Ученые раскрывают новые линии гигантских морских анемонов в Японии и их удивительную связь с рыбами-анемонами

Рыба-анемон образует мутуалистические отношения с морскими анемонами, в которых они живут, и эти ассоциации не случайны: некоторые виды, такие как желтохвостая рыба-анемон (Amphiprion clarkii), являются универсальными и могут жить практически в любом морском анемоне, другие, например, томатная рыба-клоун (Amphiprion frenatus ) являются специалистами, живущими только на одном виде актиний, анемоне пузырьковом (Entacmaea Quadricolor). Причины таких предпочтений неясны, поскольку мы очень мало знаем о генетическом разнообразии гигантских морских анемонов.

Исследователи из Морского подразделения Эко-Эво-Дево и Отдела морской геномики Окинавского института науки и технологий (OIST) и Академии Синика на Тайване изучили историю эволюции гигантских морских анемонов в Японии.

Рио Касимото и другие опубликовали свои выводы в журнале. Текущая биология. Их исследование представляет собой подробный анализ генетического разнообразия гигантского морского анемона (Entacmaea Quadricolor), обнаруженного в Японии.

Ученые обнаружили, что рыбы-анемоны лучше различают разные популяции гигантских морских анемонов, чем люди.

С помощью одного или нескольких органов чувств эти рыбы идентифицируют конкретный вид гигантской морской анемоны, чтобы поселиться у нее дома и избегать других видов. С другой стороны, людям необходимо получить образцы морских анемонов и тщательно изучить их молекулярные данные, чтобы идентифицировать отдельные виды морских анемонов. Именно это сделали ученые из OIST, чтобы лучше понять генетические вариации среди этих мягкотелых морских беспозвоночных.

Гигантские морские анемоны эволюционировали в три совершенно разных рода: Entacmaea (пузырьковые актинии), Stichodactyla (ковровые актинии) и Heteractis (великолепные морские анемоны). В настоящее время во всем мире известно 10 видов гигантских морских анемонов, семь из них обитают на Окинаве.

Исследователи собрали кусочки щупалец всех семи видов. Всего в Японии было собрано 55 образцов на участках исследования от южной Окинавы до севера Токио.

• 

• 

Все гены в каждом образце были секвенированы — метод, который позволил исследователям определить конкретную генетическую информацию, содержащуюся в молекулах РНК. Используя эту информацию, они смогли построить филогенетическое дерево — диаграмму, показывающую эволюционные отношения между видами и то, как они произошли от ряда общих предков.

Ученые обнаружили замечательное генетическое разнообразие в образцах морских анемонов с пузырьками, идентифицировав четыре уникальные генетические линии — последовательность видов, которые, как считается, произошли от своего предшественника.

«Внутри видов гигантских морских анемонов (Entacmaea) наше филогенетическое древо показывает наличие двух основных групп с общим предком на Окинаве. Первая группа состоит из трех категорий потомков: A, B и C, которые связаны Вторая группа, категория D, связана с томатной анемоной в качестве вида-хозяина», — пояснил Рио Касимото, ведущий автор статьи.

Исследователи наблюдали эту связь в дикой природе и хотели знать, могут ли рыбы различать две группы актиний в неволе. Они провели эксперимент по выбору с использованием большого резервуара на Морской научной станции OIST, поместив один актинию из группы А в один конец резервуара и один из группы D в другой конец.

Они поместили молодь желтохвостой или томатной рыбы-анемоны в середину аквариума и записали, решила ли рыба остаться в актинии или нет, и если да, то какую группу актиний выбрал вид.

Желтохвостая рыба-анемон всегда выбирала группу А, когда решала остаться в актинии, но некоторые рыбы не выбирали актинию. Большинство томатных анемонов выбрали линию D актиний, очень немногие особи выбрали линию A, а некоторые не выбрали морскую анемона.

• 

• 

«В лабораторных экспериментах мы наблюдали, что в большинстве случаев каждый вид рыб-анемонов может распознавать линию морских анемонов, с которой он связан в дикой природе, несмотря на то, что клады выглядят одинаково. Мы также заметили, что эти линии не экспрессируют одни и те же гены, особенно гены токсичности и цвета — морские анемоны используют яд для захвата, переваривания и защиты добычи, и они, вероятно, не имеют одинакового запаха, что может быть ключевым моментом в том, как рыбы-анемоны распознают разные линии», — профессор Лаудет, руководитель Установлено морское подразделение Эко-Эво-Дево.

«Поэтому рыбы-анемоны способны идентифицировать отдельные линии морских анемонов, которые мы, люди, не можем различить. Мы считаем, что эти две основные группы представляют собой два загадочных вида — виды, которые мы не можем идентифицировать, глядя на них, но они генетически различны. «

Это открытие означает, что морской анемон с пузырьковой верхушкой на самом деле может быть двумя разными видами, скрывающимися на виду, и что Окинава и Япония являются домом для большего морского биологического разнообразия, чем считалось ранее.