壁虎在被天敌追上时甩掉尾巴逃跑这件事, 属于小学课本里非常经典的故事内容, 然而那条已经被断掉的尾巴, 不仅没有消失, 反而具备重新生长出来的能力, 关于这一点背后的科学机制, 实际情况要比绝大多数人所想象到的程度复杂得多, 现在我们将使用软骨和干细胞这两个方面的关键词作为核心内容, 来把相关问题从头到尾彻底解释清楚。
尾椎里藏着再生密码
现在这个时期的人类, 其脊椎是由一个独立形状的骨块和一个软骨板交替着连接起来的。壁虎的尾椎构造却完全不同。每一节尾椎内部都存在一种独特的软骨横隔。这是在几亿年的漫长的进化过程里逐步定型下来的特殊结构。在别的动物身上是找不到这种构造的。
这个横隔正好把每节尾椎切成了两半, 也正是因为这里, 才是断尾的时候骨骼发生崩裂的位置。在壁虎活着的时候, 横隔两边的组织一直保持着那种没有完全变成固定形态的样子, 这就好像是给将来重新长尾巴提前留出来的一块施工地盘一样。
断尾并不是那种切断的做法, 而是直接崩断的。
当鹰啊, 还有蛇这些属于天敌的动物逼近到最危险的瞬间的时候, 壁虎身体里尾部那里的肌肉会非常用力地强烈收缩一下。这股子产生的拉力会直接变得特别大, 大到一下子超过了软骨横隔所能承受的那个极限值。
紧接着, 软骨横隔两头的地方会马上崩裂开。然后, 壁虎的整条尾巴就会沿着这个断裂的线直接脱落下来。从头到尾算起来的话, 这个整个过程用掉的时间不到一秒。
壁虎在脱身成功之后, 马上就朝着前面拼命地逃跑, 而那条断掉了的尾巴不会马上就失去活性的。尾部还残存着的神经末梢和肌肉纤维可以继续使劲儿, 驱动着尾巴扭动上好几分钟的, 这情况就像是有一条独立的小虫子一样, 在地面上一片胡乱攀爬的, 把天敌的注意力死死地牵住不放。
当那个尾巴断开之后, 为什么会依然存在着运动的情况出现。
壁虎的尾巴里面存着一定的ATP还有肌糖原这些东西, 在尾巴断掉以后, 这些化学力量还能继续给肌肉提供收缩的动力也能够维持神经电信号的传达过程, 因此在外面看起来尾巴部分依旧保持着有生命活动的状态, 这实际上是生物为了应对危险而演化出来的一种用来迷惑捕食者并帮助自己逃脱的假死生存手段。
根据野外的追踪记录来看, 有超过七成的捕食者, 它们会去优先啃咬那些还在扭动的断尾, 而不去继续追击壁虎这个本体, 这段比较宝贵、可以产生时间差的情况发生的时候, 往往它就是让壁虎决定生死的那个分别点。
断尾的隐形代价
尾巴这个东西, 对壁虎来说, 它不仅仅是一个用来保持身体平衡的装置, 它还像一个专门储存脂肪的大仓库, 同时它还可以作为一个进行求偶时候展示用的工具, 也就是说它有三重身份在那里摆着, 但是当个体的这条尾巴失去了之后, 这个个体在和其他同类进行竞争的时候, 它的获胜的机会就会让人一眼就能看出的下降, 特别是对于雄性的壁虎来讲, 它们的交配成功的概率会受到更加明显的影响。
所以壁虎绝不会随便断尾, 只有生命受到直接威胁时才会触发断尾机制, 日常摩擦、轻碰以及天敌的试探性接触都不会引起断裂, 这是自然选择筛选出的保守策略。
干细胞是再生的真正推手
断尾能够再生的核心证据, 指向了软骨横隔处存在的一群细胞。这些细胞, 在整个壁虎的一生期间,都始终维持在干细胞的那个阶段上面。它们具备自我复制的能力, 也具备多向分化的能力。当发生断尾情况之后, 它们会迅速在伤口的位置进行聚集, 并且进行增殖过程。
这些干细胞之后会接着分别变成软骨细胞、肌纤维、神经束还有毛细血管, 要过上大概六到八周的时间, 从断口的地方就会长出一条新的尾巴, 这个新尾巴的形状以及它的基本本事, 都是非常接近原来的那条尾巴的。
再生出来的那条尾巴, 和原先的那条尾巴之间所存在着的差别之处。
再生出来的尾巴上面, 椎骨的数目通常是比原来的尾巴要少的。在内部结构上, 它是由一段连续的软骨棒来代替了原来那一节一节的骨骼的。从外观上看, 这样生成的东西更像是一条软质的尾巴。所以在快速跑动的时候, 稳定性是明显打了折扣的。
求偶展示的能力在下降, 脂肪储存的能力也在不同程度上下降, 我们在野外做长期观察的时候发现, 那些反复断尾巴的个体, 它们的存活率是逐步走低的, 这个结果说明了一件事, 再生过程并不是把尾巴恢复到了刚开始出厂那样的状态。
要是未来真的能够把壁虎中间有软骨隔开的那种结构里的干细胞激活办法, 用到人类的骨科损伤修复上面去的话, 你最想先把自己身体里面的哪一个部分给修理好? 欢迎你在评论区域里面把你想要修复的部位告诉出来。觉得这一篇科普内容对你有用的话, 可别忘了点赞并且转发一下。