为什么这些海虫要脱离自己的屁股来繁殖

多年来，这一直是困扰蠕虫的性问题。日本绿藻蠕虫Megasyllis nipponica会脱离臀部进行繁殖。但这些以藻类为食的无脊椎动物是如何做到这一点的呢？根据 11 月 22 日发表在《科学报告》杂志上的一项研究，这一过程可能归结于一些发育基因。

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再见，屁股

有些节肢海虫，比如节肢虫，会经历一种称为匍匐茎化的生殖过程。匍匐茎是蠕虫的后部器官，里面充满了卵子或精子，具体取决于蠕虫的性别。在匍匐茎化过程中，匍匐茎会完全脱离蠕虫身体的其他部分，以便进行生殖。

分离的尾部会自行游动，遇到异性的匍匐茎时就会产卵。这种自主游动被认为可以保护蠕虫的原始身体免受环境中的危险，并帮助卵子和精子传播更长的距离。

为了能够自己游动，匍匐茎必须在附着于原有身体的同时发育出自己的眼睛、触角和游泳鬃毛。这是如何发生的一直是个谜。当蠕虫臀部附近的生殖腺成熟时，匍匐茎本身就开始形成。然后，在发育中的匍匐茎的前面形成一个头部，眼睛、触角和游泳鬃毛紧随其后。在匍匐茎脱离身体其他部分之前，它会发育出神经以及独立感知和行为的能力。

热基因

在这项新研究中，东京大学的一个研究小组首先研究了匍匐茎头部是如何形成的。研究人员调查了线虫在性成熟过程中的发育基因表达模式。一组众所周知的决定身体部位形成的基因被称为 hox 基因，它有助于确定各种动物的头部区域。研究小组发现，hox 基因在匍匐茎的头部区域表达更多。这些基因通常不会在身体中部表达那么多，除非生殖腺正在发育。在此期间，hox 基因在线虫的中部和臀部高度表达。

该研究的共同作者、东京大学海洋生物学家 Toru Miura 在一份声明中表示：“这表明正常的发育过程是如何被修改的，以适应具有独特生殖方式的动物的生活史。”

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Hox 基因还决定了线虫身体的节段。研究小组认为，沿着从线虫头部到后端的这条看不见的线，hox 基因的表达会有所不同。

Miura 说道：“有趣的是，决定身体部位身份的 Hox 基因表达在整个过程中保持恒定。”

由于这种一致性，匍匐茎没有单独的消化道。除头部和尾部外，它还具有重复的均匀体节。

Miura 说：“这表明只有头部在后体部位受到诱导，才能控制繁殖的产卵行为。”

这项研究首次揭示了匍匐茎的发育机制，并引发了人们对这种生殖方式的更多研究。Miura 和团队希望在未来的研究中阐明蠕虫的性别决定机制和生殖周期中的内分泌调控。