PeerJ: ученые изучают особенности крошечных животных, питающихся солнечной энергией

Животные и растения нуждаются в энергии. Некоторые животные получают энергию, поедая других животных, а многие растения собирают энергию солнечного света посредством фотосинтеза. Однако в океане существует замечательная группа маленьких червеобразных животных, называемых акоэлами, которые делают и то, и другое: некоторые акоэлы образуют отношения (симбиоз) с одноклеточными фотосинтезирующими микроводорослями.

Исследование Кевина Уэйкмана и Сирати Рьюлуанг из Университета Хоккайдо (Япония), пролило некоторый свет на биоразнообразие, лежащее в основе симбиотических отношений между акоэлами и микроводорослями. Их выводы были опубликованы в журнале PeerJ.

Acoels на первый взгляд просты. Однако эта простота обманчива. Благодаря своей регенеративной способности и положению одной из первых групп животных на планете акоэлы интересуют биологов в области эволюционной биологии, регенеративной биологии и нейробиологии. Некоторые акоэлы также образуют симбиотические отношения с микроводорослями. Сюда входят зеленые водоросли и другие типы микроводорослей, которые также ассоциируются с коралловыми рифами, называемые динофлагеллятами.

«Эти акоэлы поглощают микроводоросли, казалось бы, как «пищу», но не переваривают их. Вместо этого они хранят их под внешней поверхностью. Они создают энергию, используя солнечный свет, — примерно так же, как солнечные панели в вашем доме», — объяснил Сирати.

«Фотосинтетические акоэлы в основном встречаются в более теплых водах. Поэтому мы сосредоточили выборку на юге Японии. Мы также нашли акоэлей возле Коти, региона Японии, который получает теплую воду из течения Куросио. Фотосинтетические акоэлы бывает трудно обнаружить — они микроскопические. Но под микроскопом их легко узнать по ярко окрашенным водорослям», — продолжил Сирати.

В течение 2022 года Уэйкман и Сирати собирали образцы водорослей и отложений. Акоэль-хозяин и его симбионты были идентифицированы с помощью секвенирования ДНК. Симбиотические микроводоросли удаляли из акоэль-хозяев и помещали в культуру. Это исследование показало, что акоэлы содержат различные зеленые водоросли (Tetraselmis); ранее был известен только один вид. Также было обнаружено несколько линий динофлагеллят. Большинство из них принадлежало к Symbiodiniaceae, группе, известной как кораллы (и другие беспозвоночные). Некоторые из этих тетрасельмисов и динофлагеллят могут быть новыми для науки.

Неожиданно Уэйкман и Сирати натолкнулись на то, что могло оказаться совершенно новой группой акоэлов, укрывающих симбионтов (на данный момент известна только одна группа).

«Мы обнаружили, что разнообразие акоэлов и их симбионтов оказалось больше, чем мы ожидали», — сказал Уэйкман. «Даже в этом наборе данных, посвященном Японии, ясно, что между акоэлами и микроводорослями происходят захватывающие взаимодействия. Эти результаты заложат основу для будущих исследований, которые смогут выявить некоторые интересные экологические механизмы. Мне очень интересно увидеть, чем это закончится».

Уэйкман и Сирати продолжат работу над фотосинтетическим действием для магистратуры Сирати. «Было бы здорово выяснить, действительно ли они представляют собой новую группу акоэлов с симбионтами, но нам нужно больше генетических данных и однозначных морфологических данных, чтобы уверенно присвоить новое имя», — сказал Сирати. «В конце концов, я хотел бы использовать передовые методы визуализации и генетики, чтобы исследовать эти акоэлы на молекулярном уровне».