海星如何故意失去肢体并生存下来

为了生存，海星会切断自己的身体部位以逃避捕食者。它们最终也会再生那些失去的肢体，但这一生物过程是如何进行的仍是一个谜。现在，一组科学家发现了一种神经激素，它可以触发普通海星（ Asterias rubens ）的断肢行为。这项研究于 8 月 29 日发表在《当代生物学》杂志上，详细介绍了这一发现。

什么是自切？

自切是指动物为了逃避试图吃掉它的动物而割断身体某部分并存活下来的能力。蜥蜴可以脱落尾巴以逃脱，蝾螈可以重新长出肢体、眼睛、下巴、脊髓等。海星会切断一条或多条手臂，然后随着时间的推移重新长出因自切而失去的肢体。

“发生自切的部位的组织经过预先调整，可以快速再生，”这项研究的共同作者、伦敦玛丽女王大学 (QMUL) 生物学家 Maurice R. Elphick 告诉《大众科学》。 “这就像海星生来就预料到，在它们生命的某个阶段，自切后会发生再生，例如，它们会被捕食者攻击，或者它们的手臂会被岩石压住，它们需要逃脱。”

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据埃尔菲克介绍，当科学家在海滩上收集海星时，他们经常会发现许多生物在其生命的某个阶段明显失去了一条或两条触手。

埃尔菲克说：“你可以看到何时发生了自切，因为再生的手臂比其他手臂小，而且可能永远无法达到与原始手臂相同的尺寸。”

虽然自体切割术在三十多年前就被首次科学描述，但其背后的分子和激素仍未得到充分理解。从分子水平上了解这一过程背后的真正原因可能会对未来的再生医学产生重大影响。

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最初，这项新研究的团队正在研究哺乳动物的一种神经激素，称为胆囊收缩素 (CCK)。他们很好奇海星中类似的神经激素是如何发挥作用的。

埃尔菲克说：“它（在人类中）的生物学作用之一是刺激胆囊收缩，胆囊收缩会迫使胆汁进入肠道，这反映了它在促进食物消化方面的作用。”

CCK 还会抑制进食行为。当胃部变饱满，食物进入肠道时，CCK 会向大脑发出停止进食的信号。

鉴于胆囊收缩素在哺乳动物摄食行为中的作用，埃尔菲克和这项研究的合著者、伦敦玛丽女王大学和西班牙加的斯大学的安娜·蒂诺科正在研究胆囊收缩素型神经激素 ArSK/CCK1 在海星进食时如何发挥作用。在实验室中检查神经激素时，他们发现它实际上会触发一些海星的自主性，但并非所有海星都是如此。

埃尔菲克说：“有些动物只失去了一条臂膀，但有几只动物的五条臂膀中有四条被自动切断。”

他们发现，在分子水平上，胆囊收缩素型神经激素在海星和人类中的作用类似。它们与靶细胞细胞表面的特定受体蛋白结合。这种结合随后触发信号，最终改变靶细胞的一些特性。

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这些变化之一是肌肉收缩。在人类中，它会导致胆囊收缩。对于海星来说，这些神经激素引发的收缩似乎与自体切除有关。

“我们有证据表明，这种肽的释放促进了自切过程，我们认为这会导致海星腕足底部的肌肉收缩，”埃尔菲克说。“这有利于腕足分离和自切后伤口闭合。”

研究团队仍在确定这一过程的具体细节，但已将重点放在这一领域以进行进一步研究。

未来治疗

虽然胆囊收缩素类神经激素在海星和人类体内的作用方式非常相似，但这两种生物都进化出了不同的使用方式。然而，相似性意味着进一步的研究可以促进我们对人体组织再生的理解，并更好地治疗肢体损伤。

埃尔菲克说：“自体切割的过程很复杂，就像生物学中的许多过程一样，可能受多种因素的调控，我们希望能够找到参与调节海星自主过程的其他分子。”

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它也为科学家提供了一个教训，即如何从一个问题或项目开始，然后演变成一个完全不同的东西。

“我认为这项研究的一个重要启示是，能够进行实验很重要，因为你并不总是知道结果会是什么，你实际上也没有假设，”埃尔菲克说。“你只是进行观察，然后偶尔你会发现一些非常有趣的东西”