一个头,一千个屁股:一个极其怪异的蠕虫的故事

多尾分支须虫似乎是一种采用了真菌生活方式的动物

A many-legged worm whose body branches off like the roots of a tree.

如果你有 1000 个屁股,你会怎么做? 海洋蠕虫多尾分支须虫是已知仅有的两种发现自己处于这种相当尴尬境地(买裤子一定是噩梦)的动物之一——而且它还没有透露。 但考虑到蠕虫身上不可能“仅仅发生”这么多屁股,肯定有一个很好的理由,一项新的解剖学研究提供了一些有用的线索。

故事的开头很正常。 多尾分支须虫是一种生活在澳大利亚北部海岸浅水珊瑚礁中称为Petrosia 的海绵的水道内的刚毛虫。 它孤独、平淡无奇且相当迟钝的头部深深地埋在海绵中。 不久之后,事情变得怪异起来。

它的身体开始重复且无规律地分支。 由此产生的众多后部可能会通过海绵的天然孔洞突出到海水中,并在其表面上缓慢移动。 科学家观察到的一块“小”海绵上装饰着 100 多个爬行的蠕虫屁股,有时一个开口就有 10 多个。 虽然海绵有很多了不起的地方,但有知觉并不算其中之一,这肯定可以算作一个胜利。


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此外,每个分支都包含自己的一套内部器官。

根据西班牙、澳大利亚和德国的一个团队今年在《形态学杂志》上发表的关于这些蠕虫的首个详细解剖学研究,这些器官与未分支的幼虫的器官没有任何不同。 他们进一步发现,蠕虫的肠道贯穿整个迷宫般的身体——但明显是空的。 在里面没有发现任何海绵组织,也没有任何种类的食物颗粒。

然而,他们也发现蠕虫的后肠覆盖着纤毛和微绒毛,这些小指状延伸物最大限度地增加了可用于营养吸收的表面积(您自己的肠道也覆盖着类似的绒毛和微绒毛天鹅绒衬里)。 这意味着它们的肠道仍然可以发挥作用,尽管这些蔓延的动物如何依靠仅通过其可悲的不够大的标准尺寸的嘴进入的隐形食物生存仍然是一个谜。

这些蠕虫对我来说特别有趣的是,它们似乎是一种采用了真菌生活方式的动物。 在显微镜下观察真菌,您会看到一个分支管系统,它与多尾分支须虫非常相似。 这种相似性暗示了这些蠕虫可能在其海绵中所做的事情。

真菌是吸收性摄食者。 它们钻入食物中,分泌消化酶,然后重新吸收产生的粘液。 它们高度分支的丝状体强调表面积的原因是,与我们一样将长长的肠道塞进小身体不同,它们的整个身体都是肠道,由内而外。 在这种设置中,你拥有的身体越多,你就能吃更多的食物。

长期以来,人们都知道软体海洋无脊椎动物可以直接通过“皮肤”从海水中吸收溶解的有机物(又名液体食物)。 但多尾分支须虫可能已将此提升到一个新的水平:解剖学团队发现,蠕虫的身体也令人怀疑地覆盖着长长的微绒毛。 鉴于多尾分支须虫身体结构非常强调表面积——并且缺乏与这种情况相称的头部或嘴巴的产生——人们必须强烈怀疑,像真菌一样,它们已将其外部转化为内部。

如果它们高度分支的身体还不足以暗示真菌,请允许我展示证据 B:它们疯狂的繁殖系统。

它们极其另类的生活方式的第一个线索是,多尾分支须虫永远不会去约会。 一旦你将数千个触手状分支塞进 Petrosia 海绵的水道中,你就对房子而不是关系(甚至一夜情)做出了承诺。 通常的解决方案是简单地将数百万廉价的配子直接排入水中,挥手告别,然后打开一些必看的电视节目。 珊瑚和海葵是这种令人羡慕的繁殖艺术的著名实践者。

但这不是多尾分支须虫和许多其他须虫科多毛纲蠕虫所采取的路线。 在它们身体的后部,有一个小尾巴,叫做肛门垂体三叶虫也有这个可爱的屁股瓣)。 在它前面是植物顶端分生组织的多毛纲蠕虫版本:干细胞不断产生称为后部生长区的新身体部位的地方。 多毛纲蠕虫拥有这些是为了制造新的体节。 但这对动物来说是一种不寻常的情况,它导致了一些不寻常的结果。

有时,这些区域不是制造新的标准体节,而是开始构建一个包含基本大脑和四只眼睛的头部。 在头部之后,会出现更多塞满配子的体节,在你意识到之前,一个性感的小热棒连接到了母舰上,以便在时机成熟时被抛弃。 这些简化的克隆体(植物学上称为“匍匐茎”;草莓匍匐茎和其他水平植物茎也称为匍匐茎)配备了桨、驾驶方向、性欲和其他很少的东西。

简而言之,多尾分支须虫制造自主性腺,这些性腺位于可拆卸阴茎和大学新生之间模糊的中间地带。 这些蠕虫所属的群体——须虫科——在这种被称为“裂殖生殖”的奇异繁殖策略中,在两侧对称动物中可能是独一无二的。 当然,某些昆虫也做类似的事情,因为它们产生短暂的成虫,其唯一目的是进行极其微小、极其紧急的交配,但它们通常以幼虫形式生活更长时间。 而且它们不会从现有昆虫中发芽。 这是一种非常真菌学的方式。

事实上,多尾分支须虫匍匐茎在其生殖蠕虫分支中的图像与带有其独特的船形孢子的真菌镰刀菌的照片非常相似。 其他非分支须虫科物种的匍匐茎也可以成束或成链地制造,就像真菌孢子一样。

很可能正是这种繁殖习性使得须虫科蠕虫能够生长出多重选择的身体。 制造带有寻性克隆体的分支的能力可能仅需几次突变就可以取代常规部分。

然而,这个故事的某些地方让我感到困扰。 如果它们的整个身体都能吸收溶解的食物,为什么如此强调所有无数的后部都到达海绵表面? 在科学家解剖的一个标本中,发现成束的蠕虫屁股塞满了海绵死胡同。 科学家们将此解释为上述后部试图到达表面的受挫尝试。 尾巴还含有一种功能不明的亮白色素,无论它们是否到达顶部,它们都会产生这种色素。

为什么尾巴找到出口如此重要? 溶解的有机物真的比海绵外部的有机物美味那么多吗? 为什么它们穿着相当于反光公路漆的东西? 仅仅是为了防晒吗? 还是有其他用途?

即使多尾分支须虫显然在做我会用一千个屁股做的事情——摇晃它们——但它真正用它们做什么仍然是个谜。

这是一篇观点和分析文章,作者或作者表达的观点不一定代表《大众科学》的观点。

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