Семейство Lucinidae, сокращенно люциниды, включает около 500 живых видов двустворчатых моллюсков. Согласно летописям окаменелостей, им не менее 400 миллионов лет, и им удалось колонизировать самые разные среды обитания, от красивых пляжей до нетронутых солнцем глубин на километр ниже поверхности моря. Их способность процветать в самых разных средах обитания стала возможной благодаря их «партнеру по преступлению», бактериальному симбионту, окисляющему серу, который использует сероводород, более известный как «газ тухлого яйца», в качестве источника энергии для первичного производства. Этот процесс мало чем отличается от фотосинтеза, используемого растениями, но он не зависит от солнечного света и производит достаточно сахаров, чтобы прокормить как симбионта, так и самих люцинидов.
Налаживание партнерских отношений из ближнего или дальнего зарубежья
Поиск подходящего партнера в дикой природе – вопрос жизни и смерти для люцинидов.
Им приходится забирать своих бактериальных партнеров на очень ранней стадии жизни, когда они оседают в осадке после личиночной стадии. С этого времени они полагаются на своих бактериальных симбионтов в питании. Однако бактериальные клетки очень малы, и океаны наводнены множеством возможных кандидатов.
Обычно ожидается, что животные, которые так сильно зависят от бактерий, наладят партнерские отношения с местными жителями. Эти микробы, вероятно, будут лучше всего работать в уникальных условиях их местной среды обитания. Новое исследование, основанное на метагеномном анализе симбиотических бактерий в люцинидах, теперь показывает, что это не всегда так: некоторые бактериальные симбионты путешествуют по земному шару и являются настоящими космополитами.
Глобально распространенные симбионты
«Используя современное секвенирование ДНК и сборку генома, мы обнаружили, что один вид бактериального симбионта был самым многочисленным симбионтом среди восьми видов люцинид, обитающих в трех океанах – Атлантическом, Тихом и Индийском – в тропиках обоих полушариями ", – сказала Летиция Уилкинс из Института морской микробиологии Макса Планка в Бремене, Германия, и поделилась первым автором публикации вместе с Джеем Осватичем из Венского университета, Австрия. "Эти симбионты практически повсюду.«Ни один другой известный симбионт не может так успешно распространяться и устанавливать симбиоз с люцинидами», – сообщают исследователи. Они назвали его Candidatus Thiodiazotropha taylori – «в знак признания мудрости Джона Тейлора из Музея естественной истории в Лондоне, который посвятил 25 лет своей жизни изучению биологии и систематики люцинидов», как отметил Осватич.
"Эта неожиданная находка ставит под сомнение прежние представления о том, что симбионты приобретаются на местном уровне. Это говорит о том, что люцинидные симбионты намного более подвижны », – добавил Осватич.
Замечательная гибкость этого партнерства выгодна как для хозяина, так и для симбионта, поскольку увеличивает вероятность обнаружения совместимого партнера в различных средах обитания по всему миру. До этого исследования исследования люцинидов в основном проводились в легко доступных местах. Теперь впервые команда Уилкинса и Осватича представляет расширенный глобальный набор данных, который привел и будет способствовать новым открытиям и покажет, как отдаленные места обитания могут быть связаны между собой.
Ученые сотрудничают, чтобы найти сотрудничающие организмы
Подобно взаимоотношениям между симбионтами и люцинидами, это открытие было бы невозможным, если бы ученые со всего мира не наладили сотрудничество. «Наши контакты (а теперь и друзья) по всему миру дали нам доступ к беспрецедентному разнообразию люциндов, как прямо с пляжей, так и из музеев по всему миру», – сказал Бенедикт Юэн из Венского университета, старший автор статьи. "Мы получили доступ к большому количеству образцов люцинидов в Музее естественной истории в Лондоне через Джона Тейлора.
Образцы были также собраны лично нашей командой и сотрудниками Матье Лере в Панаме, Иоланда Камачо в Коста-Рике, Оливье Гро в Гваделупе и Ян А. ван Гилс в Мавритании."
Также обнаружено: два новых вида в уютной близости
Более того, обширный сбор данных Уилкинса, Осватича и их команды привел к открытию двух новых люцинид-симбионтов, которые теперь описаны и названы в честь Мириам Вебер и Кристиана Лотта, бывших исследователей из Института морской микробиологии Макса Планка в Бремене. Эти симбионты – теперь известные как Thiodioazotropha weberae и lotti – встречаются у моллюска Loripes orbiculatus на итальянском острове Эльба, где симбионты мирно сосуществуют в жабрах одного и того же хозяина. «До использования геномного анализа предполагалось, что каждый моллюск является хозяином только одного вида симбионтов», – пояснил Уилкинс. "Однако у многих моллюсков на Эльбе есть два вида симбионтов.
Мириам и Кристиан обнаружили эту популяцию моллюсков в заливе Фетовая, и именно благодаря им мы смогли собрать очень мощный набор данных об этом симбиозе."
Далее исследователи хотят узнать, как симбионты путешествуют. «Они покидают свой дом двустворчатых моллюсков, чтобы пересечь земной шар», – добавила соавтор исследования Джиллиан Петерсен. ‘Оба полезных симбионта, такие как Candidatus T. taylori, но и патогены могут распространяться в окружающей среде, но мы обычно не знаем, как.’