Ve světě, kde lidé teprve sní o regeneraci končetin, existuje červ, který přirozeně roste se dvěma hlavami – a přežívá bez problémů.
Příroda někdy vypadá jako něco ze sci-fi filmu. Zatímco lidská medicína sní o regeneraci tkání, existují organismy, které tuto schopnost dovádějí do nepředstavitelných extrémů. Tým vědců zdokumentoval překvapivý biologický objev u varianty ploštěnky druhu Stenostomum brevipharyngium, která se vymyká známým pravidlům stavby těla a přežívání.
To, co činí tento objev tak výjimečným, ve skutečnosti není existence červů se dvěma hlavami, čehož již bylo uměle dosaženo v laboratořích pomocí elektrického proudu. Skutečnou novinkou je, že u této varianty se anomálie vyvíjí spontánně, bez jakéhokoli lidského zásahu, což otevírá novou kapitolu ve studiu hranic biologie.
K této biologické zvláštnosti dochází během jejich asexuálního rozmnožování. Nečekaným zvratem událostí v okamžiku dělení některým z těchto červů vyroste na zadním konci místo ocasu plně funkční druhá hlava. Jedná se o chybu v jejich tělesné „mapě“, která zdaleka není smrtelná a dává vzniknout těmto přirozeně dvouhlavým tvorům.
Přežití odolné vůči skalpelu
Aby vědci lépe porozuměli tomuto jevu, rozřízli tyto mutanty na polovinu. Jak se dalo očekávat, každá hlava byla schopna regenerovat ocas, čímž vznikly dvě zdravé, normální ploštěnky. Experiment však u některých jejich potomků odhalil překvapivý důsledek: úplné převrácení osy těla, drastickou vnitřní reorganizaci.
I wanted to study catenulids to better understand the evolution of flatworms. For this, we set up Stenostomum brevipharyngium as a model catenulid species. Stenostomum doesn't have eyes and instead its primary sensory organs are two prominent pits on its head (3/10) pic.twitter.com/6LTou2NlLr
— Ludwik Gąsiorowski (@L_Gasiorowski) November 22, 2023
Pozoruhodné bylo, že tato hluboká fyziologická změna neměla žádný vliv na jejich schopnost přežít nebo se normálně rozmnožovat. To ukazuje, že tato abnormalita není způsobena dědičnou genetickou mutací, ale jednorázovou vývojovou chybou, kterou je organismus sám schopen asimilovat a opravit v následujících generacích.
Klíč ke všemu spočívá v dospělých pluripotentních kmenových buňkách, které jsou skutečným motorem jejich neuvěřitelné regenerační síly. Právě tyto buňky nám umožňují nejen obnovit ztracené části těla, ale také překonat strukturální poruchy, které by pro většinu živých tvorů znamenaly rozsudek smrti, což dokazuje jejich úžasnou biologickou flexibilitu.
Evoluční a biologické souvislosti ploštěnek
Ploštěnky neboli planárie jsou známé svou schopností regenerace, která je předmětem studia již desítky let. Tato schopnost je dána množstvím jejich pluripotentních kmenových buněk, které jsou schopny se diferencovat v jakýkoli typ buněk potřebný pro regeneraci. Tento jev je fascinující nejen z biologického hlediska, ale má také potenciální důsledky pro regenerativní medicínu u lidí.
Schopnost těchto červů regenerovat části těla byla srovnávána se schopností některých obojživelníků, například salamandrů, kteří dokáží regenerovat ztracené končetiny. Ploštěnky však tuto schopnost posunují na vyšší úroveň, neboť jsou schopny regenerovat celé tělo z drobných fragmentů. Tento proces je umožněn přítomností neoblastů, což je typ totipotentních kmenových buněk, které umožňují regeneraci jakékoli části těla.
Objev červů se dvěma hlavami, které se abnormálně rozmnožují, naznačuje, že existují mechanismy vývoje a regenerace, které ještě nejsou zcela pochopeny. Tato zjištění by mohla nabídnout nové poznatky o tom, jak mohou organismy překonávat významné strukturální defekty, a mohla by inspirovat budoucí výzkum v oblasti vývojové biologie a regenerativní medicíny.
Důsledky pro vědu a medicínu
Studium těchto dvouhlavých červů by mohlo mít významné důsledky pro vědu a medicínu. Pochopením toho, jak tyto organismy dokáží opravovat vývojové chyby a regenerovat části těla, by vědci mohli vyvinout nové terapie k léčbě lidských zranění a degenerativních onemocnění. Kromě toho by tento typ výzkumu mohl pomoci lépe porozumět procesům embryonálního vývoje a tomu, jak lze během tohoto procesu opravovat abnormality.
V konečném důsledku by studium těchto červů mohlo otevřít nové cesty pro výzkum v oblasti syntetické biologie, která se snaží navrhovat a vytvářet nové biologické systémy. Učením se z přírody by vědci mohli vyvinout organismy se zlepšenými regeneračními schopnostmi, které by mohly najít uplatnění v medicíně, zemědělství a biotechnologiích.