这个阶段，我们不知道细胞，细胞类型，是什么。我们对基因程序一无所知，对真正推动这一切的发育程序一无所知。在这个阶段，我们只能根据对其他节肢动物的研究做出有根据的猜测。例如，对甲壳类动物的研究表明，只有肢体再生，这是众所周知的，而不是身体的中心部位，有一些特定的细胞可能比正常的干细胞在功能上更有限。例如，在再生过程中形成的肌肉，它们来自特定的肌肉，即所谓的“前体细胞”。这是一种只产生肌肉的细胞。 So, and in this case for sea spiders, we have to look potentially for more cell types because we have gut regenerating, we have reproductive organ structures, regenerating and so on.

考虑到节肢动物的年龄，我的意思是它们的年龄可以追溯到5亿年前，甚至更早，肢体再生在它们的持续生存中起了多大的作用?

乔治:我想说，这绝对会派上用场。从我所看到的来看，海蜘蛛，特别是现在我们有一些化石，单一的化石，可以追溯到4亿多年前，它们看起来几乎一模一样。所以这个身体计划已经存在很长时间了。所以它们成功地在很多大灭绝事件中幸存了下来。在我第一次观察之后，我也在田野里收集动物。你看到的是，在一些物种中，超过一半的人在收集它们的时候会再生腿。或者他们失去了它们，所以一半的标本。所以这是一个非常普遍的现象，这显然可以帮助你继续留在游戏中。如果你失去了一条腿，你可以在一段时间后重新长出来，因为如果你失去了腿，你就不能再走动了。你不能交配等等。 There are also other arthropods for which it's very obvious that this is extremely useful. We have crabs, everybody knows them and they have a preferred breakage point in legs and they basically throw them at you. So it's predator evasion. They really break very, very easily. Also some scent. Petes do that. A lot of legs are going off and then they regrow. So it's predator evasion, which obviously helps survival of the individual and gives you another chance to, to then reproduce later on.

如果肢体再生如此有用并且可以追溯到这么长的时间，那么为什么从节肢动物进化而来的生物体中失去了这种肢体再生的能力呢?

乔治:是的，这是一个非常非常好的问题。一个非常重要的问题。我不确定我能给出一个完全令人满意的答案因为我们通常认为这是非常有利的，对吧?但它也有成本，随着时间的推移，进化总是会计算你所做的事情的成本。因此，如果你把大量的能量用于再生，那么这些能量就可以同时不用于繁殖，而繁殖是你想要繁殖的最终目标。如果你能活下来，也许会对你有帮助。但是在动物王国中，有不同的生命策略或生命史交易，你可以看到，有些情况下，这可能不太有意义。如果你看一下权衡。例如，如果你有一个生命周期，其中成虫的寿命很短，它只是繁殖，就是这样。因此，投资于大量的再生能力，然后动物将无法生存，因为在那之前它无论如何都会死亡，这是没有多大意义的。 Also, mammals cannot do it. Birds, they're warm blooded, so their physiology is a little different. They invest a lot of energy into regulating their body temperature, which has many advantages because you're temperature independent or less dependent. An arthropod, for example, cold temperatures mean that you don't move as quickly. So perhaps this is, and I'm shooting out of the hip here, obviously you are more prone to be caught by a predator. But if you're all the time active, which is cost-intensive as such as mammals, then perhaps it doesn't really in the end pay off to put a lot into another very cost-intensive process. So it's multi-factor things that we look at here. I'm pretty sure.