Отрастает ли у ящерицы оторванный хвост. Хвост ящерицы, особенность строения и отбрасывания
Ящерицу доводилось видеть всем – это довольно распространенное на территории России существо, которое нередко выходит летом на теплые камни и коряги, чтобы погреться на солнце. И практически все люди пытались в детстве поймать такую рептилию – а вот это удавалось уже далеко не всем. Ведь ящерицы имеют одну довольно удивительную особенность – в ситуации, когда им что-то угрожает, они могут запросто отбросить хвост и убежать, пока ловец пытается понять, что же произошло. Хвост, отделившись от рептилии, может еще долго извиваться и создавать обманные движения.
Почему это происходит, и как ящерицам удается отбрасывать хвост? Вырастает ли у них новый, и безопасно ли это для самого маленького существа? Ответить на эти вопросы будет не сложно.
Зачем ящерице хвост?
Ящерице нужен хвост, это и балансир при движении, особенно на задних лапах, и хранилище запасных питательных веществ. Лазающие по деревьям ящерицы используют хвост как дополнительную конечность, обвивая им ветки. Существование рептилии без этой части тела невозможно, потому она отращивает его снова, если потеряет, тратя на этот процесс немало сил и ресурсов своего организма. Процесс называется регенерацией, он характерен для рептилий и амфибий. Как ящерица умеет отращивать свой хвост, так тритон может восстановить даже глазное яблоко или целую конечность – правда, это займет у него до полугода.
Почему ящерица избавляется от хвоста?
Отбрасывание хвоста происходит не случайно. Эта часть тела крайне важна, однако выживание – это еще более важная задача. Как правило, ящерица отбрасывает хвост при опасности, в ситуациях, когда ей что-то угрожает. Отброшенный хвост может какое-то время совершать движения, привлекая внимание хищника, и давая возможность небольшому юркому существу ускользнуть. Хищник может упустить свою потенциальную добычу за эти секунды из виду, или удовольствоваться отброшенным лакомым кусочком и оставить ящерицу в покое. Именно по этим причинам и выработался данный механизм. Он оправдал себя на практике, многие ящерицы смогли спасти себя ценой хвоста, и часть из них делала это не единожды за свою жизнь.
Отбрасывание хвоста – как это происходит?
Регенерация – это удивительный процесс, но не менее удивляет то, как ящерице удается избавиться от хвоста вообще. Ведь крови животное при этом не теряет, проблем со здоровьем и самочувствием тоже не наблюдается. Спрятавшись от потенциального хищника, существо через некоторое время вновь выходит и ведет себя совершенно как обычно. Этот процесс был рассмотрен учеными, и оказалось, что он действительно протекает малотравматично.
Между позвонками, отделяющими хвостовую часть позвоночника ящерицы, нет плотного соединения, кости на этом участке отделены друг от друга. При опасности задняя часть мускулатуры рептилии сжимается настолько сильно, что хвост просто отсоединяется. Мускулатура пережимает кровеносные сосуды, отвечавшие в прошлом за питание хвоста, и ящерица убегает без рисков истечь кровью или испытать боль. Для них это совершенно естественное явление, и в науке оно получило название аутотомия.
Однако стоит учесть,что отращивание нового хвоста потребует много энергии. Существу придется создавать новые жировые запасы в нем. Теряя хвост прямо перед зимовкой, рептилия рискует ослабеть и даже погибнуть в холодный период, так как пребывание в анабиозе тоже требует задействования накопленных за лето питательных веществ.
Восстановление хвоста ящерицы
Хвост ящерицы отрастает медленно, у каждого вида на этот процесс уходит собственный отрезок времени. Часть видов не могут восстановить хвост полностью, после утери он вырастает более коротким. Некоторые ящерицы умеют отращивать хвост заново только один раз. И потому они отбрасывают его только при очень серьезной опасности, стремясь освободиться только от небольшого его участка. Сначала позвонки в отрастающем хвосте заменены на хрящи, затем же он становится полноценным.
Ящерицы с несколькими хвостами
В природе встречаются чудеса. И в частности, некоторым людям удавалось увидеть ящерицу с несколькими хвостами. Такое происходит, если при отбрасывании хвоста было приложено недостаточное мускульное усилие, позвонки были разделены, но хвост так и не отпал. В этом случае старый хвост остается, но организм ящерицы получает команду на отращивание нового. Сегодня ученые продолжают исследовать эту особенность поведения ящерицы несмотря на то, что как механизм она изучена практически полностью. Не так давно было обнаружено наличие особых стволовых клеток у гекконов – именно они отвечают за регенерацию спинного мозга. Предполагается, что исследование этих клеток поможет справиться с проблемами восстановления спинного мозга после травм у людей.
Таким образом, отбрасывание хвоста – это защитная реакция, которая проявляется у ящериц при нападении противника. Хвост отвлекает хищника, и рептилия обычно успевает убежать и спрятаться. Затем она отращивает новый хвост, потому как это позволяют регенерационные процессы ее организма.
– удивительные создания, наблюдения за жизнью которых способны удивлять даже самых искушенных любителей животных. Они одни из немногих живых существ, которые имеют способность к регенерации своих утраченных частей тела. Правда, это возможно далеко не со всеми представителями. Наглядным примером этого служит ситуация, когда ящерица теряет свой хвост. Потеряй эту часть тела кошка, собака, птица – они так бы и остались бесхвостыми, но ящерица может его отрастить.
О том, у каких ящериц и почему отпадает хвост, может ли отрасти утраченная часть тела и что для этого необходимо сделать – всей этой интересной информацией мы поделимся с вами уже прямо сейчас…
Роль хвоста в организме ящерицы
Хвост для ящерицы – предмет гордости и достоинства, причем это не просто бесполезная и красивая часть тела, а орган, который выполняет много важных для этого создания функций. И, нередко именно эти функции хвоста ящерицы превращают её в особое создание. Но, давайте всё-таки сосредоточимся на том, для чего ящерице хвост.
- Прежде всего, он необходим ей для того, чтобы участвовать в процессах движения. При этом, он выполняет функцию руля, с помощью которого ящерица держит равновесие, балансирует на относительных поверхностях, по которым она передвигается.
- Хвост помогает ящерице во время её прыжков.
- Если у вас водная ящерица – то, без своего хвоста она бы не могла нырять или плавать.
- Благодаря незаметным и мелким липучкам на хвосте ящериц, он позволяет им задерживаться на скользких и гладких поверхностях – к примеру, на стенках .
- Повреждение хвоста может привести к повреждениям мускулатуры конечностей, так как хвост связан с ними.
- Вы не поверите, но кладовой питательных веществ в организме рептилии, и вашей ящерицы, в том числе, является её хвост. А его толщина может рассказать о том, насколько здоров ваш питомец, и как хорошо вы о нём заботитесь. Узнайте, .
- Также, с помощью хвоста рептилии могут посылать друг другу сигналы. А, определенные позы хвоста служат невербальной формой общения между ящерицами – таким образом они делятся между собой информацией о своём возрасте, социальном статусе, состоянии здоровья или о своих намерениях – быть дружелюбными или готовиться к нападению.
- Незаменимую роль хвост играет и когда ящерицы вступают в период половой активности, с помощью него они не только привлекают партнеров или партнёрш, но он также помогает и в процессе спаривания. О .
Может ли ящерица жить без хвоста
Не удивительно, что потеря такого важного органа, как хвост, для ящериц не проходит бесследно. Если она живет в террариуме в окружении других рептилий, то те перестают воспринимать её, как равную. Дело в том, что потеряв свой хвост, ящерица уменьшается в своих размерах, а это для иерархии рептилий – непоправимо. Только большие особи имеют право претендовать на всеобщее уважение и трепет перед ними. Перед бесхвостой ящерицей никто не отступит, и в коллективе своих сородичей ей придется очень тяжело. Так что, если ваша ящерица до этого момента была главной в террариуме, потеря хвоста приведёт к тому, что она будет низвергнута со своего «трона». Мало того, её будут ждать гонения со стороны других ящериц – они не будут подпускать бесхвостую особь к пище, к самке, к воде…
Когда ящерица теряет хвост
Однако, несмотря на то, что потеря хвоста для ящерицы – большой стресс, невосполнимая утрата, и сознательное самоустранение с позиции лидера в среде своих соплеменников, всё-таки случаются ситуации, когда ящерицы самостоятельно сбрасывают свой хвост. Как такое возможно? Благодаря сильному сжатию хвостовых мускулов происходит отпадание хвоста, как правило, ящерица так поступает в минуты смертельной опасности для того, чтобы избавиться от преследования.
В процессе её напряжения хвостовые мускулы пережимают кровяные сосуды, и в месте, где хвост был присоединён к телу ящерицы даже не остаётся кровавого следа. Хвост просто отпадает, без всяких следов и крови.
При этом, ещё некоторое время он способен двигаться. Маленькая хитрость Природы. Таким образом хвост спасает своего бывшего владельца от преследования, так как отвлекает преследователя своими движениями и шуршанием (звук издают мелкие чешуйки, покрывающие хвост). После такого вынужденного шага ящерица становится уязвимой, и предпочитает искать уединение до тех пор, пока у неё не вырастет новый хвост.
В условиях террариума хвост у ящерицы может отвалиться из-за сильного стресса и испуга, или в результате механического повреждения и травмы.
Два хвоста у ящерицы
Иногда можно услышать слова владельцев ящериц о том, что их питомец превратился в настоящего мутанта. Это не их фантазии, доказательством тому служит... два хвоста у рептилии. На самом деле, наличие двух хвостов у ящерицы можно объяснить с вполне научной точки зрения. Это никакая не мутация, и такое животное не стоит усыплять или убивать – всё дело в том, что ящерица собиралась сбросить свой старый хвост, но он не отпал полностью, а только надломился. При этом, организм ящерицы воспринял надлом, как сигнал для организма запустить восстановительные процессы и отрастить новый хвост, не зная, что старый ещё фактически есть. Рана на месте надлома мгновенно затянулась, старый хвост остался, а новый начал быстро расти (кстати, в нём нет позвонков, только хрящевые ткани), в результате ящерица получила два хвоста.
Если вас всё-таки смущает наличие такой пары хвостов, вы можете обратиться за помощью в ветеринарную клинику, где лишний хвост удалят, но несколько раз перед этим подумайте, стоит ли вмешиваться в дела природы или оставить всё, как есть.
Кстати, у ящерицы может быть не только 2, но 3, 4 и даже 5 хвостов. В этом случае, в целях безопасности рептилии и для того, чтобы снизить риск её травматизма – передвигаться с таким «букетом» не слишком удобно – всё-таки будет лучше провести операцию по удалению лишних хвостов.
Широко известный факт: спасаясь от врагов, ящерицы, саламандры и тритоны могут «отбросить» собственный хвост, а затем отрастить его заново. Головастик способен отрастить новую лапку, креветка - новый глаз, а морскую звезду и вовсе можно разделить на несколько частей, каждая из которых превратится в новую полноценную особь. Почему же человек не может отращивать потерянные части своего тела? Или всё-таки может?..Немного забегая наперёд, дадим обнадёживающий ответ: может, - хотя такие процессы и не были изначально предусмотрены природой. Но медицине будущего (и отчасти – уже настоящего) это вполне под силу! Однако прежде, чем перейти к таким замечательным перспективам, нужно разобраться: почему и зачем эволюция запретила нам все эти удивительные трюки, которые вытворяют более «простые» её творения?
Регенерация у амфибий и рептилий
Учёные давно пытались понять, каким образом земноводные регенерируют оторванные хвосты, конечности, челюсти, глаза. Более того, у них восстанавливаются даже повреждённое сердце или спинной мозг! Метод «саморемонта» удалось понять, только сравнив регенерацию зрелых особей и эмбрионов. Оказалось, на ранних стадиях развития живых существ их клетки незрелы, поэтому их участь ещё не предопределена.
Когда эмбрион лягушки имеет всего лишь нескольких сотен клеток, из него можно вырезать часть ткани, которой ввиду места расположения уготована участь стать шкурой, и поместить её в область мозга. Тогда эта ткань «послушно» станет частью мозга. Если же подобная операция производится с более зрелым эмбрионом, то из клеток кожи все равно развивается кожа - прямо посреди мозга, так как «программирование» на момент пересадки было уже завершено.
Для большинства организмов клеточная специализация, из-за которой одна клетка становится клеткой иммунной системы, другая – частью сердечной мышцы, а третья – фрагментом шкурки, - это дорога с односторонним движением. То есть клетки придерживаются своей «специализации» не просто до собственной смерти, но и становятся образцом для их точного замещения новыми клетками.
Клетки амфибий уникальны тем, что умеют обратить время вспять и вернуться к тому моменту, когда их предназначение могло измениться. На повреждённом участке тела клетки костей, шкуры и крови становятся клетками без отличительных признаков – «бластемой». Вторично новорожденные клетки начинают усиленно делиться, формирую новые кости, мышцы и кожу, в конечном итоге становясь новой лапой, хвостом и так далее.
Регенерация у грызунов
Ещё недавно научный мир был убеждён, что млекопитающие не способны повторить «подвиги» рептилий, стоящих на ступень ниже в эволюционной лестнице. Однако специалисты из филадельфийской лаборатории выяснили, что мыши с сильно ослабленной иммунной системой всё же способны к регенерации - хотя и не в полном объёме.
Иммунолог Элен Хебер-Кац из Филадельфии однажды дала своему лаборанту обычное задание: проколоть уши лабораторным мышам, чтобы нацепить им ярлычки. Через пару недель Элен пришла к мышам с готовыми ярлычками, но... не нашла в ушках дырочек. Не поверив на слово лаборанту, она сама взялась за дело. Но спустя несколько недель результат оказался тем же: на ушах грызунов не осталось ни следа от проделанных манипуляций.
Этот странный случай заставил Хербер-Кац сделать совершенно невероятное предположение: а что если мыши просто регенерировали хрящевую ткань для заполнения ненужных им дырок? Пристальное изучение подтвердило, что на повреждённых участках ушей присутствует бластема - неспециализированные «помолодевшие» клетки, как и у земноводных!
Доктор Хебер-Катц решила проверить, как обстоят дела с другими частями тела – и, отрезав мышкам кусочек хвоста, получила 75-процентную регенерацию. Правда, применить подобный эксперимент к лапам грызунов никто так и не решился. Скорее всего, мышь просто умерла бы от потери крови – задолго до того, как началась бы регенерация тканей. И если бы таковая вообще началась… Поэтому на этом этапе регенерация мягких тканей у млекопитающий пока зашла в тупик.
Регенерация у человека
У человека хорошо регенерирует клетки крови, эпидермис, волосы и ногти. Способностью к регенерации обладает также наша костная ткань – она срастается после переломов, хотя и нуждается в жёсткой фиксации и постоянном контроле (то есть этот процесс лишь отчасти можно назвать естественным). Мы выживаем при утрате части печени (до 75%), поскольку оставшиеся фрагменты начинают усиленно делиться и восстанавливают первоначальную массу органа. Кроме того, при определённых условиях у человека могут регенерировать кончики пальцев.
Однако всё это слишком далеко о той «магии», на которую способны обыкновенные ящерицы… Потому как, в отличии от холоднокровных или специальных лабораторных мышей, о которых речь шла ранее, нормальные млекопитающие имеют иммунитет – в нём-то и кроется разгадка феномена регенерации. Имея такие же необходимые для самовосстановления тканей гены, как и у амфибий, мы бессильны отрастить новую руку или ногу из-за Т-лимфоцитов, которые не позволяют этим генам работать.
Доктор Хебер-Катц полагает, что организмы изначально разработали два способа исцеления от ран: иммунную систему и регенерацию. Но в ходе эволюции обе системы стали несовместимы друг с другом - и пришлось выбирать. Хотя регенерация, на первый взгляд, может показаться лучшим выбором, Т-клетки оказались для нас важнее, поскольку готовы сражать с любыми непредвиденными ситуациями – а именно они поджидали на каждом шагу те виды живых существ, которые не останавливались на достигнутой уютной нише (как рептилии), а продолжали эволюционировать и осваивать новые территории.
Таким образом, наша иммунная система защищает нас от вирусов, бактерий и злокачественных опухолей (и за это мы ей бесконечно благодарны), - но одновременно подавляет наши способности к капитальному ремонту, включающему восстановление утраченных органов или конечностей. Но, как человек уже успел сообразить, природу можно «обвести вокруг пальца», и превратить научную фантастику в явь. Заглянуть за кулисы этой «кухни» мы попытаемся в следующий раз…
Регенерация утраченных органов у животных — тайна, издревле волнующая ученых. До последнего времени считалось, что этим великолепным свойством наделены только низшие виды живых существ: ящерица отращивает оторванный хвост, некоторых червей можно разрубить на мелкие куски, и каждый вырастет в целого червя — примеров множество.
Но ведь эволюция живого мира шла от низших организмов ко все более высокоорганизованным, так почему на каком-то ее этапе это свойство пропало? И пропало ли?
Лернейская гидра, Медуза Горгона или наш трехглавый Змей Горыныч, у которого Иван-царевич без устали рубил «самовосстанавливающиеся» головы, — персонажи хотя и мифические, но явно состоящие в «родственных отношениях» с вполне реальными существами.
К ним, например, относятся тритоны — разновидность хвостатых амфибий, которые по праву считаются одними из самых древних животных на Земле. Их удивительной особенностью является способность к регенерации — отращиванию поврежденных или потерянных хвостов, лап, челюстей.
Более того, у них восстанавливаются и поврежденное сердце, и глазные ткани, и спинной мозг. По этой причине они незаменимы для лабораторных исследований, да и в космос тритонов отправляют не реже, чем собак и обезьян. Этими же свойствами обладают и многие другие существа.
Так, рыбкам данио рерио черно-белого окраса, длиной всего в 2—3 см, свойственно регенерировать части плавников, глаза и даже восстановить клетки собственного сердца, вырезанные хирургами в процессе опытов по регенерации. Это можно сказать и о других видах рыб.
Классическими примерами регенерации стали ящерицы и головастики, восстанавливающие потерянный хвост; раки и крабы, отращивающие утраченные клешни; улитки, способные вырастить новые «рожки» с глазами; саламандры, у которых происходит естественная замена ампутированной лапки; морские звезды, регенерирующие свои оторванные лучи.
Кстати, из такого вот оторванного луча, как из черенка, может развиться новое животное. Но чемпионом регенерации стал червь плосковик, или планария. Если его перерезать пополам, то на одной половинке тела вырастает недостающая голова, а на другой — хвост, то есть образуются две совершенно самостоятельные жизнеспособные особи.
А возможно появление совершенно необыкновенной, двухголовой и двухвостой планарии. Такое произойдет, если на переднем и заднем концах сделать продольные надрезы и не давать им срастаться. Даже из 1/280 части тела этого червя получится новое животное!
Люди долго наблюдали за братьями нашими меньшими и, чего греха таить, втайне завидовали. А ученые перешли от бесплодных наблюдений к анализу и попытались выявить законы этого «самоисцеления» и «самовосстановления» животных.
Первым попытался внести научную ясность в это явление французский естествоиспытатель Рене Антуан Реомюр. Именно он ввел в науку термин «регенерация» — восстановление утраченной части тела с ее структурой (от лат. ге — «снова» и generatio — «возникновение») — и провел ряд опытов. Его работа о регенерации ног у рака была напечатана в 1712 году. Увы, коллеги не обратили на нее внимания, и Реомюр оставил эти исследования.
Лишь спустя 28 лет швейцарский натуралист Абраам Трамбле продолжил опыты по регенерации. Существо, на котором он экспериментировал, на тот момент не имело даже собственного имени. Более того, ученые еще не знали, животное это или растение. Полый стебелек с щупальцами, задним концом прикрепляющийся к стеклу аквариума или к водным растениям, оказался хищником, к тому же весьма удивительным.
В опытах исследователя отдельные фрагменты тела маленького хищника превращались в самостоятельные особи — явление, известное до тех пор лишь в растительном мире. А животное продолжало удивлять естествоиспытателя: на месте продольных разрезов на переднем конце тельца, сделанных ученым, оно отращивало новые щупальца, превращаясь в «многоголовое чудовище», миниатюрную мифическую гидру, с которой, по мнению древних греков, сражался Геракл.
Неудивительно, что и лабораторное животное получило то же имя. Но исследуемая гидра обладала еще более чудесными особенностями, чем ее лернейская тезка. Она дорастала до целой даже из 1/200 части своего односантиметрового тела!
Реальность превосходила сказки! Но факты, которые известны сегодня каждому школьнику, в 1743 году опубликованные в «Трудах Лондонского Королевского общества», ученому миру показались неправдоподобными. И тогда Трамбле поддержал к этому времени уже авторитетный Реомюр, подтвердив достоверность его исследований.
«Скандальная» тема сразу же привлекла внимание многих ученых. И вскоре список животных со способностями к регенерации оказался довольно внушительным. Правда, долгое время считалось, что только низшие живые организмы обладают механизмом самообновления. Затем ученые обнаружили, что птицы способны отращивать клювы, а молодые мыши и крысы — хвосты.
Даже у млекопитающих и человека есть ткани с большими возможностями в данной области — регулярно меняют шерсть многие животные, обновляются чешуйки человеческого эпидермиса, отрастают остриженные волосы и сбритые бороды.
Человек — существо не только чрезвычайно любознательное, но и страстно желающее любое знание использовать себе во благо. Поэтому вполне понятно, что на определенном этапе исследования загадок регенерации возник вопрос: а почему это происходит и нельзя ли вызывать регенерацию искусственно? И почему высшие млекопитающиеся почти утратили эту способность?
Во-первых, специалисты отметили, что регенерация тесно связана с возрастом животного. Чем оно моложе, тем легче и быстрее исправляются повреждения. У головастика недостающий хвост запросто отрастает, а вот утрата старой лягушкой лапки делает ее инвалидом.
Ученые исследовали физиологические отличия, и стал понятен способ, применяемый земноводными для «саморемонта»: оказалось, что на ранних стадиях развития клетки будущего существа незрелы, и направление их развития вполне может измениться. Например, эксперименты над эмбрионами лягушек показали, что когда эмбрион имеет всего лишь нескольких сотен клеток, из него можно вырезать часть ткани, которой уготована участь стать шкурой, и поместить в область мозга. И эта ткань... станет частью мозга!
Если же подобная операция производится с более зрелым эмбрионом, то из клеток кожи все равно развивается кожа — прямо посреди мозга. Потому ученые сделали вывод, что судьба этих клеток уже предопределена. И если для клеток большинства высших организмов обратной дороги нет, то клетки земноводных умеют обратить время вспять и вернуться к тому моменту, когда предназначение могло измениться.
Что же это за изумительное вещество, позволяющее земноводным «самовосстанавливаться»? Ученые обнаружили, что если тритон или саламандра потеряют лапку, то на поврежденном участке тела клетки костей, шкуры и крови теряют отличительные признаки.
Все вторично «новорожденные» клетки, которые называют бластемой, начинает усиленно делиться. И в соответствии с нуждами организма становятся клетками костей, шкуры, крови... чтобы стать в конце новой лапой. А если в момент «саморемонта» подключить третиноиновую кислоту (кислота витамина А), то это так сильно подхлестывает регенеративные способности у лягушек, что они отращивают три ноги вместо одной утраченной.
Долгое время оставалось загадкой, почему программа регенерации оказалась подавленной у теплокровных. Объяснений может быть несколько. Первое сводится к тому, что у теплокровных несколько иные приоритеты к выживанию, нежели у холоднокровных. Рубцевание ран стало важнее тотальной регенерации, поскольку снижало шансы фатального истекания кровью при ранении и занесения смертоносной инфекции.
Но может быть и другое объяснение, куда более мрачное — рак, то есть быстрое восстановление обширного участка поврежденной ткани подразумевает возникновение одинаковых быстро делящихся клеток в определенном месте. Именно это наблюдается при возникновении и росте злокачественной опухоли. Поэтому ученые полагают, что для организма стало жизненно важным уничтожать быстро делящиеся клетки, а следовательно, возможности к быстрой регенерации оказались подавленными.
Доктор биологических наук Петр Гаряев, академик Российской академии медико-технических наук, утверждает: «Она (регенерация) не пропала, просто высшие животные, в том числе и человек, оказались более защищенными от внешних воздействий и полная регенерация стала не такой уж нужной».
В какой-то мере она сохранилась: заживают раны, порезы, восстанавливается ободранная кожа, растут волосы, частично регенерирует печень. Но оторванная рука у нас уже не вырастает, как не вырастают и внутренние органы взамен переставших функционировать. Природа просто забыла, как это делается. Возможно, надо ей об этом напомнить.
Как всегда помог Его Величество Случай. Иммунолог Элен Хебер-Кац из Филадельфии однажды дала своему лаборанту обычное задание: проколоть уши лабораторным мышам, чтобы нацепить им ярлычки. Через пару недель Хебер-Кац пришла к мышам с готовыми ярлычками, но... не нашла в ушках дырочек.
Проделали это снова — получили такой же результат: никаких намеков на заживленную ранку. Организм мышей регенерировал ткани и хрящи, заполнив ненужные им дырки. Хербер-Кац сделала из этого единственно верный вывод: в поврежденных участках ушей присутствует бластема — такие же неспециализированные клетки, как у земноводных.
Но мыши — млекопитающие, они не должны бы иметь таких способностей. Опыты над несчастными грызунами продолжили. Ученые отрезали мышкам кусочки хвостиков и... получили 75-процентную регенерацию! Правда, никто даже не пытался отрезать «пациентам» лапки по очевидной причине: без прижигания мышь просто умрет от большой кровопотери задолго до того, как начнется (если вообще начнется) регенерация потерянной конечности. А прижигание исключает появление бластемы. Так что полный список регенерационных способностей мышей выяснить не удалось. Однако узнали уже немало.
Правда, существовало одно «но». Это были не обычные домашние мыши, а особенные питомцы с поврежденной иммунной системой. Первый вывод из своих опытов Хебер-Кац сделала такой: регенерация присуща только животным с уничтоженными Т-клетками — клетками иммунной системы.
Вот в чем основная проблема: у земноводных она отсутствует. Значит, именно з иммунной системе и коренится разгадка этого феномена. Вывод второй: млекопитающие имеют такие же необходимые для регенерации тканей гены, как и земноводные, но Т-клетки не позволяют этим генам работать.
Вывод третий: организмы первоначально имели два способа исцеления от ран — иммунную систему и регенерацию. Но в ходе эволюции две системы стали несовместимы друг с другом — и млекопитающие выбрали Т-клетки, потому что они важнее, так как они являются основным оружием организма против опухолей.
Что толку быть способным отращивать себе заново потерянную руку, если одновременно в организме будут бурно развиваться раковые клетки? Получается, что иммунная система, защищая нас от инфекций и рака, одновременно подавляет наши способности к «саморемонту».
Но неужели ничего нельзя придумать, ведь так хочется не просто омоложения, а восстановления жизнеобеспечивающих функций организма? И ученые нашли если не панацею от всех бед, то возможность стать немного ближе к природе, правда, благодаря не бластеме, а стволовым клеткам. Оказалось, что у человека иной принцип регенерации.
Долгое время было известно, что только два вида наших клеток могут регенерировать — это клетки крови и печени. Когда эмбрион любого млекопитающего развивается, часть клеток остается в стороне от процесса специализации.
Это и есть стволовые клетки. Они обладают способностью пополнять запасы крови или отмирающих клеток печени. Костный мозг тоже содержит стволовые клетки, которые могут становиться мышечной тканью, жиром, костями или хрящами — в зависимости от того, какие питательные вещества им даются в лабораторных условиях.
Теперь ученым предстояло проверить опытным путем, есть ли шанс «запустить» записанную в ДНК каждой из наших клеток «инструкцию» по выращиванию новых органов. Специалисты были убеждены, что нужно просто заставить организм «включить» свою способность, а дальше процесс сам позаботится о себе. Правда, возможность отращивать конечности сразу же упирается во временную проблему.
То, что легко удается крошечному телу, не под силу взрослому человеку: объемы и размеры значительно больше. Мы не можем поступить, как тритоны: сформировать очень маленькую конечность, и затем ее выращивать. Для этого земноводным требуется всего пара месяцев, человеку, чтобы вырастить новую ногу до нормального размера, по подсчету английского ученого Джереми Брокса, надо не меньше 18 лет...
Но ученые нашли немало работы для стволовых клеток. Однако вначале необходимо сказать, как и откуда их получают. Ученые знают, что самое большое количество стволовых клеток находится в костном мозге таза, но у любого взрослого человека они уже подрастеряли свои первоначальные свойства. Наиболее перспективным считается ресурс стволовых клеток, полученных из пуповинной крови.
Но после родов исследователи могут собрать только от 50 до 120 мл такой крови. Из каждого 1 мл выделяется 1 млн клеток, но лишь 1% из них — клетки-предшественники. Этот личный запас восстановительного резерва организма — чрезвычайно мал, а потому бесценен. Поэтому стволовые клетки получают из мозга (или других тканей) эмбрионов — абортативного материала, как ни грустно об этом говорить.
Их можно выделить, поместить в культуру ткани, где начнется размножение. Эти клетки могут жить в культуре более года и быть использованы для любого пациента. Стволовые клетки можно выделять из пуповинной крови и из мозга взрослых людей (например при нейрохирургических операциях).
А можно выделять из мозга недавно умерших, так как эти клетки обладают устойчивостью (по сравнению с другими клетками нервной ткани), они сохраняются тогда, когда нейроны уже дегенерировали. Стволовые клетки, извлеченные из других органов, например носоглотки, не столь универсальны в применении.
Что и говорить, это направление фантастически перспективно, но еще до конца не исследовано. В медицине необходимо семь раз отмерить, а потом в течение десятка лет перепроверить, чтобы убедиться, что панацея не повлечет за собой какой-либо беды, например иммунного сдвига. Не сказали своего веского «да» и онкологи. Но тем не менее успехи уже есть, правда, только на уровне лабораторных разработок, опытов на высших животных.
Возьмем для примера стоматологию. Японские ученые разработали систему лечения, основанную на генах, которые отвечают за рост фибропластов — тех самых тканей, что растут вокруг зубов и держат их. Они проверили свой метод на собаке, у которой предварительно развили тяжелую форму парадонтоза.
Когда все зубы выпали, пораженные участки обработали веществом, в состав которого входят эти самые гены и агар-агар — кислотная смесь, обеспечивающая питательную среду для размножения клеток. Спустя шесть недель у пса прорезались клыки.
Такой же эффект наблюдался у обезьяны со стесанными до основания зубами. По словам ученых, их метод намного дешевле протезирования и впервые позволяет вернуть в прямом смысле свои зубы огромному числу людей. Особенно если учесть, что после 40 лет склонность к пародонтозу возникает у 80% населения планеты.
В другой серии опытов камера зуба заполнялась дентинными опилками (играющими роль индуктора) с соединительной тканью десны (амфодонтом) в роли реагирующего материала. И амфодонт тоже превращался в дентин. Английские стоматологи уже в недалеком будущем надеются от успешных опытов на мышах перейти к дальнейшим лабораторным исследованиям. По скромным подсчетам, «стволовые имплантанты» будут стоить столько же, сколько и обычное протезирование в Англии — от 1500 до 2000 фунтов стерлингов.
Исследования показали, что людям, у которых отказывают почки, необходимо вернуть к жизни всего 10% почечных клеток, чтобы перестать зависеть от диализной машины.
И исследования в этом направлении ведутся уже много лет. Как же это важно — не пришить, а именно вырастить заново, не сидеть на таблетках, а восстановить здоровую функцию за счет скрытых возможностей организма.
В частности, найден способ выращивать новые бета-клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин, что обещает миллионам диабетиков избавление от ежедневных инъекций. А опыты по возможности использования стволовых клеток в борьбе с диабетом уже на фазе завершения.
Идет работа и над создание средств, включающих регенерацию. Специалисты Ontogeny разработали фактор роста под названием ОР1, который скоро будет разрешен к продаже в Европе, США и Австралии. Он стимулирует рост новой костной ткани. ОР1 поможет при лечении сложных переломов, когда две части сломанной кости сильно не совпадают друг с другом и потому не могут срастись.
Часто в таких случаях конечность ампутируют. Но ОР1 стимулирует костную ткань так, что она начинает расти и заполняет собой промежуток между частями сломанной кости. В Российском институте травматологии и ортопедии исследователи получают стволовые клетки из костного мозга. После 4—6 недель размножения в культуре их пересаживают в сустав, где они реконструируют хрящевые поверхности.
А несколько лет назад группа английских генетиков сделала сенсационное заявление: они начинают работу по клонированию сердца. Если эксперимент завершится удачно, не потребуются пересадки, чреватые отторжением тканей. Но вряд ли волновая генетика ограничится регенерацией только внутренних органов, и ученые надеются, что научатся «отращивать» пациентам конечности.
В области гинекологии у стволовых клеток тоже большие перспективы. К сожалению, очень многие молодые женщины сегодня обречены на бесплодие: их яичники прекратили продуцировать яйцеклетки.
Часто это означает, что исчерпался пул клеток, из которого возникают фолликулы. Следовательно, необходимо искать восполняющие их механизмы. Первые обнадеживающие результаты в этой области появились недавно.
Ученые уже видят, каким путем можно спасти людей, которым поставлен страшный диагноз — цирроз печени. Они считают что на каких-то этапах развития заболевания пересадку целого органа можно заменить введением лишь стволовых клеток (через артериальное русло, прямыми пункциями, прямыми трансплантациями клеток в ткань печени). Специалисты Центра хирургии РАМН начали пилотное исследование, и первые результаты обнадеживают.
Очень интересные предварительные разработки ведут украинские ученые в области сердечно-сосудистых заболеваний. Уже сегодня у них накоплены экспериментальные доказательства, что введение стволовых клеток больным с инфарктом миокарда или тяжелой ишемией — перспективный метод лечения.
Первые клинические эксперименты с трансплантацией стволовых клеток, начавшиеся в Питсбургском университете США, дали хорошие результаты и у тяжелых больных, перенесших ишемический или геморрагический инсульт. У них после клеточной терапии неврологическая реабилитация хорошо заметна.
К сожалению, очень хорошо известна устрашающая статистика количества детей с внутриутробным поражением мозга, в том числе и с церебральным параличом. Уже доказано, что если таким детям начать трансплантацию стволовых клеток (или терапию, направленную на их стимуляцию, т. е. на локализацию собственных, эндогенных, клеток в области поражения), то по прошествии первого года жизни часто наблюдается, что даже при сохранении анатомических изъянов мозга дети имеют минимальную неврологическую симптоматику.
Эффективно разработанные технологии трансплантации стволовых клеток могут полностью изменить нашу жизнь. Но это будущее, а сегодня у этой области знаний нет даже своего названия, только варианты: «клеточная терапия», «трансплантация стволовых клеток», «медицина регенерации», даже «инженерия тканевая» и «инженерия органная».
Но уже можно перечислить все возможности этого нового направления. Недаром говорят, что XXI век пройдет под знаком биологии, и, возможно, опыт регенерации, сохраненный на протяжении миллионов лет земноводными и простейшими, поможет человечеству.
На вопрос Сколько раз за целую ящериную жизнь у ящерицы может отрастать хвост? заданный автором Косоворотка
лучший ответ это ОДИН РАЗ. Хотя, смотря где оторвется хвост возможна и повторная автотомия. Новые хвосты отрастают за 3-4 месяца. Процесс отрастания нового хвоста, почти неотличимого от старого, причем позвонки не восстанавливаются, а заменяются хрящевым стержнем, из-за чего новый отрыв возможен лишь выше предыдущего.
Во-первых, позвонки с необходимыми для аутотомии прослойками в новом хвосте не восстанавливаются, и он уже не может быть использован в случае новой опасности. Во-вторых, отращивание нового хвоста отнимает у ящерицы немало жизненных сил, нередко ослабляет ее и снижает ее шансы выжить. В-третьих, ценность утраченного хвоста заключается не только в возможности использовать его при опасности. В общем, утрата хвоста, даже если при этом была спасена жизнь ящерицы, для нее - настоящая драма. Поэтому ящерица старается избежать аутотомии, приберегая такую возможность на самый крайний случай. Отбрасывание хвоста - это рефлекторный ответ на боль, он осуществляется переламыванием посередине одного из позвонков. Мускулы вокруг раны сокращаются, и кровотечения не бывает.
Типичная репаративная регенерация -при которой -(от авто.. .и греч. tom; - отсечение) (самокалечение)) , как ящерица, обламывающая часть своего хвоста, спасаясь от врага. У потерявшей хвост, впоследствии может вырасти новый, а то и целых два. В результате научного исследования биологам удалось наконец установить, что центральную роль в генерации групп незрелых клеток играет содержащийся в нервных клетках и клетках кожи протеин nAG.
Источник:
Ответ от Прососать
[гуру]
несметную тысячу раз, лишь бы отрастать успевал
Ответ от Олюшка Почемушка
[эксперт]
Если хищнику удается схватить ящерицу за хвост, то часть его отбрасывается, что спасает ящерицу от гибели. Отбрасывание хвоста - это рефлекторный ответ на боль, он осуществляется переламыванием посередине одного из позвонков. Мускулы вокруг раны сокращаются, и кровотечения не бывает. Позднее хвост вновь отрастает - регенерирует. Но вот когда и почему происходит такое сокращение? Одно время считали, что отбрасывает ящерица хвост при механическом натяжении: потянули - и хвост обламывается (или ящерица сама отпускает его) . Но выяснилось, дело не в механическом натяжении, а в болезненных ощущениях. Если ящерицу даже сильно, но осторожно, не причиняя ей боли, тянуть за хвост, он останется на месте. Но если ящерица почувствует хоть малейшую боль, мышцы вокруг позвонка сработают и хвост отломится. Хвосты у ящериц восстанавливаются - вырастают новые, правда, немного покороче и несколько другого цвета.