Sie und ich haben einmal die am längsten lebenden Organismen auf der Erde betrachtet und es gab bereits einen Unsterblichen. Aber jetzt werde ich Ihnen von einem weiteren unsterblichen Organismus erzählen.
Sie begannen bereits im 19. Jahrhundert über die Unsterblichkeit der Hydra zu sprechen. Die Hypothese wurde jedoch erst Ende des 20. Jahrhunderts bewiesen. Experimentell hat Daniel Martinez gezeigt, dass einige Arten von Hydras aufgrund ihrer hohen Regenerationsfähigkeit unsterblich sind. In kurzer Zeit kann ihr Körper einzelne Teile wiederherstellen. Aufgrund dieser Merkmale wurde in den letzten Jahren Hydra als Modellobjekt zur Untersuchung von Regenerations- und Morphogeneseprozessen verwendet.
Lassen Sie uns mehr darüber herausfinden …
Hydra ist eine kleine erstaunliche Kreatur und, wie sich herausstellte, tatsächlich eine unsterbliche Kreatur. Die Hydra ist am besten dafür bekannt, dass sie, wenn Sie sie in mehrere Teile schneiden, schließlich zu neuen Hydras wachsen.
Der Körper einer Hydra ist ein Beutel mit einer Wand aus zwei Zellschichten (Ektoderm und Endoderm). Es hat eine zylindrische Form, am vorderen Ende des Körpers, am perioralen Kegel befindet sich ein Mund, der von einer Krone aus 5-12 Tentakeln umgeben ist. Bei einigen Arten ist der Körper in einen Stamm und einen Stiel unterteilt. Am hinteren Ende des Körpers (Stiel) befindet sich ein Bein (Sohle), mit dessen Hilfe sich die Hydra bewegt und anhaftet.
In der antiken griechischen Mythologie war die fantastische Kreatur Hydra von Lernaeus eine monströse Schlange mit neun Köpfen, die als unbesiegbar galt, weil anstelle der abgehackten Köpfe neue wuchsen und Herkules daher große Anstrengungen unternehmen musste, um sie zu zerstören. In der Natur gibt es ein kleines Wassertier, das in seinen Eigenschaften ähnlich ist und stolz den Namen "Hydra" zu Ehren seines mythologischen "Vorfahren" trägt.
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Im oberen Teil des zylindrischen Körpers der Hydra, der nur 1 bis 2 cm lang ist, befindet sich ein Mund, der von einem Rand aus 5 bis 12 kleinen Tentakeln umgeben ist, mit deren Hilfe er ständig nach Beute jagt und die sich auf die gleiche Weise wie die Strahlen von Seesternen regenerieren können, wenn diese vorhanden sind Die Tentakeln werden abgeschnitten oder abgerissen.
Diese Fähigkeit von Hydras fasziniert Wissenschaftler seit Jahrhunderten. Die Regenerationsfähigkeit von Hydras erwies sich jedoch als viel komplexer und erstaunlicher - etwas aus dem Bereich der Fantasie. Laut Wissenschaftlern der University of California in Berkeley kann diese Kreatur ihren Körper auch nach dem Drehen in einem Fleischwolf wieder herstellen.
Ziel der von Ulrich Technau geleiteten Studie war es festzustellen, inwieweit sich die Regenerationsfähigkeit von Hydras ausdehnt. Das Erstaunlichste ist, dass nach dem Durchlaufen der Messer eines Fleischwolfs die in Püree zerkleinerte Hydra für den konservierten Kopf ausreichte und sich dann ihr Hydra-Körper neu zu bilden begann. Der Kopf war dafür verantwortlich, kontinuierliche Signale an die Zellen des restlichen Körpers zu senden und ihnen zu befehlen, wohin sie gehen sollten und in welchen Teil des Körpers sie sich schließlich verwandeln würden.
Darüber hinaus haben Wissenschaftler herausgefunden, dass nach dem Durchrollen eines Fleischwolfs kleine Ansammlungen von Hydra-Kopfzellen über die Überreste des Körpers verstreut sind und mehrere neue unabhängige Individuen allmählich aus ihnen herauswachsen. So reparierte sich das Tier nicht nur selbst, es konnte sich in mehrere Hydras verwandeln. Diese ungewöhnlichen Eigenschaften machen die Hydra zu einer Kreatur, die kaum zu zerstören ist.
Wenn jeder Teil in mehrere Teile geschnitten wird, werden „Kopf“und „Bein“wiederhergestellt, wobei die ursprüngliche Polarität beibehalten wird - Mund und Tentakel entwickeln sich auf der Seite, die näher am oralen Ende des Körpers liegt, und Stiel und Sohle auf der aboralen Seite des Fragments. Der gesamte Organismus kann aus einzelnen kleinen Körperteilen (weniger als 1/100 des Volumens), aus Tentakelstücken sowie aus einer Zellsuspension wiederhergestellt werden.
Hydra kann aus Zellsuspension regeneriert werden, die durch Mazeration erhalten wird (zum Beispiel durch Reiben der Hydra durch ein Mühlengas). Experimente haben gezeigt, dass die Bildung eines Aggregats von etwa 300 Epithelmuskelzellen ausreicht, um das Kopfende wiederherzustellen. Es wurde gezeigt, dass die Regeneration eines normalen Organismus aus Zellen einer Schicht (nur Ektoderm oder nur Endoderm) möglich ist.
Wenn Sie ein Fragment von der lateralen Seite des Körpers der Hydra abschneiden und es mit dem Körper einer anderen Hydra verschmelzen, sind drei Ergebnisse des Experiments möglich: 1) Das Fragment verschmilzt vollständig mit dem Körper des Empfängers. 2) das Fragment bildet einen Vorsprung, an dessen Ende sich ein „Kopf“entwickelt (dh es verwandelt sich in eine Niere); 3) das Fragment bildet einen Vorsprung, an dessen Ende ein "Bein" gebildet wird. Es stellte sich heraus, dass der Prozentsatz der "Kopf" -Bildung höher ist, je näher am "Kopf" des Spenders das Fragment für die Transplantation entnommen wird und je weiter es vom "Kopf" des Empfängers entfernt ist. Diese und ähnliche Experimente führten zur Postulierung der Existenz von vier Substanzen - Morphogenen, die die Regeneration regulieren - dem Aktivator und Inhibitor des "Kopfes" und dem Aktivator und Inhibitor des "Beins". Diese Substanzen bilden nach diesem Regenerationsmodell Konzentrationsgradienten: Im Bereich des "Kopfes" eines normalen Polypen ist die Konzentration als Aktivator maximal,und der Inhibitor des Kopfes und im Bereich des "Beins" - die maximale Konzentration sowohl des Aktivators als auch des Inhibitors des Beins. Alle von ihnen wurden tatsächlich entdeckt.
Ende des 19. Jahrhunderts wurde eine Hypothese über die theoretische Unsterblichkeit der Hydra aufgestellt, die sie im Laufe des 20. Jahrhunderts wissenschaftlich zu beweisen oder zu widerlegen versuchten. 1997 wurde die Hypothese von Daniel Martinez experimentell bewiesen. Das Experiment dauerte ungefähr vier Jahre und zeigte, dass es unter den drei Gruppen von Hydras keine Sterblichkeit aufgrund des Alterns gab. Es wird angenommen, dass die "Unsterblichkeit" von Hydras direkt mit ihrer hohen Regenerationsfähigkeit zusammenhängt.
Vor Beginn des Winters, nach dem Übergang zur sexuellen Fortpflanzung und der Reifung der ruhenden Stadien sterben Hydras in den Stauseen der mittleren Zone. Anscheinend ist dies nicht auf einen Mangel an Nahrungsmitteln oder die direkten Auswirkungen anderer nachteiliger Faktoren zurückzuführen. Dies weist jedoch darauf hin, dass Hydras einige Alterungsmechanismen aufweisen, deren Ursache die sexuelle Fortpflanzung ist.
Nun, noch ein paar Unsterbliche:
Amerikanischer Hummer
Diese Art von Hummer hat selbstheilende DNA. Ein spezielles Enzym namens Telomerase verhindert das Altern. Wissenschaftler schätzen, dass der älteste gefundene Hummer 140 Jahre alt ist und keine Zeichen des Alterns aufweist. Es wird angenommen, dass amerikanische Hummer biologisch unsterblich sind und an äußeren Ursachen sterben.
HeLa-Zellen
Im Gegensatz zu gewöhnlichen Zellen haben diese Zellen die einzigartige Fähigkeit, sich unendlich oft zu teilen. Diese Teilung ist dank des gleichen Enzyms Telomerase möglich: Es baut Telomere an den Enden der DNA von Chromosomen auf. Sie wurden erstmals 1951 bei Henrietta Lacks Gebärmutterhalskrebs entdeckt. HeLa-Zellen werden heute zur Untersuchung von Krebs, AIDS und vielen anderen Krankheiten und verschiedenen Substanzen verwendet.