科学家们揭示了海洋中最奇特动物之一的遗传基础：一种名为Ramisyllis kingghidorahi的分枝海洋蠕虫，它生活在海绵内部，以一种真正非凡的方式繁殖。这种蠕虫隐匿于热带水域，在宿主海绵内生长出多个身体分支，每个尾部都能产生称为“匍匐枝”的独立生殖单位。但是一个单一的动物如何协调众多分支的繁殖呢？为了找出答案，哥廷根大学的研究人员分析了不同身体区域和雄性、雌性以及幼虫标本之间的基因表达。这提供了任何分枝蠕虫的首个完整的“基因活动图”——即转录组，揭示了这种生物如何管理其分枝身体的繁殖。他们的发现发表在BMC Genomics。
研究人员在分析中发现了明显的模式：同一蠕worm不同身体区域的基因活动差异比性别之间的差异更为明显。在比较雄性和雌性时，匍匐枝——从分支上断裂并游走寻找配偶的短命生殖单位——具有最显著的基因特征，可能反映了它们在配子生产和变态中的特殊角色。“我们惊讶地发现蠕虫的头部，之前被认为是性别特异性控制系统的住房，并没有表现出我们预期的雄性和雌性之间的显著差异，”马德里自治大学的前研究员吉列尔莫·庞斯-塞格雷斯博士说。“相反，匍匐枝在性别发育过程中真正凸显为基因活动的热点。”
一个被忽视但对生殖匍匐枝关键的特征是，它们在与主蠕虫身体脱离之前会长出眼睛。这项研究揭示了与眼部发育相关基因的上调，提供了关于蠕虫身体分支顶端如何转变为独立匍匐枝的首个线索。有趣的是，这些数据还暗示Ramisyllis中可能存在部分基因组重复，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面临一些挑战，但结果指出了Ramisyllis中独特的遗传工具箱，并突显了我们对海洋无脊椎动物繁殖了解的有限程度。
“这种蠕虫及其超现实般的树状身体在2021和2022年引起了全球的关注，但它仍然让我们感到惊讶，”哥廷根大学的博士研究员蒂洛·舒尔茨说。“它挑战了我们对动物身体组织方式的理解，以及这种奇特的繁殖形式如何在分子层面上进行组织。”随着分枝蠕虫生殖生物学的许多方面仍是一个谜，该团队希望这一新的遗传资源能够为更深入的研究打开大门，探索生命如何在意想不到的方向演化——即使在我们海洋的隐秘角落。
