Regeneracja rozgwiazdy: prawdziwa tajemnica życia?

25 marca, 2021
Jeśli kiedykolwiek zastanawiałeś się, dlaczego rozgwiazda może zastąpić utracone ramię, a ludzie nie, to nie jesteś w tym sam. Regeneracja rozgwiazdy to tajemnica.

Regeneracja rozgwiazdy jest czymś, z czego słynie to zwierzę. Na przykład, jeśli straci jedno z ramion, może zastąpić je nowym.

Nowe zwierzę może nawet wyrosnąć z ramienia i części ciała. Istoty ludzkie, w porównaniu do rozgwiazd, mają raczej ograniczone zdolności regeneracyjne.

U ludzi gojenie się ran następuje z łatwością w niektórych tkankach, takich jak wątroba. Jednak inne komórki, takie jak mięsień sercowy i neurony w ludzkim ciele, nie mogą się zregenerować po uszkodzeniu.

Z tego powodu rozgwiazdy mogą być przydatnymi modelami do badań nad gojeniem i regeneracją ran u ludzi.

Zrozumienie biologii rozgwiazdy

Rozgwiazdy szkarłupni i są spokrewnione z jeżowcami, liliowcami i strzykwami. Należą do klasy rozgwiazd i do dziś poznano ponad 1600 gatunków rozgwiazd.

rozgwiazda

Różnorodność rozmiarów i kolorów

To zaskakujące, ale rozmiar rozgwiazdy może wahać się od mniej niż 2,5 cm do ponad metra średnicy. Jednak najczęściej spotykane gatunki mierzą od około 13 do 25 centymetrów. Mają symetrię promieniową, co oznacza, że ​​ramiona, zarówno krótkie, jak i długie, wychodzą z centralnej tarczy.

Warto również wiedzieć, że chociaż większość gwiazd morskich ma pięć ramion, niektóre gatunki mogą ich mieć nawet czterdzieści.

Centralna tarcza jest podstawową strukturą w procesie regeneracji rozgwiazd.

Rozgwiazdy mają oczy

Warto zauważyć, że te fascynujące stworzenia mają oczy. Jednak ten narząd nie jest tam, gdzie można by się go spodziewać. Poza tym ich oczy wcale nie są podobne do ludzkich, ponieważ składają się z plamek na końcu każdego ramienia.

Tak więc pięcioramienna rozgwiazda ma pięć oczu, a 40-ramienne gatunki mają 40 oczu. Oczywiście te stworzenia nie widzą wielu szczegółów, ale rozróżniają światło i ciemność, co jest wystarczające, aby poradzić sobie w ich środowisku.

Mają “zbroję” ochronną

W zależności od gatunku, skóra rozgwiazdy może być skórzasta lub lekko kolczasta. Obecność twardej powłoki składającej się z płytek z węglanu wapnia jest dla nich typowa. Ponadto na tej powłoce stworzenia te mają małe ciernie, które służą do ochrony przed drapieżnikami.

Nie mają krwi

Zamiast krwi, rozgwiazdy mają układ krwionośny, który składa się głównie z wody morskiej. Woda morska jest pompowana do układu pseudohemalnego zwierzęcia przez sito.

Ciecz ta przepływa do cylindrycznych ramion gwiazdy, powodując wydłużenie ramienia. Wbrew powszechnemu przekonaniu ramiona nie są sztywne. W rzeczywistości pomagają utrzymać zdobycz, taką jak małże lub mule.

Amputacja i regeneracja rozgwiazdy

Proces regeneracji rozgwiazdy jest bardzo złożony i tylko częściowo zrozumiały dla nauki. Zasadniczo regeneracja to zdolność komórek zwierzęcia do wytwarzania nowych części ciała w wieku dorosłym, tak jak podczas rozwoju embrionalnego.

Jeśli rozgwiazda ma amputowane ramię, faza naprawy zaczyna leczyć odsłoniętą ranę. Gdy rana się zagoi, zwierzę zaczyna wytwarzać nowe komórki, które z kolei powodują nowy wzrost.

Należy pamiętać, że regeneracja rozgwiazdy może trwać od kilku miesięcy do lat. Proliferacja komórek, która powoduje wzrost nowej kończyny, następuje w końcowej fazie. Jeśli ostatnia faza zostanie przerwana, powstała kończyna może ulec deformacji.

Regeneracja rozgwiazdy: mogą odrzucić ramię, aby uciec przed drapieżnikiem

Co ciekawe, oprócz fragmentacji, którą rozgwiazdy dokonują w celu rozmnażania, robią to również w ramach ucieczki. Oznacza to, że zwierzę może podzielić swoje ciało, aby uniknąć ataku drapieżnika.

białe rozgwiazdy

Z tego powodu, aby stracić części ciała, zwierzę szybko zmiękcza swoją tkankę łączną w odpowiedzi na sygnały nerwowe. Ponadto występuje u nich specjalny rodzaj tkanki łącznej, który można znaleźć u większości szkarłupni.

W rzeczywistości nauka zidentyfikowała czynnik sprzyjający autotomii, który po wstrzyknięciu do innej nienaruszonej rozgwiazdy powoduje szybkie odłączenie ramion.

Regeneracja rozgwiazdy: sekret życia?

Szkarłupnie występują w prawie wszystkich obszarach morskich i stanowią znaczną część biomasy. Zatem rozgwiazdy i inne szkarłupnie są niezwykle ważne dla bioróżnorodności naszych oceanów.

Jednak regeneracja tych bezkręgowców pozostaje tajemnicą dla nauki. Czy te mechanizmy będą kluczem do zwiększenia skuteczności w ludzkiej medycynie? Tylko czas pokaże.

  • Vickery, M.C.L. et al. (2001). Utilization of a novel deuterostome model for the study of regeneration genetics: molecular cloning of genes that are differentially expressed during early stages of larval sea star regeneration. Gene 262, 73-80.
  • Rahman, M. A., Molla, M. H. R., Megwalu, F. O., Asare, O. E., Tchoundi, A., & Shaikh, M. M. (2018). The Sea Stars (Echinodermata: Asteroidea): Their Biology, Ecology, Evolution and Utilization. SF J Biotechnol Biomed Eng. 1 (2), 1007.
  • Ben Khadra, Y., Ferrario, C., Benedetto, C. D., Said, K., Bonasoro, F., Candia Carnevali, M. D., & Sugni, M. (2015). Re‐growth, morphogenesis, and differentiation during starfish arm regeneration. Wound Repair and Regeneration, 23(4), 623-634.
  • Hayashi, Yutaka; Motokawa, Tatsuo (1986). “Effects of ionic environment on viscosity of catch connective tissue in holothurian body wall”. Journal of Experimental Biology. 125 (1): 71–84.
  • Mladenov, Philip V.; Igdoura, Suleiman; Asotra, Satish; Burke, Robert D. (1989). “Purification and partial characterization of an autotomy-promoting factor from the sea star Pycnopodia helianthoides”. Biological Bulletin. 176 (2): 169–175. doi:10.2307/1541585
  • Mulcrone, R. (2005). “Asteroidea” (On-line), Animal Diversity Web. Accessed August 13, 2020 at https://animaldiversity.org/accounts/Asteroidea/