Fem danske dyr, der kan regenerere, og hvorfor du ikke kan

Når et firben smider halen og får en ny, eller når blæksprutter mister en arm til et rovdyr, for at den så gror ud igen, kan man næsten ikke lade være med at ønske sig samme evne.

Mange forskere studerer også ivrigt regenererende dyr som fladorme og den mexicanske axolotl-salamander (Abystoma mexicanum), fordi det kan give vigtig viden om cellers natur inden for felter som medicin og biologi.

Men man skal ikke til Mellemamerika for at være med i regenererings-legen, for nogle danske arter er også ret gode til at genvinde tabte kropsdele.

Videnskab.dk gennemgår her, hvor gode disse arter er til at regenerere, og hvordan de bærer sig ad med det.

Det viser sig faktisk, at alle dyr kan regenerere lidt på hver deres måde. Også dig! De fleste er bare ikke så gode til det. Heller ikke dig.

1. Almindelig søstjerne (Asterias rubens)

Ja, ja, den lyder godt nok almindelig, men for os mennesker er kan dens evne til at gro op til 80 procent af sin krop ud igen, hvis den tager skade, kun være en kilde til fascination.

»Hvis den bare har én arm tilbage og en femtedel af midten, som følge af for eksempel et rovdyr-angreb, kan den gendanne resten med tiden,« forklarer Anders Garm, lektor i neurobiologi på Københavns Universitet.

Når en almindelig søstjerne (Asterias rubens) tager skade, begynder dens krop med at lukke såret, ligesom hos os. Men så begynder specielle celler i den på to processer, der sammen bliver til regeneration.

Den første proces hedder redifferentiering, hvor en celle med en bestemt funktion (en celletype) omdannes til en anden celletype; dem, der er brug for til at gendanne den mistede del.

Når vi udvikler os som fostre, gennemgår vores stamceller også en differentiering: De bliver til de celletyper, der til sidst skal danne et helt menneske. Regeneration i søstjernen involverer en slags stamceller.

»Nogle af de celler, søstjernen bruger til regeneration, minder om vores stamceller, og de kan også blive til mange celletyper. De kaldes totipotente celler,« forklarer Anders Garm.

Søstjernen har et lager af totipotente celler, som begynder at dele sig ved skader. Efterfølgende differentierer nogle af de nye celler sig til de typer, der er brug for.

Processen fortsætter, indtil der er nok nye celler til igen at forme den tabte del af kroppen.

2. Stor vandsalamander (Triturus cristatus)

Den store vandsalamander og dens slægtning lille vandsalamander (Triturus vulgaris) er almindelige i hele Danmark, og de er ret gode til at regenerere kropsdele. Sønderjylland er også hjemsted for bjergsalamanderen (Triturus alpestris).

Hvis salamanderen for eksempel mister et ben, vil celler fra overhuden lige omkring såret rykke ind og dække såret først.

Under dækket vil celler, der sidder lokalt i såret, de-differentiere, blive stamcelle-agtige og samle sig i en klump, hvorfra cellerne deler sig og så specialiserer sig til de manglende celletyper i benet.

At cellerne ved såret kan blive som stamceller igen er i sig selv interessant: Det plejer jo at gå den anden vej med cellers specialisering.

Men salamanderen er også et mere komplekst dyr end for eksempel vandmænd og søstjerner, så den har flere forskellige typer celler, hvilket kunne gøre regeneration sværere. Men salamanderens celler har et fedt trick til at håndtere problemet.

»De de-differentierede celler har en form for positionel hukommelse, så de kender deres naboer, ved, hvilken celletype de er, og hvilken celletype de selv skal blive til for at danne et nyt ben,« forklarer Henrik Lauridsen, lektor på Institut for Klinisk Medicin på Aarhus Universitet.

Man kan altså se salamanderens krop lidt som en by, der er nøje planlagt, hvilket man ved fra eksperimenter, hvor man har lavet rod i ‘byplanlægningen’.

»Hvis man for eksempel laver et lille sår på et salamanderben og flytter et stykke hud fra modsatte ben over i såret, kan man faktisk få den til at gendanne et helt nyt ben et sted, hvor det ikke burde være. For eksempel ud fra siden af overarmen. Fordi celler, der burde være langt fra hinanden, pludselig bliver naboer og derfor 'tror', at de skal gendanne alt det væv, der normalt ligger imellem dem,« forklarer Henrik Lauridsen.

Salamanderen kan også regenerere en lang række indre organer, men det er lidt sværere at undersøge, fordi de ligger gemt i kroppen.

Selv et vitalt organ som hjertet kan genvinde tabte dele. Ved at fryse helt op til 50 procent af hjertemuskulaturen væk, har man undersøgt, hvor godt salamandre efterfølgende klarer sig.

»Man kan ikke direkte observere adfærdsændringer i salamandre med skader på hjertet, men med ultralyd kan man måle nedsat hjertefunktion det første stykke tid. Efter en måneds tid er funktionen tilbage til det normale niveau,« siger Henrik Lauridsen.

3. Almindelig vandmand (Aurelia aurita)

Jo simplere en organisme er, desto nemmere har den som regel ved at regenerere, og vandmanden er meget simpel.

Dens talenter er altså ikke begrænset til at være til stede ved alle dine strandture, for den kan blive til en mindre version af sig selv, hvis nogen tager en luns af den.

En almindelig vandmand (Aurelia aurita) begynder livet som en larve, der spiser og med tiden sætter sig fast under en sten, hvor den så bliver til en polyp, der lidt ligner en kop eller pokal.

Om foråret kloner polyppen sig selv, men klonerne bliver ikke til nye polypper, men derimod til fritsvømmende små vandmænd, der spiser og vokser sig større.

»Overordnet set kan en vandmand regenerere på to måder: gendanne dele af kroppen, der mangler, eller fuldstændigt omdanne hele kroppen,« forklarer Anders Garm.

En såret vandmand kan gendanne dele af kroppen på nogenlunde samme måde som beskrevet for søstjernen, men ikke lige så store dele. Specielt tentaklerne er de gode til hurtigt at regenerere.

»Vandmænd har også en fuldstændig fantastisk evne til at omforme kroppen og på en måde gå i barndom igen,« siger Anders Garm.

Hvis en vandmand har det dårligt, vil den falde ned på bunden, hvor dele af kroppen vil gennemgå en forunderlig proces. Cellerne vil miste deres differentiering og alle blive til totipotente celler.

Den celleklump, der er tilbage, vil efter nogle dage begynde at ændre form. Cellerne begynder at differentiere sig og bliver til en polyp, det tidligere stadie i vandmandens livscyklus.

»Vi mener, at vandmænd på den måde går i barndom igen, fordi polyppen er mere hårdfør end vandmanden og derfor har en større overlevelses-chance under ugunstige forhold,« forklarer Anders Garm.

Det er en type regeneration kaldet morfalaksisk regeneration, modsat for eksempel salamanderen, der regenererer et tabt ben ved hjælp af såkaldt epimorfose.

4. Hydra (Hydra)

Nej, det er ikke det mangehovedede slange-uhyre, som Herakles slog ihjel. Men det er faktisk det, som denne slægt af vandlevende polypdyr er opkaldt efter.

Disse smådyr ligner lidt søanemoner, med en krone af tentakler i den ene ende, og lever i ferskvandsmiljøer i både tempererede og tropiske egne.

Det gælder også Danmark, og ligesom vandmanden har disse dyr god gavn af at være simple.

En hydra (Hydra) regenererer, ligesom vandmanden, også ved hjælp af morfalaksisk regeneration, så den har kun de celler, den har, til at reparere en skade.

»Hvis en hydra deles i to, får cellerne et signal, der siger ‘Nu skal vi genopbygge med det, vi har til rådighed’, og det resulterer så i to nye individer af halv størrelse,« siger Henrik Lauridsen.

Hydraers evne til at regenerere vækker især interesse, fordi dyrene ikke lader til at ældes eller at dø af alderdom, hvilket deres regeneration nok har noget med at gøre. De kan dog stadig dø af at blive spist eller blive syge.

Hvorfor er det så svært for os mennesker?

Især med tanken om evigt liv i baghovedet kan man virkelig være fristet til at spørge, hvorfor vi mennesker ikke kan det samme som disse dyr.

En del af svaret er, at vi, som alle dyr, faktisk kan regenerere lidt.

»Hjorte kan gro deres gevir ud igen, firben kan det samme med halen, og man har faktisk observeret, at mennesker kan regenerere fingerspidserne, så længe skaden ikke går længere ind end til negleroden,« forklarer Henrik Lauridsen.

Mere end det kan vi ikke regenerere som voksne, men vi har jo også alle gennemgået stadier, hvor de celler, der udgjorde os, var på stamcelle-niveau og kunne blive til alle mulige forskellige typer.

»Alle dyr dannes jo embryologisk, så de gennemgår et stadie, hvor deres celler differentierer sig og får en bestemt rolle. Spørgsmålet er så, hvorfor cellerne ikke forbliver fleksible nok til at kunne re-differentiere sig i de fleste dyr,« forklarer Tobias Wang, professor i zoofysiologi på Aarhus Universitet.

Måske skyldes det vores høje stofskifte

Hver celle i et menneskes krop indeholder jo DNA og dermed en opskrift på, hvordan et helt menneske skal bygges. Så det er ikke et spørgsmål om, at vores celler ikke ‘ved’, hvordan en mistet arm skal gendannes, men mere om, at de ikke kan.

Og hvorfor mister vores celler så evnen til at differentiere sig?

»Det kort svar er, at vi simpelthen ikke ved det, men der er flere bud,« siger Henrik Lauridsen.

Dels har vi et højt stofskifte, så det har ikke nødvendigvis været praktisk for os at kunne regenerere, da vi også bruger en del energi på at finde og fordøje føde, der derfor ikke kan gå til regeneration.

Vi lever også ved en relativt høj kropstemperatur, hvilket gør, at mikrober trives i og på os, og det gør også, at vi har et mere komplekst immunsystem end for eksempel en salamander.

»Når vi får en skade, skaber vores immunceller et meget fjendtligt miljø, der også kan angribe vores eget væv, og de forhold begrænser måske vores evne til at regenerere,« forklarer Henrik Lauridsen.

Svaret på spørgsmålet kan give store muligheder

Vi ved måske ikke præcis, hvorfor vores celler mister evnen til at differentiere, men én ting er sikker: Der er rift om at finde ud af det, fordi det er forbundet med vigtige opdagelser inden for felter som biologi og medicin.

Regeneration er ikke kun et spørgsmål om, hvordan man får celler tilbage til et mere fleksibelt stadie. Det er ikke nok kun at gendanne en tabt legemsdel, den skal også helst fungere bagefter, hvilket inkluderer reparation af nervefunktionen.

»Det er fuldstændigt fundamentale biologiske spørgsmål det her, så hvis vi kendte svaret allerede, ville felter som biologi og medicin være meget længere fremme, end de er nu,« forklarer Tobias Wang.