Новые методы дополняют старые в изучении рациона личинок омаров

Исследователи из Университета Мэна и Лаборатории Бигелоу по океанологии продемонстрировали новый подход к пониманию рациона только что вылупившихся американских омаров, открывая возможности для лучшего понимания их роли в экосистеме залива Мэн.

Учёные мало знают о том, что едят личиночные омары и как их рацион влияет на выживаемость. Это связано в первую очередь с тем, что эти ракообразные имеют длину всего около четверти дюйма, а их желудки размером с булавочную головку. Это делает их изучение под микроскопом, традиционным методом для такого типа исследований, серьёзной задачей.

В новом исследовании, опубликованном в журнале PLOS One, команда учёных показала, как новые методы, использующие следовую ДНК добычи вместе с традиционной микроскопией, могут дать больше информации о пищевых привычках личинок омаров. Это поможет определить, помешает ли меняющееся из-за потепления океана количество планктонной добычи выживанию личинок.

Чтобы преодолеть ограничения в исследованиях диеты омаров, команда использовала два молекулярных подхода для изучения образцов.

Первый — метабаркодирование, подход, использующий «универсальный» генетический маркер для широкой идентификации добычи в желудках личинок. Он также широко используется в изучении экологической ДНК (eDNA).

В этом первом в истории исследовании только что вылупившегося омара с помощью метабаркодирования команда не только подтвердила некоторые общие категории добычи, наблюдаемые под микроскопом (в основном ракообразные), но и обнаружила сильный сигнал от другой добычи с мягкими частями тела на ранних стадиях жизни, такой как черви и икра рыб. Также была найдена широкая группа одноклеточных организмов в рационе, таких как микроводоросли и грибы, большинство из которых, вероятно, были пищей, потребляемой животной добычей.

Одна из проблем этого подхода — собственная ДНК личинки омара может заглушать сигнал от близкородственной добычи, такой как другие виды ракообразных. Чтобы противодействовать этому, команда разработала специализированный блокиратор, способный маскировать большую часть генетического материала омара, что выявило разнообразие организмов, которые невозможно было идентифицировать визуально.

Следующий подход — ПЦР (Polymerase Chain Reaction) на основе праймер-зондов, предназначенная для высокоточного определения конкретного интересующего вида добычи. В данном случае исследователей интересовало, потребляют ли личинки омаров Calanus finmarchicus — ключевой вид ракообразных в зоопланктоне северных вод. Если омар съел Calanus, праймер и зонд присоединяются к ДНК добычи и светятся флуоресценцией, как в ПЦР-тесте на COVID-19. Основываясь на ранних оценках, команда впервые может продемонстрировать, что только что вылупившиеся омары потребляют Calanus чаще, чем можно было бы ожидать, учитывая доступность другого зоопланктона в дикой природе.

Эта работа также служит важным шагом в понимании ранее сообщавшейся сильной корреляции между численностью поколения омаров и обилием Calanus. В результате исследователи предполагают, что популяция омаров в заливе Мэн может зависеть от доступности добычи в течение их критических ранних стадий в планктоне.

Используя эти методы, исследовательская группа готовит будущую публикацию, чтобы более полно раскрыть рацион личинок омаров на ранних и поздних стадиях в двух локациях залива Мэн.