一头一百尾：分枝蠕虫如何管理生殖复杂性
科学家们发现了海洋中最令人眼花缭乱的动物之一的遗传基础：一种名为 Ramisyllis kingghidorahi 的分枝海洋蠕虫，它生活在海绵中，并以真正非凡的方式繁殖。 这种蠕虫隐藏在热带水域，在宿主海绵内长出多个体枝，每条尾巴都能够产生单独的活体生殖单位，称为“匍匐茎”。 但是，一只动物是如何协调这么多分支的有性繁殖的呢？ 要找出答案，由哥廷根大学领导的研究人员分析了不同身体区域以及雄性、雌性和幼年标本之间的基因表达。 这提供了任何分枝蠕虫的第一个完整的“遗传活动图谱”或转录组，揭示了这种生物如何设法控制其分枝身体的繁殖。 他们的研究结果发表在 BMC Genomics 上。 研究人员在他们的分析中发现了明显的模式：基因活性的差异更加明显在同一蠕虫的不同身体区域之间而不是两性之间。 匍匐茎——从树枝上脱落并游走交配的短命生殖单位——在比较雄性和雌性时具有最独特的遗传特征，可能反映了它们在配子产生和中的特殊作用。 “我们惊讶地发现，以前被认为装有性别特异性控制系统的蠕虫头部并没有显示出我们的巨大差异预计在男性和女性之间，“马德里自治大学前研究员 Guillermo Ponz-Segrelles 博士说。 “相反，匍匐茎成为性发育过程中基因活动的真正热点。” 生殖匍匐茎的一个被忽视但关键的特征是，它们在脱离主要蠕虫体寻找配偶之前会长出眼睛。 这项研究揭示了与眼睛发育相关的基因的上调，提供了关于蠕虫体的分支转变为独立的匍匐茎。 有趣的是，这些数据还暗示了 Ramisyllis 存在部分基因组复制的可能性，这可能有助于解释其生物学和生殖系统的复杂性。 尽管在识别保守信号通路方面存在一些挑战，但结果表明 Ramisyllisand 有一个独特的遗传工具包，这凸显了我们对海洋无脊椎动物的繁殖仍然知之甚少。 “这条蠕虫和它超现实的树状身体在 2021 年和 2022 年成为世界各地的头条新闻，但它继续让我们感到惊讶，“哥廷根大学博士研究员 Thilo Schulze 说。 它挑战了我们对动物身体如何组织的理解，以及这种奇怪的繁殖形式是如何在分子水平上编排的。 由于分枝蠕虫生殖生物学的许多方面仍然是一个谜，该团队希望这种新的遗传资源将为更深入地研究生命如何在意想不到中进化打开大门方向 -- 甚至在我们海洋的隐蔽角落。