30.12.2014

Костеядные черви-пенисы повернули эволюцию вспять

В феврале 2002 года специалисты по беспозвоночным животным, работая с подводными роботами в заливе Монтерей у побережья Калифорнии (США), обнаружили самок необычных кольчатых червей, болтающихся на костях серого кита на дне моря, на глубине около 2900 метров. Спустя несколько месяцев были найдены и самцы – крошечные, но гордые мешки сперматозоидов, по размерам в сто тысяч раз меньше самок, живущие «гаремами» до сотни особей внутри ее трубки. В 2004 году два вида этих червей были описаны в составе нового рода Osedax (дословно: «поедающие кости»), и с тех пор открыто почти два десятка видов оседаксов, у всех самки на несколько порядков превосходят паразитических микроскопических самцов.

Но вот недавно группа зоологов под руководством Грега Рауcа (Greg Rouse) добавила кое-что новенькое в копилку знаний об этих удивительных и причудливых пожирателях костей, прозванных «червями-зомби». В журнале Current Biology описан новый вид, Osedax priapus, открытый на глубине 740 метров в каньоне Монтерей. Его самцы освобождены от эволюционного ига быть заточенными внутри трубок самок и ведут самостоятельный образ жизни, а по размерам они почти что как самки. При этом свое тело они используют как эластичный пенис для доставки спермы, так что видовой эпитет priapus отсылает нас к древнегреческому богу плодородия Приапу.

Образ жизни у оседаксов совершенно уникальный. Из-за отсутствия рта они не могут есть, как нормальные люди, поэтому применяют тактику растений, отращивая вздутые на концах «корешки» и пуская их в кости мертвых животных на дне океана. С помощью этих ветвящихся структур, выделяющих кислоту, черви разъедают твердые части кости, всасывают белки и жиры и затем передают их симбиотическим бактериям, которые живут в этих корневидных отростках и помогают червю в пищеварении. Самое чудное, что «корешки» растут из яйцевого мешка на заднем конце тела. Это описание касается самок оседаксов, самцы же большинства видов предпочитают висеть на самках внутри их слизистых трубок.

Для оседаксов характерно средовое определение пола. Первые личинки, которые попадают на скелет кита, развиваются в самок, а те личинки, которые поселяются на уже покрытых самками костях, становятся самцами, предположительно в ответ на какие-то химические сигналы, выделяемые готовыми самками. Как только запускается механизм превращения в самца, развитие взрослых черт приостанавливается – самцы на всю жизнь остаются недоразвитыми. Это не касается семенников – они как раз развиваются полностью и накачивают сперму в вытянутый вдоль тела канал, откуда она извергается через отверстие, расположенное в районе мозга. Самцы оседаксов, по сути, являются личинками с гигантскими семенниками, эякулирующими из головы.

У нового вида O. priapus все несколько иначе. Самцы его крупные и способны самостоятельно прикрепляться к костям «корешками». Это особенно удивительно в свете того, что, по результатам филогенетического анализа, наиболее вероятными их предками были формы с экстремальным половым диморфизмом, то есть с педоморфными («детоподобными») карликовыми самцами. Таким образом, самостоятельность O. priapus – это результат эволюционного разворота в сторону усложнения строения, и это первый известный науке случай возвращения из состояния педоморфизма в процессе эволюции, отмечают исследователи. «Случай исключительный, так как гены, отвечающие за формирование полноразмерных самцов, казалось бы, должны были выродиться со временем, пребывая в нерабочем состоянии, однако они явно на месте», – говорит Роберт Фрейенхук (Robert Vrijenhoek), один из соавторов исследования.

Хотя самцы O. priapus достаточно далеко ушли в развитии от своих паразитических предков, в анатомии они все же сохранили ряд характеристик, связывающих их с эволюционным прошлым. Как и у самцов других оседаксов, свободно плавающие сперматозоиды извергаются у них из головного конца тела. Но свободное плавание неплохо работает, если ты карликовый самец, живущий при самке, – сперматозоиды легко попадают в яйцевод и направляются к яйцеклеткам в яичники. Но не столь вероятно оплодотворение, если вас с самкой разделяет морская вода. По мнению ученых, самцы O. priapus решают эту проблему с помощью своего необычайно гибкого тела, способного растягивать себя в десять раз во время поиска партнерши для спаривания. По сути, все тело червя эволюционировало как инструмент для совокупления, отмечает Грег Раус.

Почему и как произошел сей эволюционный камбек, для биологов загадка. Одна из гипотез состоит в том, что самцовая карликовость удобна для видов, живущих в условиях ограниченных ресурсов. Крупные самки в данном случае производят больше яиц, но фактически монополизируют все ресурсы, и поэтому самцам предпочтительнее стать крошечными. Самки O. priapus – самые маленькие из всех оседаксов, и это значит, что самцы могут найти субстрат для размещения своего тела. Кроме того, самки этого вида производят самые мелкие яйца, и питательных веществ в них хватило бы на продукцию небольшого числа сперматозоидов – недостаточного для того, чтобы карликовый самец стал репродуктивно успешным. Самостоятельное питание на костях животных, как у самок, помогает им увеличить производство спермы, полагают ученые.

«Этот червь был уже довольно необычным, а стал еще чуднее, – говорит Грег Раус. – Это показывает нам, что в море по-прежнему много тайн и предстоит еще много всего открыть, тем более что этих созданий мы обнаружили всего 12 лет назад». Как выяснилось за эти годы, черви Osedax обитают почти в каждом океане и на разных глубинах, это достаточно космополитные члены океанического сообщества, и нет никаких сомнений, что они еще больше раздвинут границы наших представлений о них – по мере того, как будут открываться новые виды.

Виктор Ковылин

Источники:

1. polit.ru