虾、蟹等甲壳类动物在一生中会多次蜕皮,并伴随体型变大和进行繁殖。灰眼雪蟹一生的蜕皮次数是固定的,雄性从幼蟹蜕皮10~12次,雌性蜕皮10次,成长为能够繁殖的个体。人们已知雄性在最终蜕皮后钳脚会变大,行为上也变得具有攻击性,还有很多未解之谜。
图1:最终蜕皮前后的雄性灰眼雪蟹。最终蜕皮后钳脚高度(箭头部分)会增大。(供图:金泽大学)
图2:最终蜕皮前后雄性血液中法尼酸甲酯(MF)浓度的比较。最终蜕皮后(右)的MF浓度较最终脱皮前上升。(供图:金泽大学)
图3:眼柄和眼柄神经节。从腹侧观察的灰眼雪蟹的复眼(左)。摘除的复眼和眼柄的解剖图(右)。黑色虚线为眼柄神经节,红色虚线为窦腺。(供图:金泽大学)
金泽大学环日本海域环境研究中心临海实验设施的丰田贤治特任助教、水产研究与教育机构的山本岳男主任研究员和马久地美雪主任研究员、基础生物学研究所的森友子技术班长和重信秀治教授、东京理科大学的宫川信一副教授、高知大学的井原贤副教授、神奈川大学的大平刚教授等组成的共同研究团队从生理学层面上阐明了雄性灰眼雪蟹最终蜕皮前后的变化。相关成果已刊登在《Scientific Reports》上。
研究团队着眼于被称为法尼酸甲酯(MF)的激素分子,比较了最终蜕皮前后雄性灰眼雪蟹的血液中MF浓度,结果发现最终蜕皮后MF浓度增加。另外,对控制MF的生物合成和分泌的眼柄神经节的网罗性基因表达分析表明,最终蜕皮后的雄性的MF分解酶基因等的表达受到抑制,从而导致血液中MF浓度变高。
此外,在与甲壳类属于近缘关系的昆虫类中,被认为促进行为模式变化的生物胺相关路径在最终蜕皮后的雄性中被激活。从该结果可以推断出,雄性在最终蜕皮后变得具有攻击性的行为变化可能与生物胺有关。
这些发现表明,MF和生物胺可调节雄性灰眼雪蟹的繁殖行为。
灰眼雪蟹不仅是日本国内,也是世界上重要的水产资源,了解其繁殖生态不仅是推进资源管理需要的重要知识,而且有助于开发高效的增养殖技术。以本次研究的成果为基础,如果开发出能够人为控制最终脱皮的技术,将有助于确立具有高水产价值的最终脱皮后的雄性雪蟹的高效生产方法。
原文:《科学新闻》
翻译:JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志:Scientific Reports
论文:Eyestalk transcriptome and methyl farnesoate titers provide insight into the physiological changes in the male snow crab, Chionoecetes opilio, after its terminal molt
DOI:10.1038/s41598-023-34159-y
URL:nature.com/articles/s41598-023-34159-y