Симбионты без границ: бактериальные партнеры путешествуют по миру

Исследование ученых из Института морской микробиологии Макса Планка в Бремене и Венского университета, опубликованное в PNAS, показывает, что бактериальные симбионты, живущие в жабрах люцинид (семейство морских двустворчатых моллюсков Lucinidae), распространяются по всему миру, невзирая на границы.

Люциниды, насчитывающие около 500 современных видов, существуют не менее 400 миллионов лет. Они колонизировали разнообразные местообитания — от прибрежных пляжей до абиссальных глубин более километра. Их успех обеспечивает симбиоз с сероокисляющими бактериями, которые используют сероводород («газ с запахом тухлых яиц») как источник энергии для хемосинтеза. Этот процесс, не зависящий от солнечного света, генерирует достаточно органических веществ для питания и симбионта, и самого моллюска.

Глобально распространенные симбионты

Для люцинид жизненно важно найти подходящего бактериального партнера на ранней стадии развития, после оседания личинки на дно. Обычно ожидается, что животные, столь зависимые от бактерий, формируют партнерство с местными штаммами микробов.

Однако метагеномный анализ показал, что это не всегда так. «Используя современное ДНК-секвенирование и сборку геномов, мы обнаружили, что один вид бактериального симбионта был наиболее распространенным у восьми видов люцинид в трех океанах — Атлантическом, Тихом и Индийском, — в тропиках обоих полушарий», — сообщила Летиция Уилкинс из Института Макса Планка, соавтор исследования.

Этот симбионт, названный Candidatus Thiodiazotropha taylori, оказался самым успешным в плане расселения и установления симбиоза с люцинидами. «Это неожиданное открытие бросает вызов прежним представлениям о локальном приобретении симбионтов и предполагает, что симбионты люцинид гораздо более мобильны», — отметил соавтор Джей Осватик из Венского университета.

Два новых вида в мирном сосуществовании

Обширный сбор данных также привел к открытию двух новых видов симбионтов, названных Thiodiazotropha weberae и lotti. Они обнаружены в жабрах моллюска Loripes orbiculatus на итальянском острове Эльба, где мирно сосуществуют в одном хозяине. «До применения геномного анализа считалось, что каждый моллюск содержит только один вид симбионта. Однако многие моллюски на Эльбе содержат два вида», — пояснила Уилкинс.

Следующая задача исследователей — выяснить, как симбионты путешествуют. «Они покидают свой двустворчатый "дом", чтобы пересечь земной шар. Как полезные симбионты, такие как Candidatus T. taylori, так и патогены могут рассеиваться в окружающей среде, но мы обычно не знаем, как», — добавила соавтор Джиллиан Петерсен.