异涡虫

异涡虫

两侧对称动物的原始品种
异涡虫多见于海底冷泉、热液喷口及鲸鱼尸体上,属两侧对称动物的原始品种[1]。生活在海底水下40-100米的软泥中,喜欢在深海寒冷地带、热液喷口、以及鲸鱼尸体边出现。它没有眼睛、大脑、腮或肠,只有一个小口用作进食及排泄。科学家认为,研究异涡虫有助了解动物肠脏、大脑及肾等器官如何进化。
  • 中文名:
  • 拉丁学名:Xenoturbella
  • 别名:
  • 界:动物界
  • 门:异涡动物亚门
  • 亚门:
  • 纲:
  • 亚纲:
  • 目:
  • 亚目:
  • 科:异涡虫科
  • 亚科:
  • 族:
  • 属:两侧对称动物
  • 亚属:
  • 种:
  • 亚种:
  • 分布区域:深海寒冷地带、热液喷口、以及鲸鱼尸体边
  • 命名者及年代:Sixten Bock,1949年
  • 保护级别:
  • 中文学名:异涡虫
  • 分布:瑞典、苏格兰、冰岛和挪威的深海
  • 体征:长4-20厘米,外形如袜子

研究历史

这种生物最早由Sixten Bock发现,在1949年由Einar Westblad报道。据香港《文汇报》报道,科学家1949年在瑞典海底首次发现外形酷似紫色袜子的生物,命名为“异涡虫”(Xenoturbella),它没有眼睛、大脑或肠,只有一个小口用作进食及排泄。不过,那时它被认为是一种原始的涡虫。

1950年代,人们于瑞典近海发现一种平坦而又略带一点桃色的蠕虫形生物。根据周三发表的研究报告,这种蠕虫形的异涡虫(Xenoturbella)物种已很难被放到动物王国中的高层级,而是被钉在了“进化树的底部附近”。其中有些看起来像桃色的袜子,而另一项发现已被戏称为“异涡虫油条”(Xenoturbella churro)。这类不同寻常的物种,可以从扁形虫(flatworms)数到软体动物(mollusks)。这种生物看起来很像是被人类遗弃的衣物(桃色的袜子)或油炸糕点。这项针对深海物种的研究报告,已经发表在出版的《自然》(Nature)期刊上。

此后也有研究认为这是一种软体动物,不过它的成体却与软体动物有极大的差异。直到2003年根据DNA研究的结果,异涡虫被确认为一类独立的后口动物,并确认其主要以软体动物的卵为食物。经过更加详细的研究后,异涡虫被分在后口动物。Bourlat et al.,2006年建立了仅有异涡虫的异涡动物门。后来,有学者研究认为异涡动物门和无腔动物门Acoelmorpha合为一支,而与后口动物另外两大分支棘皮动物和半索动物临近。

在MBARI研究所的一篇最新论文中,研究者们使用深海遥控观测工具,在太平洋深海发现4种新异涡虫品种。异涡虫多见于海底冷泉、热液喷口及鲸鱼尸体上,以食附近的蛤蜊或其他软体动物为生。最深处发现于加州海湾3700米一处热液喷口,最长者达到20cm,它们形状酷似紫色袜子。研究员基于1200组不同基因进行分析,得出结论异涡虫属两侧对称动物的原始品种,它们有嘴巴,却没有大脑、眼睛、消化器官以及肛门等,整个身体呈扁平状,可能是人类或至少是人类祖先的近亲。该研究成果已于2015年2月4日发表于Nature。

分布区域

异涡虫是一类生活在海底后口动物,分布于波罗的海水域水下40-100米的软泥中。异涡动物门下仅有1属2种,Xenoturbella bockiXenoturbella westbladi,长度从4-20厘米,在瑞典、苏格兰、冰岛和挪威的附近海域和意大利亚得里亚海有发现。

解剖特征

外形特征

以X.bocki为例,黄白色,体长2-3cm,宽约5mm,身体呈两侧对称,不规则或扁平。头端两侧具有感觉沟。躯干中部具有一个环带。口位于腹侧中央位置,无肛门。身体结构简单,缺乏脑神经节、消化道、排泄系统和独立的性腺等器官和组织。由外到内,依次为上皮组织,上皮神经丛,发达的基膜,环肌和纵肌,实质组织,肠道细胞,肠腔。

细胞结构

异涡虫体壁由表皮细胞、两种腺细胞和一些神经细胞组成。体壁下缺乏细胞外基质构成的基膜结构。

异涡虫表皮主要有两种细胞组成:多纤毛上皮细胞和无纤毛或单线毛腺细胞组成,一般观察不到色素细胞。纤毛上皮细胞基部为神经末梢。纤毛轴为经典的9+2模式,但末梢形成特殊的狭窄的筛状结构,其他动物中,这一结构仅在无肠目和纽涡虫目出现。

腺体主要分布于上皮中,有两种,一种为粘液细胞,嗜酸性;另一种为浆液细胞嗜碱性。

神经系统

成体异涡虫神经系统非常简单,为上皮内神经丛,未出现头部脑神经节等结构,而是呈一种扩散神经系统。这与无肠目和纽涡虫目很多种类上皮内神经丛很相似。

肌肉系统

出现了中胚层来源的肌肉系统。

位于在上皮下的基膜内侧。呈现为外环肌,内层为厚的纵肌,两层肌肉相互垂直的模式。与无肠目、纽涡虫目相似,但后两者出现了斜肌。

细胞外基质

异涡虫具有独特而高度发达的细胞外基质,由纤连蛋白、胶原蛋白VI和层连蛋白组分在皮下形成了一层皮下基膜复合体subepidermal membrane complex(SMC)和肠道细胞基膜。基膜复合体为细胞外基质的主要部分。其内外两侧为限制性的基底层,中间为细纤层(filamentous layer),但缺乏网板。外侧的基底层位于皮下,内侧的基底层与体壁的环肌细胞相平行。这一构成方式与脊椎动物肌肉组织外层的透明板很相似。

实质组织

在肌肉组织和肠道上皮之间为一层较稀少的实质组织。

生殖系统

异涡虫雌雄同体,生殖系统不发达。无明显的交配器官。与无肠目很相似。

两种异涡虫的雌性个体无卵巢、卵黄腺等结构,为内卵黄卵,雄性个体缺乏精巢等结构,仅为围绕肠道的一层雄性生殖细胞。未成熟的卵母细胞和精母细胞离散分布于肠道细胞间或肠道细胞与基膜之间的实质组织中。

消化系统

成体的消化系统非常简单。包括肠道细胞和1个位于腹侧的肠道开口,无咽,也不具有肛门。与无肠目非常相似。

研究意义

斯克利普斯海洋生物学家兼第一作者Greg Rouse表示:“这项研究对我们如何理解动物的演化有深远的意义”。

通过对异涡虫进行研究,有助了解动物肠脏、大脑及肾等器官的进化过程,对生物进化学领域有着极为广泛的意义。

异涡虫是研究后生动物早期演化的良好材料。利用组织学和强大的分子生物学技术研究异涡虫以及其他相近类群无肠目,可以有助于了解后口动物的早期分化和许多基因演化等问题。

目前,争论最激烈的问题是异涡虫如何进行胚胎发育。但是这类动物有性生殖较少出现,且无法在实验室下完成胚胎发育,这些障碍可能在未来较长时间制约着异涡虫发育生物学研究。然而反观与之相近的无肠目类群,除了分子生物学研究和胚胎发育研究,无肠目还可以进行再生和干细胞研究,并已取得很多成果。异涡虫和无肠目很多的解剖学特征相似。而且,现有报道异涡虫可以发生断裂,因而,异涡虫很可能具有与无肠目相似的强大的再生潜能。

相关词条

相关搜索

其它词条