これらの海虫が繁殖のために尻を切り離す理由

何年もの間、この虫の性的な生態は頭を悩ませてきた。日本のミミズの一種であるMegasyllis nipponicaは、生殖のために尻を切り離す。しかし、この藻類を食べる無脊椎動物はどうやって生殖を行うのだろうか？11月22日にScientific Reports誌に発表された研究によると、このプロセスはいくつかの発生遺伝子に関係している可能性があるという。

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さようなら、お尻

シロアリのような節足動物の中には、匍匐茎形成と呼ばれる生殖過程を経る動物もいます。匍匐茎は動物の後ろの器官で、動物の性別に応じて卵子または精子が詰まっています。匍匐茎形成の際、匍匐茎は生殖のために動物の体の残りの部分から完全に分離します。

この切り離された尻尾は自力で泳ぎ回り、異性の別の匍匐茎に出会うと産卵します。この自力での泳ぎは、環境の危険から虫の元の体を守り、卵子と精子がより長い距離を移動できるようにしていると考えられています。

自分で泳ぐためには、匍匐枝は元の体についたまま、目、触角、泳ぎ毛を発達させなければなりません。これがどのように起こるのかは謎です。匍匐枝自体の形成は、虫のお尻の近くにある生殖腺が成熟したときに始まります。次に、成長中の匍匐枝の前方に頭部が形成され、目、触角、泳ぎ毛がすぐ後に続きます。匍匐枝が体の残りの部分から離れる前に、神経と感覚能力が発達し、独立して行動できるようになります。

ホットホックス遺伝子

東京大学の研究チームは、この新しい研究で、そもそも匍匐茎の頭部がどのように形成されるのかを調べた。研究者らは、性的に成熟する虫の発達における遺伝子発現パターンを調べた。体の部分の形成を決定する遺伝子群として知られるホックス遺伝子は、さまざまな動物の頭部を定義するのに役立つ。研究チームは、ホックス遺伝子が匍匐茎の頭部でより多く発現していることを発見した。生殖腺が発達しているときを除いて、この遺伝子は通常、体の中央部ではあまり発現しない。この時期、ホックス遺伝子は虫の中央部と臀部で高度に発現する。

「これは、通常の発達過程が、独特な生殖様式を持つ動物の生活史に合うようにどのように修正されるかを示している」と、研究の共著者で東京大学の海洋生物学者三浦徹氏は声明で述べた。

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Hox 遺伝子は、線虫の体に沿った分節も決定します。研究チームは、Hox 遺伝子は、線虫の頭から後端まで伸びる目に見えない線に沿って異なる形で発現するのではないかと考えました。

「興味深いことに、体の部位のアイデンティティを決定するHox遺伝子の発現は、その過程を通じて一定でした」と三浦氏は言う。

この一貫性のため、匍匐茎には独立した消化管がなく、頭部と尾部を除いて、均一な体節が繰り返されています。

「これは、生殖のための産卵行動を制御するために、頭部だけが体の後部で誘導されていることを示している」と三浦氏は語った。

この研究は、初めて匍匐茎の発達メカニズムを明らかにし、この生殖方法についてのさらなる研究を刺激した。三浦氏と研究チームは、今後の研究で、この虫の性別決定メカニズムと生殖周期中の内分泌調節を解明したいとしている。