Biological Freak II: 長生不老的燈塔水母(Turritopsis dohrnii) 11-11-2018

長生不老的燈塔水母(Turritopsis dohrnii)

1. 水母(jellyfish)屬於刺細胞動物門，許多刺細胞動物的生活史當中，會有兩種體型交替出現，也稱為世代交替。但是與植物的世代交替，雙套染色體世代，單套染色體世代互換的定義不同。

註：植物的世代交替(metagenesis)：是指雙套(2n)孢子體世代，與單套(1n)的配子體世代，交替發生。

水母的所謂世代交替，是指水螅體世代以及水母體世代交替發生，但是水螅體世代以及水母體世代，還是都是雙套(2n)染色體，只是體型不同而已。

只有雌雄水母體在減數分裂(meiosis)，形成卵和精子時才形成單套(1n)，所以水母的生活史，基本上還是動物的配子形生活史，而非植物的孢子形生活史。

圖01. 水母的生活史當中，有兩種體型會交替出現：左圖水螅體型(Polyp)；右圖水母體型(Medusa)，但兩種世代的染色體都是雙套(2n)，只是體型不同。

圖片來源：https://www.scienceabc.com/nature/animals/immortal-jellyfish-why-is-turritopsis-dohrnii-called-the-immortal-jellyfish.html

2. 一般的水母，世代交替的生活史中，成熟的水母型(Medusa)排放完卵和精子後就很快死亡。

圖02. 海月水母(Moon jelly)的生活史，代表一般水母的生活史，成熟的水母體(Medusa)排放出卵和精子後即死亡。

浮浪幼體(Planula larva)形成的水螅型(Polyp)，可以在海底蟄伏多年，當狀況適合時，行無性生殖—出芽生殖(Budding)，產生許多水母型個體。

一般水母的生活史是不可逆的。

圖片來源：https://e-info.org.tw/node/110192

Moon Jellyfish Life Cycle (海月水母生活史)

1. 排卵(spawning) & 受精(fertilization) 精子(spermatozoa)、卵(ovum)

受精卵發育成為浮浪幼蟲(planula larva)

2. 水螅體及碟狀體發育(polyp & ephyra development)(橫裂體strobila)

3. 水母體幼體發育(juvenile development)

影片來源：https://www.youtube.com/watch?v=Id53jmsdxfQ

3. 燈塔水母的世代交替的生活史當中，水母體(Medusa)世代的任何時期都能回復到水螅體(Polyp)世代，好像「返老還童」一般！

圖03. 燈塔水母(Turritopsis dohrnii)的世代交替的生活史當中，水母體(Medusa)世代的任何時期，都能回復到水螅體(Polyp)世代。

燈塔水母的生活史是可逆的。

圖片來源： https://www.scienceabc.com/nature/animals/immortal-jellyfish-why-is-turritopsis-dohrnii-called-the-immortal-jellyfish.html

圖04. 燈塔水母(Turritopsis dohrnii)是很小型的水母，直徑只有4.5公厘(mm)，因為身體內部紅色的消化器官像燈塔而得名。

圖片來源：https://hubpages.com/education/immortal-jellyfish

4. 燈塔水母的細胞用一種稱為細胞分化轉移的方式(Cellular Transdifferentiation)，可變成其它種類的細胞！如此可使未成熟(immature)、正在成熟(maturing)或已經成熟(mature)的水母型個體(Medusa stage)，轉變回水螅型個體(Polyp stage)。

5. 燈塔水母的細胞分化轉移作用，只有在：

a. 水母體受傷(Injured)—以鑷子或剪刀破壞水母體的碟形體(bell)

b. 水母體挨餓(Starving)

c. 突然改變溫度

d. 降低海水鹹度(salinity)

時才會發生，可是能不限次數的發生！

圖05. 燈塔水母(Turritopsis dohrnii)可逆的生活史。

Fertilization受精作用→Planula浮浪幼蟲→Attached planula覆著海底的浮浪幼蟲→Polyp水螅體→Budding polyp出芽的水螅體→Ephyra碟狀幼體→Juvenile未成熟水母體→Adult成熟的水母體。

不論是碟狀體、未成熟水母體，或成熟的水母體，都可經由細胞轉型作用，「返老還童」回復到水螅體(Polyp)。

圖片來源：https://www.howitworksdaily.com/cows-are-magnetic-and-4-other-weird-science-facts/

圖06. 燈塔水母(Turritopsis dohrnii)水母體型可存活數星期，大小約4.5公厘，具有大約80～90根白色的觸手(tentacles)。

圖片來源：

https://hubpages.com/education/immortal-jellyfish

6. 燈塔水母(Turritopsis dohrnii)經由細胞轉型作用形成的子細胞，所含的基因跟原來的母細胞完全相同，所以等於一直延續燈塔水母的生命，而有長生不老水母之稱號！

7. 其實燈塔水母也不是真的能永遠長生不老？當被掠食者(如海龜、玳瑁)吃了或是生病了，一樣會死亡。

8. 細胞分化轉移作用(Cellular Transdifferentiation)，並不是只會發生在燈塔水母。2010年8月6日《細胞》期刊上有一篇研究報導，將小鼠(mice)的纖維母細胞(fibroblast)，轉移成心肌細胞。也就是說細胞分化轉移能發生在哺乳動物，但是是在特定的條件下才會發生。