一些相对低级的动物确实有再生能力,但是蚯蚓的再生并不是一件简单的事情。对身体节数、身体部位、环境条件的要求会对存活和再生产生很大影响,不一定能成功。
再生,顾名思义,就是失去的地方重新长回到原来的状态。再生部分的遗传性状与原部分相同,它包括一系列的生存、适应和再生过程。
蚯蚓是环节动物,再生是环节动物最有趣的特征之一,这与环节动物的身体结构有很大关系。
简单来说,蚯蚓的身体是由两头尖的两根管子组成的。外层是体壁,内层是消化管。两层之间的宽空腔为次腔,也称真腔。纵向有一个横膈膜把身体分成一个个环节。
维持蚯蚓基本生理活动的器官横向贯穿全身,如消化道、排泄器官肾管和肾后管、位于腹部的神经(分节神经中枢)等。破裂后仍能保持其功能。
特别要说明蚯蚓的血液循环系统。
蚯蚓的背部和腹部各有一条贯穿全身的血管。这两条血管由每一段的毛细血管连接,独立形成一个简单的血液循环。蚯蚓在平行于节段的方向断裂时,各节段内的组织器官不会死亡,因为它们仍能利用毛细血管的血液循环,这是保证断裂后存活和再生的重要条件。
蚯蚓被切断后,断面上会形成新的细胞团,形成栓塞封闭断面,防止失血、组织液流失和微生物入侵。
只有重新形成封闭的体腔,它们才能存活,接下来就是再生的阶段。
对于再生,具体机制尚不清楚,仍需进一步研究。
目前,有两种不同的解释假说。一种观点认为,秘密在于具有类似干细胞功能的中胚层细胞。
骨折发生时,未分化的中胚层细胞会迅速从体内迁移到切面,形成结节状再生芽。同时,体内发生大量有丝分裂,消化、神经、血管等组织的细胞生长至再生芽。
还有一种可能的假设,断裂处的细胞会去分化,回到原来的未分化状态,然后这些细胞会分裂、分化、生长、再生。
世界上约有2500种蚯蚓,不同种类的再生能力差异很大。【/br/】我们常见的蚯蚓,也就是钓鱼虫,再生能力很差。
所以如果你突发奇想去实践它,在你家后院挖一个,你很可能会失败。
根据G. E. Gates的研究结果,赤子爱胜蚓会比赤子爱胜蚓再生出更多的片段,这可能与低等物种的再生能力强于高等物种有关,但不是绝对的。
大量蚯蚓再生实验研究主要以赤子爱胜蚓为实验材料。发现它自始至终都有再生能力,只是各段的再生能力、存活率、存活时间不同。再生能力从身体前到后逐渐降低,再生节数取决于剩余体长。
对于不同位置切断的蚯蚓,再生能力最强的是无头无尾体段,其次是无头无尾体段,最弱的是无头无尾体段。剩余节段越长,再生能力越强,存活率越高,存活时间越长。
神经系统越完整,再生和恢复就越快。
对于有再生环的节段,再生的处理速度和成活率都很高。
蚯蚓再生尾巴的时间通常比头部短。其实很好理解。因为大脑、生殖器官等重要器官都集中在头部,所以头部的再生需要很长时间。但尾端只有消化管和肛门,消化管的长短不会对消化功能产生很大影响。所以大部分蚯蚓都选择尽快长肛门,所以段数会比骨折前少。
神奇的是,无头无尾蚯蚓的头尾都可以再生!但这样的个体,除非年纪小,身体好,否则破碎后还能长成一个完整的个体,因为没有口腔,他就吃不下东西,再生时也容易因能量消耗过大而死亡。
有了结构和生理的基础,再生就不是水到渠成的事了,还要受很多环境条件的影响。
再生和成活率都受土壤含水量、温度、氧浓度和营养的影响。
蚯蚓是变温动物,其体温随着外界环境的温度而变化。
环境温度不仅影响蚯蚓的体温和活动,还影响其代谢、生长和繁殖等。对再生的影响不言而喻。
根据Moment的研究结果,25℃下的再生速度比20℃和30℃下的再生速度快。
对于水生蚯蚓来说,氧浓度也是影响再生和存活的重要因素。氧浓度低时,再生会减少,但氧浓度过高时,死亡率会增加。
只有满足了合适的氧气浓度,破碎的蚯蚓才能完整的存活和再生。