В симбиозах червей и бактерий одни микробы верны хозяевам, другие — местоположению

Ученые из Института морской микробиологии им. Макса Планка в Бремене выяснили, что бактерии, живущие в симбиозе с морскими червями, демонстрируют разную степень верности своим хозяевам в зависимости от места проживания.

Два типа червей, одна группа бактерий

Исследование сосредоточено на двух типах червей:

Оба типа вступают в симбиоз с близкородственными бактериями группы Candidatus Thiosymbion, которые снабжают хозяев питанием. Однако место их обитания различается:

  • У нематод бактерии живут на поверхности тела ("как спальный мешок").
  • У аннелид бактерии живут под кожей, что привело к утрате хозяевами рта и кишечника.

Гибкость и верность в эволюции

Анализ большого массива данных показал, что бактерии-симбионты многократно переключались между круглыми и кольчатыми червями (и соответственно между экто- и эндосимбиотическим образом жизни) в ходе эволюции. "Эта гибкость удивительна, поскольку бактерии, как правило, адаптированы к одному образу жизни и одной группе хозяев", — отмечает участница исследования Сесилия Вентруп.

Снаружи — верные, внутри — непостоянные

Несмотря на эволюционную гибкость, в отношениях с хозяевами симбионты проявляют разную степень лояльности:

  • Эктосимбионты нематод демонстрируют высокую долгосрочную верность (на протяжении миллионов лет). Близкородственные круглые черви по всему миру (от острова Зюльт до Карибского моря, Средиземноморья и Австралии) ассоциированы с близкородственными симбионтами.
  • Эндосимбионты аннелид проявляют меньшую стабильность. Здесь важную роль играет географическое положение. Близкородственные хозяева из разных регионов часто имеют неродственных симбионтов, а неродственные хозяева из одного региона — близкородственных. Это указывает на неоднократную замену исходных симбионтов на местные бактерии.

Будущие исследования

Результаты подчеркивают гибкость и непредсказуемость морских симбиозов. В дальнейшем ученые планируют выяснить:

  • Какие факторы определяют образ жизни симбионтов (экто- или эндосимбиоз)?
  • Как хозяин и симбионт распознают друг друга?
  • Могут ли эктосимбионты становиться эндосимбионтами, или наоборот?