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為了繁殖,這種動物長出了 1000 條尾巴

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圖片來源:Christopher J. Glasby

這種海洋蠕蟲看似無法控製自己的身體,隻能不斷地分叉,長出了數百個屁股。但其實,它生長每一步都在步步為營,為了生長和繁殖,它不僅將腸道外化,還演化出了具有自主能力的繁殖體。

 

想象一下,如果你有 1000
個屁股,會發生什麽?目前,科學家僅發現有兩種動物會處於這種看似尷尬的境地,一種名為多尾分支裂蟲(Ramisyllis
multicaudata)的海洋蠕蟲就是其中的一種。考慮到一隻蠕蟲不可能隨意地長出這麽多的屁股,一定有什麽原因導致了這種結果。最近,一項新的解剖學研究為這種現象提供了一些有趣的線索。

不斷分叉的身體

這個故事開始時還比較正常。多尾分支裂蟲是一種多毛綱的動物,它棲息在澳大利亞北部海岸淺水珊瑚礁中的石海綿(Petrosia)的水通道裏。它會將不起眼、慵懶的頭部深深地埋在海綿裏。不久後,事情開始變得奇怪起來。

它的身體會開始不斷地分叉,且毫無規律可言,在分叉末端長出的屁股可能會通過海綿上的天然孔洞伸入海水中,沿著海綿的表麵爬行。科學家們觀察到,一個小小的海綿上
100 多個正在爬行的裂蟲
,有時候一個孔洞中可能會伸出來超過 10
個裂蟲(這些都是裂蟲的分支)。雖然石海綿有很多了不起的特性,但是它們沒有知覺,在這種情況下,這肯定算是一個優點。

此外,這種裂蟲每個長出來的分支都包含一套內部器官。根據一項於今年發表於《形態學雜誌》的新研究,來自西班牙、澳大利亞和德國的國際研究團隊首次對這種裂蟲進行了詳細的解剖學研究,他們發現裂蟲分支的這些器官與沒有分叉的幼體並沒有區別。進一步研究發現,在裂蟲像迷宮一樣的身體中,腸道是連續的,但裏麵空無一物,其中並沒有發現海綿組織,也沒有發現任何類型的食物顆粒。

他們還發現裂蟲的後腸(相當於人體的大腸區域)被纖毛和微絨毛覆蓋,這些手指狀的延伸物可以最大限度地增加腸道的表麵積,促進營養吸收。人體內也具有類似的腸道結構。這意味著它們的腸道仍會發揮作用,盡管這些龐大的動物如何靠看不見的食物生存仍然是一個謎團,畢竟它們隻能靠一張無法調節大小的嘴來獲取食物。

不像動物的動物

但最有趣的是,這種明顯是動物的生物似乎采用了真菌的生活方式。當你在顯微鏡下觀察真菌,會看到一個具有分支的管道係統,與這種裂蟲體內的腸道非常相似。這種相似性也暗示了這些裂蟲在海綿中可能會做的事。

真菌是吸收性的進食者。它們會進入食物內部,分泌消化酶消化食物,再將黏液吸收。而它們之所以形成高度分叉的絲狀身體,是因為可以擴大表麵積。它們的整個身體裏麵都是腸子,而不是像人類的腸道位於一個較小的身體內部。在這種身體結構下,當你的身體越大,吃到的食物也就越多。

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生活在石海綿中的多尾分支裂蟲(圖片來源:Christopher J. Glasby)

我們現在已經知道,軟體的海洋無脊椎動物可以通過它們的 ” 皮膚 ”
直接從海水中吸收溶解的有機物。然而,多尾分支裂蟲將這種能力提升到了一個全新的高度。一個解剖小組發現,這種裂蟲的身體上也可能覆蓋著長長的微絨毛。鑒於其身體構造盡力在擴大表麵積,卻沒有對等的頭或嘴,人們不得不懷疑,它們已經像真菌一樣將身體外部的結構轉化為了內部結構。如果它們高度分叉的身體還不足以讓人聯想到真菌,還有另一個證據可以證明這一點:它們不同尋常的生殖係統。

第一條揭示它們的生活方式極其另類的線索是,這種裂蟲從來不會離開它們棲息的海綿。我們可以想到,一旦它們把數以千計的分枝狀觸角塞進石海綿的水通道中,就像對這座
” 海綿房子 ”
做出了一個承諾,而通常解決繁殖的方式就是簡單地將數百萬個配子直接釋放到海水中。珊瑚和海葵就是通過這樣的方式繁殖的。

自主的繁殖體

但這並不是多尾分支裂蟲和許多其他的裂蟲科采用的方法。在它們身體的背麵,有一個被稱為尾板的小尾巴(這種結構在三葉蟲中也存在)。這一結構的前端是裂蟲版本的植物頂端分生組織。這一結構也被稱為後生長區其中的幹細胞不斷產生新的身體結構。裂蟲用利用這一結構來製造新的體節。但對於動物來說,這種情況並不常見,它會帶來一些不常見的結果。

有時,裂蟲上的這些結構並不會製造出一個新的標準體節,而是開始形成一個包含基本腦部結構和四隻眼睛的頭部,隨後會長出更多的、塞滿配子的體節。它會變成一個連接著母體的繁殖體,等待時機成熟時脫離。這些脫離的複製體擁有槳(體表的毛)、方向盤和性欲,除此之外並無其他。(在植物學上,這種結構也稱為
” 匍匐莖 “,草莓莖和其他水平生長的植物的莖也被稱為匍匐莖。)

簡而言之,多尾分支裂蟲產生的自主性生殖腺處於一個模糊的中間地帶。它們所屬的群體,即裂蟲,在雙側對稱動物中可能是獨一無二的,這種奇怪的生殖策略被稱為
孢芽形式的裂殖生殖“(gemmiparous
schizogamy)。當然,在一些昆蟲中也會出現類似的情況,通常以幼蟲的形式生活更長的時間,隻會短暫地變成成蟲。這是一種非常 ”
真菌 ” 的做法。

事實上,在裂蟲的分枝上形成的 ” 匍匐莖 ”
極其類似於一種真菌——鐮刀菌(Fusarium),後者會產生獨特的船形孢子。其他不會產生分枝的裂蟲形成的匍匐莖也可以形成束或鏈狀結構,就像真菌孢子一樣。或許正是這種繁殖特性使裂蟲生長出多個身體分支。它們通過幾個基因突變,將普通的身體分支轉變成了具有性自主能力的克隆體。

不過,我對這個故事中的一些地方仍然感到困惑。如果它們的整個身體都能吸收溶解的食物,為什麽會促使無數的分枝達到海綿的表麵呢?在科學家解剖的一個標本中,發現了裂蟲大量屁股都塞進了海綿的死角。科學家們對此的解釋是,這是裂蟲為到達海綿表麵而進行的失敗的嚐試。

它們的尾巴還含有一種功能不明的亮白色色素,無論它們是否到達海綿表麵,都會產生這種色素。為什麽為尾巴找到一個出口這麽重要?溶解在海綿外的有機物真的那麽美味嗎?為什麽它們的尾部要塗上類似於公路反光漆一樣的東西呢?隻是為了防曬嗎還是有其他的用途?盡管這種裂蟲正在做如果我有一千隻腳時會做的事——搖晃它們,但我們仍不清楚它們這樣做的真實目的是什麽。

華客新聞 | 時事與歷史:為了繁殖,這種動物長出了 1000 條尾巴

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