轮器

定义

1. 纤毛环带：位于赤道区的纤毛带（prototroch），用于运动与摄食
2. 顶纤毛束：前端的感觉纤毛簇（apical tuft）
3. 原肾管：原始的排泄器官
4. U 型消化道：口位于腹侧，肛门近后端

注：轮器幼虫作为螺旋动物总门（Spiralia）的共衍征，其形态变异反映不同类群的生态适应策略。

分类与形态变异

按发育类型分类

按生态适应分类

• 浮游型：发达纤毛环（如沙蚕幼虫）
• 底栖型：纤毛退化，具附着结构（如石鳖幼虫）
• 共生型：特化纤毛器收集宿主物质（如寄生吸虫幼虫）

发育与运动机制

纤毛器构建

1. 纤毛发生：
   • 基体（basal body）在微管组织中心（MTOC）组装
   • 动力蛋白（dynein）臂提供纤毛摆动动力
2. 环带模式化：
   • Wnt/β-catenin 信号确定 prototroch 位置
   • Delta-Notch 通路调控纤毛细胞分化

运动流体力学

演化与生态意义

1. 螺旋动物共同祖先的重建依据：
   • 比较基因组学揭示轮器发育的保守基因网络
2. 海洋生态关键角色：
   • 浮游轮器是微型浮游生物网的重要组分（生物量占比 12-18%）
3. 幼虫适应辐射模型：
   • 纤毛器变异反映从浮游到底栖生活史的转变
4. 生物矿化起源窗口：
   • 双壳类轮器 - 面盘幼虫过渡期出现壳腺（shell field）

研究热点

1. 纤毛运动调控：
   • 离子通道（如 CatSper）在纤毛节律控制中的作用
2. 发育可塑性：
   • 海洋酸化对纤毛器发育的影响（钙信号通路扰动）
3. 共生机制：
   • 蛤类幼虫纤毛器识别共生细菌的分子机制
4. 古幼虫重建：
   • 寒武纪微型化石（如Eolarva）的轮器特征鉴定

未来方向

1. 单细胞技术：
   • 轮器细胞图谱构建（如 scRNA-seq 解析 prototroch 细胞谱系）
2. 仿生机器人：
   • 磁控人工纤毛阵列模拟轮器运动
3. 气候响应：
   • 升温对轮器浮游周期的影响建模
4. 发育模块移植：
   • 轮器纤毛器基因回路导入非螺旋动物