За да се размножат морските червеи изхвърлят опашката си, снабдена с мозък и очи

Ваня Милева Последна промяна на 24 ноември 2023 в 15:01 2431 0

Зрял Megasyllis nipponica с развиващ се женски столон.

Кредит Nakamura et al 2023

Зрял Megasyllis nipponica с развиващ се женски столон.

Въоръжена със собствени очи, антени и плувни реснички, задната част на тялото на морските червеи се отделя за своеобразен метод за размножаване, наречен шизогамия. Този механизъм за първи път сега е обяснен от изследователи от Токийския университет.

Много видове низши животни са развили уникални и невероятни методи за размножаване. При плоските червеи индивидът се разделя на няколко части, които се регенерират и образуват нови организми. Хидрата например се размножава чрез пъпкуване. 

Не по-малко странен е методът шизогамия, която се практикува от морски червеи от семейство Syllidae. Принципът на възпроизвеждане е изолирането на задната част на тялото в така наречения столон - струпване на репродуктивни клетки (яйцеклетки или сперматозоиди) с нервна структура, подобна на мозък, сетивни органи (очи и антени) и плувни реснички. След узряването си столонът се отделя от основното тяло на червея и плува свободно сам във водата в търсене на същите столони от противоположния пол. Автономното плуване не само би защитило първоначалното тяло от опасности от околната среда, но също така би могло да помогне на неговите гамети да се разпръснат на по-големи разстояния.

Изследователски екип, ръководен от професор Тору Миура (Toru Miura) от Университета в Токио, изучава морския червей Megasyllis nipponica, разпространен в Японии. След морфологичен, хистологичен и генетичен анализ червей става ясно как тези животни формират в своя организъм столонови структури като самостоятелно плуваща репродуктивна единица, как определят в коя част на тялото се образуват нови очи и мозък. 

За да плуват самостоятелно, столоните развиват собствени очи, антени и плувни реснички, докато все още са прикрепени към първоначалното си тяло. Но как се оформя главата на столона в средата на оригиналното тяло?

Загадката около развитието на главата на столона в оригиналното тяло отдавна обърква учените. Изследванията на професор Миура, водени от силен интерес към еволюционните преходи на системите за развитие в животинските цикли, най-накрая изясняват този интригуващ феномен. Хистологичните и морфологични наблюдения показват, че образуването на столон започва със съзряването на половите жлези в задния край. След това образува глава в предната част на развиващия се столон. Скоро след това се образуват сетивни органи като очи и антени и плувни реснички. Преди столонът да се отдели, той развива нерви и "мозък", за да усеща и да се държи независимо.

Етапи на шизогамия на морския червей Megasyllis nipponica. Кредит:  Nakamura et al., Scientific Reports, 2023

За да разберат развитието на главата на столона, Миура и неговият екип изследват моделите на генна експресия на полово зреещите червеи. Известно е, че добре позната група гени за формиране на главата определя областта на главата на различни животни. Миура и екипът установяват, че тези гени се експресират повече в областта на главата на столона. Обикновено гените за формиране на главата не се експресират толкова много в средата на тялото. Но по време на развитието на половите жлези при морските многочетинести червеи, гените за формиране на главата са силно експресирани в средата на задния край на оригиналното тяло.

"Това показва как нормалните процеси на развитие се модифицират, за да отговарят на историята на живота на животни с уникален репродуктивен стил“, обяснява Миура.

Hox гените определят сегментирането на тялото на морските многочетинести червеи. Миура и екипът смятат, че тези гени ще бъдат експресирани по различен начин по предно-задната ос - столоните нямат диференциран храносмилателен тракт и имат повтарящи се еднакви телесни сегменти (с изключение на главата и опашката).

"Това показва, че само главата е индуцирана в задната част на тялото, за да се контролира поведението на хвърляне на половите клетки.“

Проучването не само разкри механизма на развитие на столоните за първи път, но също така предизвика по-нататъшно проучване на тънкостите на този странен репродуктивен метод.

Справка: 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 

Източник: This sea worm’s butt swims away, and now scientists know how, SCHOOL OF SCIENCE, THE UNIVERSITY OF TOKYO

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !