水螅永不衰老？揭開動物「長生不老」的再生秘密

水螅（Hydra）是針尖大小的淡水生物，卻可能是地球上最接近「不死」的動物。牠沒有心、沒有腦、沒有血液循環，身體簡單得像一根空心的管子；但只要不被東西吃掉，牠理論上可以一直活下去，而且不會衰老。

三句話結論：① 1740 年，瑞士自然學家 Trembley 在池塘水裡發現牠，一開始分不清是植物還是動物——會動、會吃東西所以像動物，被剪開卻能再生所以又像植物；② 牠能把身體整隻攪碎成單個細胞，細胞再聚成球、分層、重新長出觸手與腳，數日之內就回復成一條完整的水螅；③ 支撐這一切的，是數量恆定的幹細胞：人類的幹細胞在胚胎發育後便減少並局限於特定部位，水螅的卻一直維持穩定，所以能無限次分裂、持續汰換全身細胞。

1740 年：池塘水裡的怪東西

1740 年，瑞士自然學家亞伯拉罕·特朗貝利（Abraham Trembley）正在教導一位貴族的兒子們。他撈起一些池塘水給學生研究，卻在裡面發現了一件令人吃驚的東西：一根小小的、會自行收縮的綠色條狀物。

他認不出這是什麼，甚至分不清它是植物還是動物。它移動的方式、捕食吞食的方式，都比較像動物；可是當他剪掉牠的一部分、甚至把牠切成兩半，牠卻又長回來了，這就很明顯地像植物——而它那身翠綠的顏色，也正好符合「植物」的直覺。

特朗貝利注意到這種生物與希臘神話中的怪物海德拉（Hydra）相似，從此「水螅」這個名字便沿用至今。今天我們知道，牠是刺胞動物的一屬，而且能做出一些極不尋常的本事——看來還包括長生不老。

水螅的身體與生存策略

水螅屬於刺胞動物門（Cnidaria），是極小的水生動物。同門的水母會先經歷固定不動的水螅體（polyp）階段，之後才進入自由游泳的水母體（Medusa）階段；但水螅和牠某些近親一輩子都維持水螅體形態，從不換裝。

牠的身體構造相對簡單：圓柱形，一端形成足、另一端是口，口的四周圍著會像扇子般擺動的觸手。凡是抓得到的小生物，牠幾乎照單全收；平時則靠足部分泌的黏稠物質，緊緊貼在石頭或水草上。

牠可以進行有性生殖，但更多時候是用無性生殖——從身體上直接萌生新的芽體。不同物種的棲地、體形、大小與顏色都不一樣：綠水螅會曬太陽，讓體內共生的行光合作用藻類大量繁殖，藻類給牠們色素與糖分作為回報；褐色水螅則躲在陰影處，獵食更積極。這正是特朗貝利當年搞不清「動物還是植物」的原因之一。

水螅的觸手上佈滿刺細胞，細胞內的囊泡裝著帶壓力的魚叉狀構造，一旦受到觸發便以爆炸般的速度彈出，把細小的獵物釘住、令其動彈不得。但這套防禦擋得住小蟲、擋不住大型捕食者——牠們在防禦上的不足，正好用無與倫比的再生能力補回來。

再生與幹細胞：20 天全身換新

水螅不但能長回失去的肢體，牠還能做到更驚人的事：把整條身體攪碎成一個個獨立的細胞，然後讓這些細胞重新組裝回一條完整的水螅。

過程是這樣的：細胞先聚集成一個球體，然後開始自我分揀——由內部掏空、向外拉長，並分組形成外層與內層。不久之後，其中一端長出幾個芽，日後成為觸手；另一端則發育成足。短短數天之內，水螅便完好如初地回來了，照樣蹦蹦跳跳地捕食小蟲，彷彿甚麼事都沒發生過。

在實驗室裡，這個過程幫我們看清了胚胎發育的部分機制，因為其中某些階段與蛋白質是所有動物共有的。但要像水螅那樣隨隨便便就做到，其他動物就絕對辦不到了。

更有趣的是，若多條水螅一起經歷這種「剪切」，所得的細胞會共同組成一條水螅——大概是因為牠們的免疫系統分不出「自己人」和「外人」。這招連不同物種混在一起都成立；不過由多個物種組成的水螅會分崩離析，因為細胞類型無法好好黏合。一旦齊聚一處，牠們就簡直勢不可擋。

真正支撐一切的，是幹細胞。所有動物都有幹細胞，能分裂並分化成專門的細胞類型；但對人類來說，幹細胞在胚胎發育之後便會減少，並被限制在身體的特定部位。水螅的幹細胞數量卻一直維持穩定，可以補充身體任何部位的細胞，看來能無限分裂下去。

結果就是：大約 20 天的時間，水螅全身的細胞就全部換成新的。這種永不停歇的汰換，阻止了與年齡相關的細胞損傷累積，同時帶來看似無上限的再生與繁殖。牠們並不是打不死的，但只要沒有東西殺死牠們，理論上牠就能一直活下去，永不老化。

自我測驗

題 1　特朗貝利當年為何分不清水螅是植物還是動物？請分別指出支持「像動物」與「像植物」的兩項特徵。

題 2　把一條水螅攪碎成單個細胞之後，細胞要經過哪幾個步驟才能重新變成一條完整的水螅？請按次序寫出。

題 3　為何人類不會像水螅一樣「不衰老」？請從幹細胞的角度解釋。

題 4　「不死」與「不老」有分別嗎？請用影片中的說法回答。

參考答案：1. 像動物：會移動、會捕食吞食；像植物：剪開後能再生，且呈翠綠色。2. 細胞先聚集成球 → 自我分揀、由內掏空並拉長、分組形成外層與內層 → 一端長出芽（成觸手）、另一端發育成足 → 數日內回復完整個體。3. 人類的幹細胞在胚胎發育完成後便減少，並且被限制在身體的特定部位；水螅的幹細胞數量則維持恆定，可以補充身體任何部位，所以能持續汰換全身細胞。4. 有。水螅並非打不死——只要被天敵吃掉就會死；但在沒有東西殺死牠的前提下，牠理論上可以永遠活下去，而且不會衰老。

參考資料

TED-Ed 課程頁：Why does this animal never age? — Raymond Adkins

影片：youtube.com/watch?v=NPJ9KZqrl50（Lesson by Raymond Adkins, directed by Sharon Colman）

字幕來源：YouTube 官方英文字幕（TED 發布）；中英對照由編者整理校訂。完整逐段對照稿收錄於可下載的 PDF 學習稿。