【摘 要】再生現(xiàn)象廣泛存在于整個生物界,它與生物的發(fā)育、生長、繁殖等多方面息息相關(guān)。研究生物再生現(xiàn)象的機理,探索生物繁殖的奧秘,評估生物再生技術(shù)的前景一定會對生物科學的發(fā)展起到促進作用。因此,本文將從生物再生現(xiàn)象的分類;生物再生的機理;生物再生繁殖與無性繁殖的關(guān)系;生物再生技術(shù)的發(fā)展前景以及優(yōu)勢和弊端這四個方面入手,討論生物再生現(xiàn)象及一些相關(guān)問題。
【關(guān)鍵詞】生物再生;分類;機理;再生繁殖;發(fā)展前景
一、生物再生現(xiàn)象普遍存在于自然界
所謂生物再生,即生物機體的一部分在損傷、脫落后,重新恢復其喪失的部分,以保證其個體的完整性。再生是生物為保存自己的一種適應(yīng)能力。
科學家研究發(fā)現(xiàn),一些兩棲類動物和魚擁有的肢體再生功能———比如蜥蜴能長出斷了的尾巴、斑馬魚能再生出它的鰭、鱗、脊髓和部分心臟。這是一類再生,是生物因損傷而引起的再生,稱作傷后再生,像是水螅身體的再生。被我們所熟知的“壁虎斷尾重生”也屬于這類再生現(xiàn)象。
另一種再生現(xiàn)象便是各種動植物都有的現(xiàn)象,稱作生理性再生,是在正常生命活動中進行的再生,簡單的理解,便是生物新陳代謝不斷更新體內(nèi)死亡細胞的過程,例如換毛等。如果缺少了這種再生機制,生物的生長就會受到抑制,甚至完全不生長。
二、生物再生現(xiàn)象的機理
人類有沒有可能長生不死?這個問題誰都無法回答,而燈塔水母的發(fā)現(xiàn)卻可能為這一問題證明理論上的可行性。
燈塔水母具有在成體和水螅體(其生命的最初階段)間不斷循環(huán)的生活史,因此其壽命可以是無限的.科學家稱這種水螅類水母是自然界已知的唯一一種可以返老還童恢復成水螅體的動物。
這一現(xiàn)象如此神奇,其關(guān)鍵在于一個稱之為轉(zhuǎn)分化的過程——一種類型的細胞轉(zhuǎn)變成另一種細胞.有些動物具有局部的轉(zhuǎn)分化和器官再生能力,如蜥蜴的肢端可以再生.而燈塔水母具有整個身體反復再生的能力。
燈塔水母“返老還童”的具體過程尚未被探究清楚,但可以肯定的是,這必然是基于基因的控制。也就是說,燈塔水母內(nèi)存在著能令它不斷返老還童的“再生基因”。
那么我們必然要問“人類是否也擁有這種基因呢?”回答是肯定的。科學研究人員已在人體內(nèi)找到一些在動物再生過程中扮演重要角色的基因,然而可惜的是,這些基因在人體內(nèi)并不發(fā)揮作用。
究其原因,是因為人體是高度分化了的軀體,而斷肢重生或者“返老還童”的原因是那些動物體內(nèi)各組織、器官分工不完善。受精卵通過細胞的分裂產(chǎn)生新細胞,這些細胞本來在形態(tài)、結(jié)構(gòu)方面都很相似,都具有分裂能力。后來,除了一小部分細胞仍保持著分裂能力以外,大部分細胞失去了分裂的能力。在發(fā)育過程中,這些細胞各自具有了不同的功能,這個過程叫做細胞的分化。細胞分化越徹底,生物的結(jié)構(gòu)和功能也就越完善,生物也越高等,相應(yīng)保持著分裂能力的細胞就越少,斷體再生的能力就越弱。
三、生物再生繁殖區(qū)別于無性繁殖
現(xiàn)在人們的觀點基本都是認為再生繁殖是無性繁殖的一種。如扦插繁殖便是取植株營養(yǎng)器官的一部分,利用其再生能力,使之生根抽枝,成為新植株。看起來再生繁殖的確是無性繁殖的一種。
但從含義上來看,生物再生是區(qū)別于無性繁殖的。無性繁殖是指不經(jīng)生殖細胞結(jié)合的受精過程,由母體的一部分直接產(chǎn)生子代的繁殖方法;再生是生物機體的一部分在損傷、脫落后,重新恢復其喪失的部分,以保證其個體的完整性的過程。
嚴格來說,生物再生繁殖根本不能稱為繁殖方式,再生所得的生命體依然是母體。就像蚯蚓被截為兩段,生成兩條“幼蚯蚓”,仿佛是進行了無性繁殖,但實際上,雌雄同體的蚯蚓正常的繁殖方式是有性繁殖。而且當被截為兩段之后,其心臟依然只存在于其中一條中,一條的死亡會引起另一條的快速死亡。
除此之外,從兩者的起因也可看出來,無性繁殖的起因在于生物內(nèi)部,是生物發(fā)育到一定程度自發(fā)進行的過程,具有必然性。而再生繁殖的發(fā)生在一自然環(huán)食條件下既不受嚴格的時間限制,又沒有特別的繁殖標志,尤其是發(fā)生的起因純由生物的外部因素(或敵害咬傷或機械撞損或人為切除)促成,即它的發(fā)生具有偶然性。因此,它既不同于生物的無性繁殖,也不同生物的有性繁殖。
四、生物再生技術(shù)的發(fā)展前景以及優(yōu)勢和弊端
近年來通過組織培養(yǎng)技術(shù)克隆培養(yǎng)人體器官的方式受到廣泛關(guān)注,沒有排斥反應(yīng),所需原材料易得等優(yōu)點使其成為生物界一個具有廣闊發(fā)展空間的項目。
同樣的,對于生物再生技術(shù)的應(yīng)用,研究人員認為,或許可以開發(fā)一些藥物,注入人體后就能激活它們的行動。一旦人體受傷處的胚基被觸發(fā),再生肢體或器官就不需要更多的干預了。到那時,醫(yī)生只需給肢體殘疾人打一針,他(她)們失去的身體部位就能慢慢地再生出來。
這樣的方式的確前景誘人,但事實上,不同于克隆,再生技術(shù)存在較大的弊端,即所得的器官并不一定完善。就像壁虎斷尾重生后,其新長出的尾部并不會帶有骨骼一樣,讓人體自身調(diào)控再生也會有很大的未知性。如果科學家們能解決這個問題,那么生物再生技術(shù)也許將會引發(fā)一個新的“生物革命”。
【參考文獻】
[1]趙雙民.生物再生及其相關(guān)的幾個問題[J].生物學雜志,1993(1).
[2]王金元.科學家發(fā)現(xiàn)人體含再生基因[J].科學大觀園,2006(16).