Этот пандемический год ограничил международные поездки людей. Не так обстоит дело с некоторыми микроскопическими бактериями в океане: они сотрудничают с моллюсками, живущими в песке под мерцающими водами прибрежных мест обитания по всему земному шару. Согласно исследованиям ученых из Института морской микробиологии Макса Планка в Бремене и Венского университета, опубликованным в PNAS, бактериальные симбионты, живущие в жабрах люцинидов, путешествуют по миру без границ.

Семейство Lucinidae, сокращенно lucinids, включает примерно 500 живых видов двустворчатых моллюсков. Согласно окаменелостям, им по меньшей мере 400 миллионов лет, и им удалось колонизировать самые разнообразные места обитания, от прекрасных пляжей до бездонных глубин, нетронутых солнцем, на глубине более километра под поверхностью моря. Их способность процветать в самых разнообразных 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 не зависит от солнечного света и вырабатывает достаточное количество сахаров, чтобы прокормить как симбионта, так и самих люцинидов.

Налаживание партнерских отношений из ближнего или дальнего

Поиск подходящего партнера в дикой природе-вопрос жизни и смерти для люцинидов. Они должны подбирать своих партнеров-бактерий на очень ранней стадии жизни, когда они оседают в осадке после личиночной стадии. С этого времени они полагаются в питании на своих бактериальных симбионтов. Однако бактериальные клетки ничтожны, и океаны наводнены множеством возможных кандидатов. Как правило, ожидается, что животные, которые так сильно полагаются на бактерии, установят 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 распределенные симбионты

"Используя современное секвенирование ДНК и сборку генома, мы обнаружили, что один вид бактериального симбионта был наиболее распространенным симбионтом среди восьми видов люцинид, обитающих в трех океанах-Атлантическом, Тихом и Индийском океанах-в тропиках обоих полушарий",-сказала Летиция Уилкинс из Института морской микробиологии Макса Планка в Бремене, Германия, поделилась первым автором публикации вместе с Джеем Осватиком из Венского университета, Австрия. "Эти симбионты практически повсюду." Исследователи сообщают, что ни один другой известный симбионт не добивается такого успеха в распространении и установлении симбиоза с люцинидами. Они назвали его Кандидатус Тиодиазотрофа тейлори—"в знак признания мудрости Джона Тейлора из Музея естественной истории в Лондоне, который посвятил 25 лет своей жизни изучению биологии и систематики люцинидов", - сказал Осватич.

"Это неожиданное открытие бросает вызов предыдущим представлениям о том, что симбионты приобретаются локально. Это говорит о том, что симбионты люцинидов гораздо более мобильны", - сказал Осватич. Замечательная гибкость в этом партнерстве выгодна как хозяину, так и симбионту, поскольку повышает вероятность нахождения совместимого партнера в различных средах обитания по всему миру. До этого исследования исследования люцинидов в основном проводились в легкодоступных местах. Теперь впервые команда Уилкинса и Osvatic представляет расширенный глобальный набор данных, который привел и будет способствовать новым открытиям и покажет, как могут быть связаны удаленные места обитания.

Ученые сотрудничают, чтобы найти сотрудничающие организмы

Точно так же, как отношения между симбионтами и люцинидными моллюсками, это открытие было бы невозможно без того, чтобы ученые не связались и не создали сотрудничество по всему миру. "Наши контакты (а теперь и друзья) по всему миру предоставили нам доступ к беспрецедентному разнообразию люциндов, как непосредственно с пляжей, так и из музеев по всему миру", - сказал Бенедикт Юен из Венского университета, старший автор статьи. "Через Джона Тейлора мы получили доступ к широкому спектру образцов люцинидов в Музее естественной истории в Лондоне. Образцы также были собраны лично нашей командой и сотрудниками Матье Лере в Панаме, Иоландой Камачо в Коста-Рике, Оливье Гросом в Гваделупе и Яном А. ван Гилсом в Мавритании."

Также обнаружено: Два новых вида в уютном единении

Кроме того, обширный сбор данных Уилкинса, Осватика и их команды привел к открытию двух новых симбионтов люцинидов, которые в настоящее время описаны и названы в честь Мириам Вебер и Кристиана Лотта, бывших исследователей из Института морской микробиологии Макса Планка в Бремене. Эти симбионты—ныне известные как Thiodioazotropha weberae и лотти—обитают в моллюске Loripes orbiculatus на итальянском острове Эльба, где симбионты мирно сосуществуют в жабрах одного и того же хозяина. "До того, как были использованы геномные анализы, предполагалось, что в каждом моллюске обитает только один вид симбионтов", - объяснил Уилкинс. "Однако многие моллюски на Эльбе содержат два симбионтных вида. 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 выяснить, как путешествуют симбионты. "Они покидают свой двустворчатый дом, чтобы пересечь земной шар",-добавила соавтор Джиллиан Петерсен. "Как полезные симбионты, такие как Candidatus T. taylori, так и патогенные микроорганизмы могут рассеиваться в окружающей среде, но мы обычно не знаем, как это сделать."

ИСТОЧНИК