Исследовательская группа под руководством профессора Тору Миуры (Toru Miura) из Токийского университета показала, как экспрессия генов развития у японских зеленых червей-силлид (Megasyllis nipponica) способствует формированию их плавательной репродуктивной единицы, называемой столоном, сообщает Школа естественных наук Токийского университета (School of Science, the University of Tokyo). Результаты исследований опубликованы в журнале Scientific Reports.
Жизнь всегда находит способы удивить нас. Одним из таких сюрпризов является наличие уникального репродуктивного механизма у некоторых аннелид, или кольчатых червей. В процессе, называемом столонизацией, задняя часть тела с гонадами (половыми железами) у червей-силлид отделяется от своего первоначального тела. Такой «хвост» называется столоном, он наполнен гаметами (яйцами или сперматозоидами). Столон плавает сам по себе и размножается при встрече с особями противоположного пола. Автономное плавание не только защищает исходный организм от опасностей окружающей среды, но и помогает его гаметам рассеиваться на большие расстояния.
Чтобы плавать самостоятельно, столоны развивают свои глаза, усики и плавательные щетинки, оставаясь при этом прикрепленными к своему первоначальному телу. Но каким образом головка столона формируется в середине исходного тела? Эта загадка давно не давала покоя ученым.
Исследования профессора Миуры наконец-то внесли ясность в это интригующее явление. Тщательные гистологические и морфологические наблюдения показали, что формирование столона начинается с созревания гонад на заднем конце. Затем в передней части развивающегося столона формируется голова. Вскоре после этого формируются органы чувств, такие как глаза и усики, а также плавательные щетинки. Перед тем как столон отделится, у него развиваются нервы и «мозг», позволяющие ему чувствовать и вести себя самостоятельно.
Чтобы понять развитие головки столона, Миура и его коллеги исследовали закономерности экспрессии генов развития у половозрелых червей. Известна группа генов формирования головы, определяющих ее область у различных животных. Как правило, такие гены не сильно активны в средней части тела. «Это показывает, как нормальные процессы развития изменяются, чтобы соответствовать истории жизни животных с уникальным репродуктивным стилем», – объясняет Миура.
Исследование не только впервые раскрыло механизм развития столонов, но и послужило толчком к дальнейшему изучению тонкостей этого причудливого репродуктивного метода. «Мы хотели бы прояснить механизм определения пола и эндокринные регуляции, лежащие в основе репродуктивных циклов у кольчатых червей-силлид», – заключает Миура.
[Фото: Nakamura et al 2023]