Веслоногие рачки, живя в кораллах, не влияют на микробов своих хозяев.

У кораллов, как и у людей, свои бактерии есть свои бактерии, образующие сложные и разнообразные сообщества. От бактерий, которые помогают кораллам сопротивляться болезням, во многом зависит, выживет ли коралловая колония или нет.

Карибский коралл «морской веер» Gorgonia ventalina (Alcyonacea). (Фото: В. Н. Иваненко, МГУ)

Розовые галлы (отмечены стрелками) на карибском коралле, вызванные копеподами рода Sphaerippe. (Фото: В. Н. Иваненко, МГУ)

Женская особь копеподы рода Sphaerippe, вид снизу, изображение со сканирующего электронного микроскопа. (Фото: В. Н. Иваненко, МГУ)

Модельный вид красноморского рифообразующего коралла Stylophora pistillata. (Фото: В. Н. Иваненко, МГУ)

Изменения отростков (отмечены стрелками) на коралле Stylophora pistillata, вызванные копеподами рода Spaniomolgus. (Фото: В. Н. Иваненко, МГУ)

Женская особь копеподы рода Spaniomolgus, вид снизу-сбоку, изображение со сканирующего электронного микроскопа. (Фото: В. Н. Иваненко, МГУ)

Но к кораллам – как и к нам – регулярно приходят бактерии-чужаки, которые могут повлиять на состояние их микробного сообщества и тем самым нарушить благоденствие кораллов. Более того, такие пришлые бактерии часто оказываются попросту патогенными. В качестве поставщиков инфекции могут быть веслоногие ракообразные, или копеподы. Эти рачки, питаясь тканями и выделениями кораллов, живут в особых новообразованиях – галлах, которые, предположительно появляются из-за бактерий, которые пришли с копеподами. Про некоторых из копепод также известно, что они действительно переносят инфекции; можно предположить, что те патогены, которые рачки приносят с собой в колонию кораллов, помогают им отвлечь защитные механизмы колонии от самих себя.

Но если бактериальные инфекции кораллов и впрямь приходят вместе с копеподами, то бактериальный состав больного участка колонии должен быть похож на бактерий рачков и должен отличаться от бактерий здорового участка коралловой колонии. Чтобы проверить, так это или не так, исследователи из Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, Института генетики РАН, Института проблем передачи информации (ИППИ) им. А. А. Харкевича РАН и других российских научных центров вместе с коллегами из Нидерландов и Саудовской Аравии проанализировали микробные сообщества кораллов и копепод. Микробные сообщества сравнивали по гену 16S РНК – это рибонуклеиновая кислота, которая входит в состав рибосомы, сложной молекулярной машины, собирающей белки из аминокислот. Рибосомные РНК довольно консервативны, то есть мало меняются в ходе эволюции, поэтому их удобно использовать для того, чтобы увидеть различия между крупными группами живых организмов – особенно, когда дело касается столь изменчивых существ, как бактерии.

Для исследований взяли две копепод-коралловые системы, недавно обнаруженные морскими биологами МГУ: карибский коралл «морской веер» Gorgonia ventalina с живущими в нем копеподами рода Sphaerippe и модельный вид красноморского рифообразующего коралла Stylophora pistillata с копеподами рода Spaniomolgus. В составе микробного сообщества между этими двумя системами «кораллы–копеподы» действительно были различия; также различия были видны внутри каждой системы. Но притом кораллы здоровые, кораллы больные (у которых были галлы) и копеподы отличались друг от друга по бактериям сильнее, чем в целом обе системы между собой. В коралловых галлах микробные сообщества оказались схожи с сообществами здоровых кораллов, хотя и несколько отличались от тех по структуре.

В статье в Scientific Reports говорится, что микробы копепод вряд ли как-то ощутимо воздействуют на микробное сообщество коралла – во всяком случае, никаких явных доказательств тому обнаружить не удалось. Рачки-симбионты, вероятно, как-то влияют на формирование галловой ткани, но вряд ли это влияние идет через бактерий. В перспективе, как говорит Вячеслав Иваненко, ведущий научный сотрудник Лаборатории морфологии, экологии и систематики беспозвоночных биологического факультета МГУ, будет интересно посмотреть микробный состав других беспозвоночных, которые вступают друг с другом в симбиоз – выбранная исследовательская стратегия может быть при изучении симбиотических отношений с самыми разными свойствами.

Что до кораллов, то они, как известно, чрезвычайно чувствительно к человеческому влиянию, которое проявляется во всем, начиная от появления в море разных странных веществ и заканчивая климатическими изменениями. С другой стороны, кораллы во многом держат на себе морские экосистемы, и, если с коралловыми колониями что-то случится, это неизбежно скажется на биоразнообразии и стабильности таких систем. Поэтому для нас крайне важно знать, от чего зависит и от чего не зависит самочувствие кораллов.

Работа поддержана грантами Российского научного фонда и Российского фонда фундаментальных исследований.

По материалам пресс-службы ИППИ РАН.