Голова и сто хвостов: как размножаются ветвящиеся черви

Ученые раскрыли генетические основы одного из самых причудливых животных океана — ветвистого морского червя Ramisyllis kingghidorahi, который обитает внутри морских губок и размножается поистине необычным способом. Живя скрытно в тропических водах, этот червь выращивает множество отростков внутри губки-хозяина, каждый из которых способен производить отдельные живые репродуктивные единицы, называемые «столонами». Но как одному животному удается координировать половое размножение на стольких ветвях? 

Чтобы выяснить это, исследователи Геттингенского университета проанализировали экспрессию генов в различных областях тела у самцов, самок и подрастающих особей. Это первая полная «карта генетической активности» — или транскриптома — любого ветвистого червя, показывающая, как этому существу удается контролировать размножение по всему ветвистому телу. Результаты исследования опубликованы в журнале BMC Genomics.

Исследователи обнаружили четкие закономерности: различия в активности генов были более выражены между разными областями тела одного и того же червя, чем между полами. Столоны — короткоживущие репродуктивные единицы, которые отрываются от ветвей и уплывают для спаривания — имели наиболее характерные генетические различия при сравнении самцов и самок, что, вероятно, отражает их специализированную роль в производстве гамет и метаморфозе. 

«Мы были удивлены, обнаружив, что голова червя, в которой, как считалось, располагается система контроля за половой принадлежностью, не показала ожидаемых различий между самцами и самками», — говорит доктор Гильермо Понц-Сегреллес, автор работы. «Вместо этого столоны оказались настоящими очагами генной активности во время полового развития».

Ключевая особенность репродуктивных столонов заключается в том, что у них появляются глаза перед отделением от основного тела червя в поисках пары. Это исследование выявило повышение регуляции генов, связанных с развитием глаз, и дало первые подсказки о том, как кончик ветви тела червя превращается в самостоятельный столон. 

Полученные данные также намекают на возможность частичной дупликации генома у Ramisyllis, что может помочь объяснить сложность его биологии и репродуктивной системы. Несмотря на трудности с выявлением консервативных сигнальных путей, полученные результаты указывают на уникальный генетический инструментарий Ramisyllis и подчеркивают, как мало мы знаем о размножении морских беспозвоночных.

«Этот червь и его сюрреалистичное, похожее на дерево тело попали в заголовки газет по всему миру в 2021 и 2022 годах, но он продолжает удивлять нас», — говорит Тило Шульце, доктор наук из Геттингенского университета. «Оно бросает вызов нашему пониманию того, как могут быть организованы тела животных и как такие странные формы размножения организуются на молекулярном уровне». Поскольку многие аспекты репродуктивной биологии ветвистых червей до сих пор остаются загадкой, команда надеется, что новый генетический ресурс откроет путь к исследованиям того, как жизнь развивается в неожиданных направлениях — даже в скрытых уголках океанов.

[Фото: Maria Teresa Aguado and Guillermo Ponz-Segrelles; BMC Genomics, DOI: 10.1186/s12864-025-11587-w; licensed under CC BY 4.0]