Morfallaxi

Morfallaxi är regenereringen av specifik vävnad i en mängd olika organismer på grund av förlust eller död av befintlig vävnad. Ordet kommer från grekiskan allazein, (αλλάζειν) som betyder att förändra.

Det klassiska exemplet på morphallaxis är det av Cnidarian hydra, där när djuret delas i två (genom att aktivt skära det med till exempel en kirurgisk kniv) bildar de återstående avskurna sektionerna två fullt fungerande och oberoende hydra . Det anmärkningsvärda särdraget med morfallax är att en stor majoritet av regenererad vävnad kommer från redan närvarande vävnad i organismen. Det vill säga att den ena delen av hydran formas till en mindre version av den ursprungliga hydran, ungefär lika stor som den avskurna delen. Därför sker ett "utbyte" av vävnad.

Forskarna Wilson and Child visade omkring 1930 att om hydran var uppslammad och den disassocierade maten passerade genom en sikt, skulle dessa celler som sedan placerades i en vattenlösning inom kort omvandlas till den ursprungliga organismen med all differentierad vävnad korrekt arrangerad.

Morphallaxis kontrasteras ofta med epimorfos , som kännetecknas av en mycket högre relativ grad av cellulär proliferation. Även om cellulär differentiering är aktiv i båda processerna, kommer i morfallaxi huvuddelen av regenereringen från omorganisation eller utbyte, medan i epimorfos kommer huvuddelen av regenereringen från cellulär differentiering. Således kan de två särskiljas som ett mått på grad. Epimorfos är regenereringen av en del av en organism genom proliferation vid snittytan. Till exempel i Planaria hjälper neoblaster till förnyelse.

Historia

Ordet kommer från grekiskan allazein, som betyder byta . Den biologiska processen upptäcktes först i hydra av Abraham Trembley, som ansågs vara miljözoologins fader. Abraham Trembley forskade på ett prov av dammvatten och undersökte hydras livsstil. Han kunde inte avgöra om de tillhörde djur- eller växtriket, så han skar dem på mitten och planerade att se om de dog, som djur skulle, eller ommönstrades, som växter. Även om halvorna och de mindre bitarna gav upphov till nya individer, trodde han fortfarande att Hydra var ett djur, eftersom alla dess egenskaper, som rörelser och matningsbeteende, matchade djuren. Trembley kom fram till att vissa djur har förmågan att regenerera.

Processen och mekanismen för planär regenerering döptes så småningom om till "Morphallaxis" av Thomas Hunt Morgan, experimentell genetiks fader.

Regenerering i Cnidarian hydras

Hydras är en grupp sötvattens-Cnidarians som är cirka 0,5 cm långa. En hydra har en kort, rörformad kropp. Hydras har ett huvud som består av en hypostomregion och en fot som består av en basal disk. Hydrans huvuddel innehåller munnen och tentaklerna, vilket gör det möjligt att fånga och äta mat. Fotdelen av hydran innehåller basalskivan, som gör att hydran kan fastna på stenar och andra element.

När en hydra skärs på mitten kan huvuddelen regenereras och bilda en ny fot med basalskivan, och fotdelen kan regenereras och bilda ett nytt huvud med hypostomområdet. Om en hydra skars av i mindre bitar, skulle de mittersta delarna fortfarande bilda ett huvud och en fot i de lämpliga områdena i hydran. Detta resulterar i en mindre hydra som regenererades av morphallaxis och sker utan celldelning.

Mekanism

Den involverade mekanismen använder regenerativ vävnadsremodellering. Detta gör det möjligt för ny vävnad att regenerera, samt gör att organ i kroppen återutvecklas till olika proportioner.

Hydras innehåller en serie gradienter som styr bildandet av korrekt huvud- och fotregenerering. Huvudgradienten tillåter att huvudet bara bildas på ett ställe, och fotgradienten tillåter basalskivan att bara bildas på ett annat ställe. Dessa gradienter drivs av polariteten i hydran. Hypostomen i huvudregionen hämmar bildandet av en annan hypostom. Detta förklarar varför två huvuden inte bildas på en hydra.

Typer av förnyelse

Det finns tre typer av regenerationer. En av dem är Epimorphosis , som uppträder i Salamanders lemmar. Denna typ av regenerering inkluderar bildandet av en ny del, som kallas blastema . Amputationen känns av ett stort antal somatiska stamceller, som migrerar till såret när de ökar sin delningshastighet. Vid såret bildas blastemet och blastemacellerna prolifererar för att återskapa de förlorade vävnaderna. Det finns ingen signifikant ommönstring av den återstående vävnaden.

En annan typ av regenerering är Morphallaxis, som vanligtvis observeras i Hydras. Den största skillnaden mellan de två typerna är att morfallatisk regenerering inte inkluderar bildandet av blastema och det finns ingen spridning. Istället genomgår den befintliga vävnaden omarrangemang och den omvandlas till det nya organet.

Den tredje typen förekommer till exempel hos planare. Det upptäcktes när regenerering observerades på cellnivå. Under mycket lång tid trodde biologer att planärer genomgår epimorfos, eftersom regenerering på en bålbit visar ny vävnadsbildning från en blastemal. Men på en svansbit bredvid bildandet av en blastemal (som fungerar som ett signalcentrum i detta fall), omarrangerades svalget från en redan existerande vävnad. Slutsatsen är att planär regenerering inte kan listas som epimorfos eller morfallax.