在太空站住了5星期,這條扁蟲長出兩個頭來

在太空站住了5星期,這條扁蟲長出兩個頭來
Image Credit: Junji Morokuma et al. 2017, CC BY 4.0
我們想讓你知道的是

這不是科幻電影情節,而是一次科學實驗的意外發現。

真渦蟲屬扁蟲(planarian flatworms)是生物界中的再生能手,牠們無論從各個方向切開,均能夠完全重新長出身體任何部位。

而且牠們有一個集中的腦袋及中樞神經系統,有各種感官能力,能展現出複雜行為,以及學習、好奇心和解難能力。先前的研究顯示,地磁場干擾對於生物行為以及身體有影響。另外,低引力狀態對生物的影響也是在科學家研究範圍內,近年有實驗顯示微生物在近似太空的環境中會有改變。

一群科學家認為,如果太空旅行的環境會影響細胞行為及生理,就必須開始了解再生能力會如何受影響。他們以未曾到過太空的扁蟲日本三角渦蟲(Dugesia japonica)進行研究,了解航行過程和國際太空站的環境對扁蟲再生的影響。論文日前在《再生》(Regeneration)期刊發表。

實驗使用的扁蟲分別放中8個試筒,首3個分別盛載15條扁蟲的頭部、咽部(pharynx)及尾部。其餘5個分別載有4、5、6、8及10條(完整)扁蟲樣本。除了上太空的扁蟲外,研究人員亦準備相應的對照組,數量及狀況一樣,試管維持在攝氏20度。樣本由上太空至回到地面整個過程歷時32天。

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Image Credit: Junji Morokuma et al. 2017, CC BY 4.0

回到地球後,扁蟲樣本都轉移到裝有樽裝水的培養皿,在顯微鏡下檢視外表有何改變。兩組的扁蟲大小沒有顯著分別,但「太空組」載有10條扁蟲的樣本出現異常反應,捲曲起來而且沒有動靜,這個狀態維持約一小時,其後牠們慢慢攤開,開始活動,兩小時後回復正常。

這顯示10條在試管中的扁蟲改變了其狀態,以適應環境變化,所以當接觸清水時,環境改變令他們休克。在「地球組」的相應10條扁蟲則沒有出現類似情況。

另外,在5支曾上太空、裝有整條扁蟲的試管中,均有扁蟲出現裂變,以致回程後試管中的扁蟲數量增加30%至75%不等。不過論文作者指出,上太空的扁蟲無可避免在某些時間處於更高溫度,在詮釋結果時需要小心。

至於被切成3份的15條扁蟲數量沒有分別,然而「地球組」載有咽部(扁蟲的中間部份)那15條因未知原因死亡,無法作對照組。

整個研究中最令人驚訝的發現,是其中一截曾上太空、被切去頭尾部份的扁蟲——再生時竟然長出兩個頭來。雖然僅得一個樣本,但作者表示這是極其罕見的兩頭型,在他們的實驗室中從未見過有這個品種的扁蟲自發裂變、人為切斷後長出兩個頭——他們估計在過去5年接觸了1萬5千條扁蟲,未經特別處理、被截斷的扁蟲不曾變成兩個頭。

下一步,研究人員決定把這「兩頭蟲」的兩個頭都斬去,結果同樣驚人——中間一截再次長出兩個頭來,而被斬下的兩個頭則分別長出身體,成為兩條各有一個頭的扁蟲。這顯示中間一截的扁蟲已受長期影響,至少在兩次「斬首」都繼續長出兩個頭。

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Image Credit: Junji Morokuma et al. 2017, CC BY 4.0
在斬去「兩頭蟲」的兩個頭後(C),三部份均各自再長出頭部和身體(D)。

不過作者亦指出,過往有其他在水中再生的兩頭扁蟲例子,所以即使扁蟲變成「兩頭蟲」跟上太空有關,後來繼續長出兩個頭也許是其再生機制的特質。目前尚未得悉太空旅行如何產生這條「兩頭蟲」,作者提出數個假說,包括地磁場減少影響了細胞骨架、低重力狀態下改變了體內的離子通道等,未來將會進一步研究其再生機制。

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