У микроскопических беспозвоночных есть их собственные микробиомы

Канадские ученые исследовали микробиомы мельчайших морских беспозвоночных. Некоторые из этих животных ненамного крупнее одноклеточных протистов. Оказалось, что их микробиомы отличаются от сообществ бактерий в окружающей животных среде, но схожи у разных животных. Однако гипотеза филосимбиоза — связи бактериальных сообществ с филогенезом животного-хозяина — не подтвердилась.

Изображение:

Микробиологи-эволюционисты собирают образцы морских беспозвоночных у острова Калверт (Британская Колумбия, Канада).

Credit:

UBC

Наши знания о микробиомах животных в основном опираются на исследования позвоночных, в то время как микробиомы беспозвоночных изучены не так хорошо. Ученые из канадского Университета Британской Колумбии (UBC) вместе с коллегами из других стран охарактеризовали бактериальные сообщества 1037 микроскопических морских беспозвоночных, относящихся к 21 типу. Значительную часть их составляли кольчатые черви, членистоногие и круглые черви.

«Изучение такого широкого круга животных имело решающее значение — в небольшом исследовании некоторые распространенные бактерии могли быть ошибочно приняты за симбионтов, специфичных для хозяина», — говорит один из авторов исследования доктор Кори Холт.

Образцы собирали в пяти локациях, как в умеренном климате (побережье Британской Колумбии), так и в тропическом (остров Кюрасао в Карибском море), в морских осадочных породах (седименте), толще воды и приливных макроводорослях. Микробиомы охарактеризовали с помощью секвенирования генов 16S рибосомной РНК.

Оказалось, что несмотря на свой размер (иногда менее миллиметра), морские беспозвоночные имеют собственные бактериальные сообщества. Эти сообщества сильно отличаются от микробиомов в окружающей среде, но схожи у разных беспозвоночных.

Ученые проверили гипотезу филосимбиоза, то есть существования корреляции между филогенезом хозяев и их микробиомами. В исследованиях на млекопитающих такую корреляцию часто обнаруживают — у филогенетически близких животных и микробиомы сходны, что обусловлено как раз их эволюционным развитием. Есть даже предположения, что формирование микробиомов в большей степени зависит от филогенеза, чем от других факторов — диеты, физиологии, окружающей среды и географии.

В исследовании на беспозвоночных филосимбиоз не подтвердился: кишечный микробиом не коррелировал с таксоном хозяина. Гораздо сильнее влияла экологическая среда; сосуществующие виды имели схожий микробиом, но степень родства между ними могла сильно варьировать. В некоторых случаях корреляция между микробиомами и видами из одного рода была, но утверждать с уверенностью, что это обусловлено филогенезом, нельзя: скорее всего, дело в окружающей среде. Возможно, влияние таксономической принадлежности хозяина на микробиом маскируют такие факторы, как стохастические процессы, управляющие микробными сообществами в водной среде, изменчивость микробиома на протяжении жизненных циклов беспозвоночных, отсутствие у них адаптивной иммунной системы и возможные заболевания.

«Это исследование было разработано для изучения невероятно широкого разнообразия животных. Следующий шаг — взять несколько наиболее интересных групп и копнуть глубже, чтобы увидеть, как развивались микробиомы внутри этой группы, и уточнить временные масштабы, на которых работают различные эволюционные процессы», — комментирует руководитель работы, микробиолог-эволюционист из Университета Британской Колумбии Патрик Килинг.

Источник

Boscaro V., et al. Microbiomes of microscopic marine invertebrates do not reveal signatures of phylosymbiosis // Nature Microbiology, published May 26, 2022, DOI: 10.1038/s41564-022-01125-9

Добавить в избранное

Вам будет интересно