据柏林洪堡大学比较动物学家 Gerhard Scholtz 称，长期以来人们都知道，节肢动物（即所有拥有分节身体和有关节肢体的动物）在肢体丢失后可以重新长出腿和胳膊。例如，当甲壳类动物受到攻击时，它们甚至可以自行断掉受伤的腿，以牺牲肢体来求生。
现在，八足海蜘蛛 *Pycnogonum litorale*——可以将其想象成与陆地蛛形纲动物（如蜘蛛、蝎子和螨虫）相关的海洋生物——已表明节肢动物也可以恢复身体的整个部分。在最近发表于《美国国家科学院院刊》的一项研究中，Scholtz 的团队对 23 只海蜘蛛进行了实验，切除了它们身体的各个部分。令科学家们惊讶的是，大多数年轻和青少年海蜘蛛都能近乎完整地再生所有缺失的身体部位。
“沿着身体轴进行再生，这是未知的，而且曾经有一种教条认为节肢动物无法做到这一点，”Scholtz 说。“但我们已经证明这是可能的。这出乎意料。这是一个很大的惊喜。”
尽管海蜘蛛具体是如何做到这一点的仍然不清楚。事实上，越来越多关于再生分子机制的研究似乎表明，再生没有一个放之四海而皆准的“回复”方法。
1. 涡虫与干细胞法
显微镜下的涡虫（扁形虫）。(图片来源：Rattiya Thongdumhyu/Shutterstock)
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以涡虫（也称为 Planarian）为例，它是动物界再生能力最令人印象深刻的例子之一。这些水生蠕虫是无脊椎动物，即使失去自身高达 90% 的身体，也能完全再生它们的整个身体。如果它们被斩首，它们甚至可以重新长出头部。
“这些家伙实际上使用‘干细胞介导的再生方法’，”马萨诸塞大学波士顿分校的再生分子机制教授 Catherine McCusker 说。“它们拥有一个多能干细胞群体，一直存在于身体中，并零星地替换受损细胞。当发生大的截肢时，这些细胞基本上被调用来再生缺失的结构，无论是什么。”被称为海鞘的海洋动物也使用这种相同的技术。
2. 蝾螈与去分化法
蝾螈（Ambystoma mexicanum）在白色背景前。(图片来源：Eric Isselee/Shutterstock)
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虽然涡虫的再生能力令人印象深刻，但真正的再生 MVP 似乎是蝾螈——可爱的墨西哥水蜥蜴。它是唯一一种无论年龄大小都能再生身体各个部位的脊椎动物。它可以替换整个缺失的肢体、尾巴、睾丸、肠道和心脏等内脏器官、脊髓，甚至神经元和部分大脑。
然而，蝾螈并不依赖于它们的干细胞群体，而是使用一种称为去分化的技术。一旦受伤，它们就会从附近的未分化细胞中长出一个称为芽基的残肢。
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“它们所做的是，基本上将这些体内衰老细胞的时钟拨回到起点，让它们开始表现得像胚胎细胞，但它们不是干细胞，”McCusker 说。“它们介于干细胞和成年细胞之间，所以它们没有分化，但它们知道自己将要成为什么。”
这被称为表皮样再生，这是许多其他具有再生能力的动物选择的技术。陆生蜥蜴和蝾螈也使用这种技术。
海星也这样做，在某些情况下，它可以仅从一条手臂长出全新的身体。
3. 水螅体通过重塑（Morphallaxis）再生
水螅体是刺胞动物门、水螅纲的小型淡水动物属。(图片来源：Choksawatdikorn/Shutterstock)
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水螅是一种像水母一样的淡水生物，喜欢附着在岩石上，看起来有点像海葵——它们是真正的“万能手”。在大多数情况下，它们会经历一个称为形态发生（morphallaxis）的过程。
“本质上，它们会利用组织中剩余的部分，然后重新排列细胞，重新组织它们，从而形成一个结构完整的完美小版本，”McCusker 说。
但是，它们也可以采取组合方式。“根据受伤的方式不同，它们会改变再生的模式，”McCusker 说。
如果它们受伤更严重，它们也会利用与蝾螈相同的过程，通过细胞增殖和去分化生长新的细胞群来取代缺失的结构。
4. 斑马鱼也喜欢组合方式
斑马鱼 (图片来源：Horvath82/Shutterstock)
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斑马鱼即使在成年后也能再生，从鳍到脊髓、视网膜、心脏、肾脏以及大脑最发达的前部——端脑，都能再生——但它们也喜欢组合方式，因为允许再生的机制似乎是器官特异性的。鳍的再生与蝾螈或海星相似。但端脑的再生则需要干细胞来“拯救”，就像涡虫一样。
为什么人类的再生能力很差？
为什么这些动物能够再生？而像我们和其他哺乳动物这样的动物，再生能力却很差？据弗拉基米尔·库拉科夫国立医学研究中心再生医学实验室主任 Andrey Elchaninov 称，这至今仍然是一个令人困惑的问题。至今，各种理论相互冲突，科学界仍然没有定论。
Elchaninov 最喜欢的理论之一与我们免疫系统的进化有关。“如果免疫力非常高，就像哺乳动物或鸟类一样，这些物种就不能再生腿、手指等。为什么呢？”Elchaninov 说。
也许是因为免疫系统想要预防肿瘤，而再生的分子机制与肿瘤形成相似——例如，使用干细胞。
“所以，进化选择了‘好吧，这些物种患肿瘤的可能性较低，但它们不会再生’，”Elchaninov 说。
非洲刺鼠的研究支持了这一理论，这种老鼠在受伤后能够再生皮肤和毛发。研究表明，它们在其再生的皮肤上似乎没有巨噬细胞（一种免疫细胞）。
“创伤皮肤中没有巨噬细胞。这就是我认为免疫和再生之间存在某种联系的原因，”Elchaninov 说。
对某些动物为何能再生而其他动物不能再生的研究进展，将有助于揭示人类是否能够利用其中一些能力。这对于再生医学领域的医生、科学家和专业人士尤其具有意义。
“例如，人类不能再生手指或腿，但在产前发育过程中，我们拥有所有促成腿部或手指生长的基因，而这些基因实际上与海星和水螅体中的基因相同，”Elchaninov 说。“也许在出生后发育中也能找到一种方法来‘唤醒’这些基因，并再生肢体。”
“但这将是未来的事情，”Elchaninov 说。“在我看来，还有很远、很远的路要走。”
