В рамках одного из самых странных путей размножения этот крошечный японский морской червь на самом деле выращивает на своем заднем конце «мини-я», которое затем отделяется, чтобы самостоятельно уплыть в поисках подобного автономного хвоста противоположного пола для нереста. Тем временем червь вырастет еще одного, чтобы снова отделить его для спаривания.
Что озадачило ученых, так это то, как японский зеленый силлидный червь (Megasyllis nipponica) смог сформировать эту репродуктивную единицу, известную как столон. Теперь команда ученых под руководством профессора Токийского университета Тору Миуры раскрыла сложную экспрессию генов водного червя, обнаруженного в Японском море.
По мере взросления червя на заднем конце последовательно развивается столон. Когда он полностью вырастает, он нагружен гаметами (яйцеклетками или сперматозоидами) и в процессе столонизации отделяется от туловища червя. К этому моменту у него уже полностью развиты щетинки для плавания, а также имеются глазки и усики.
Затем новый независимый столон отправляется на поиски столона противоположного пола, с помощью которого можно выпустить свои гаметы. Тогда его работа выполнена. Однако сам червь продолжает жить и растит еще один столон, который будет развертываться аналогичным образом, когда созреет.
Эволюционные биологи полагают, что черви развили эту репродуктивную способность, потому что она позволяет основному животному оставаться в безопасности, пока столон находится на открытом пространстве, выполняя рискованную работу по поиску партнера.
Это также потенциально позволяет генам червя распространяться дальше, в зависимости от того, как далеко столон заплывет, чтобы найти то, что ему нужно.
Однако то, как столом развивается внутри основного тела червя, оставалось загадкой для ученых. Это новое исследование наконец проливает свет на любопытную сексуальную стратегию.
«Это показывает, как нормальные процессы развития изменяются, чтобы соответствовать истории жизни животных с уникальным репродуктивным стилем», — сказал Тора Миура.
Команда ученых обнаружила, что гены Hox, которые отвечают за общее строение тела и, в данном случае, за сегментацию червя, одинаковы по всему животному. Это удивило исследователей, которые думали, что экспрессия генов могла различаться с обеих сторон.
«Интересно, что экспрессия Hox-генов, которые определяют идентичность частей тела, была постоянной во время этого процесса», — сказал Тора Миура. «Это указывает на то, что только задняя часть тела стимулируется только головной частью, чтобы контролировать нерестовое поведение для размножения.
Теперь исследователи надеются выяснить, что определяет, будет ли в столоне яйцеклетка или сперматозоиды, особенно потому, что червь восстанавливает этот участок на протяжении всего своего жизненного цикла.
«Мы хотели бы прояснить механизм определения пола и эндокринные регуляции, лежащие в основе репродуктивных циклов силлид», — добавил Тора Миура.
Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports.