我的屁股会自己找对象…

一种海洋蠕虫演化出了一种奇特的繁殖策略:它们居然能在屁股上长出另一只自带“恋爱脑”的蠕虫!

一种海洋蠕虫演化出了一种奇特的繁殖策略:它们居然能在屁股上长出另一只自带“恋爱脑”的蠕虫!(尾部生长出具有完整头部的第二只蠕虫)。这种怪异的“屁股”随后会脱离主体,游向海洋与其他异性的“屁股”进行交配。

日本绿裂虫 (Megasyllis nipponica) 把“断尾求偶”玩出了新高度!

它的英文名为 Japanese green syllids,该物种属于环节动物门多毛纲裂虫科Syllidae,该科约1000个物种,它们大多栖息于海底。

研究发现,当部分裂虫物种进入繁殖期时,其身体会发生显著转变:它们会练成肌肉虫(bushi),它们的肌肉组织会强化并发展出适应游动的结构——这种形态被称为“生殖个体(epitoke)”,身体的大部分质量将转化为生殖细胞(卵子或精子)的生产载体。而绝大多数裂虫会在完成繁殖后死亡。

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A:箭头的地点是新生的眼点,线段标注生殖根

B:生殖根

图片来源:参考文献1

然而日本绿裂虫采取了不同的策略:它们在尾部重新长出一个屁股(不是),长出一个被称为“生殖根(stolon)”的生殖结构。该结构脱离主体后即具备自主游动能力,专门负责寻找异性进行繁殖。这种机制使它们能实现多次繁殖。

值得注意的是,生殖根并非简单的尾部延伸。研究发现其发育过程包含:

  • 形成体积略小的大脑

  • 两套视觉系统(复眼结构)

  • 四对触角感受器

  • 特化的生殖腺(优先于神经结构发育)

  • 用于游泳推进的刚毛

但生殖根缺乏功能性口器和消化系统。生殖根的唯一使命是释放配子,因此在完成受精后即会死亡。

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生殖根和卵

C和D分别为卵和精子的显微形态

图片来源:参考文献1

研究发现:虽然研究人员最初假设生殖根的基因表达模式会与主体保持轴向对应,但实际数据显示,其头部形成仅激活了头部决定基因,中间体节相关基因未表达。这表明生殖根本质上是由头尾两极构成的简化生物体。相当于这些私奔的尾巴居然跳过了“中间商环节”,直接用头部基因+尾部基因拼出个“极简恋爱体”。

尽管具体的脱离机制尚不完全明确,但研究推测当生殖根开始扭动时,仅通过表皮组织与主体连接,其自主游动产生的机械力最终导致脱离。脱离后,主体尾部会再生出新的“芽基”,为下一次繁殖做准备。这种独特的繁殖策略为研究生物体再生机制和进化发育生物学提供了重要模型。

参考文献:

[1] Nakamura, M., Oguchi, K., Sato, D.S. et al. Morphological, histological and gene-expression analyses on stolonization in the Japanese Green Syllid, Megasyllis nipponica (Annelida, Syllidae). Sci Rep 13, 19419 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-46358-8

[2] Toru Miura, Kohei Oguchi, Mayuko Nakamura, Naoto Jimi, Sakiko Miura, Yoshinobu Hayashi, Shigeyuki Koshikawa, M. Teresa Aguado "Life Cycle of the Japanese Green Syllid, Megasyllis nipponica (Annelida: Syllidae): Field Collection and Establishment of Rearing System," Zoological Science, 36(5), 372-379, (1 October 2019)

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