Химеры могут способствовать распространению инвазивных видов в морской среде

Новое исследование в журнале Scientific Reports показывает, что 44% колоний морского беспозвоночного Didemnum vexillum (отмечен как инвазивный вид) в дельте Эбро (Испания) являются генетическими химерами — состоят из клеток с разным генетическим набором. Эта способность может быть ключевым фактором, повышающим генетическое разнообразие и успех колонизации данного экзотического вида в естественных экосистемах по всему миру.

В работе участвовали эксперты из Университета Барселоны (UB, IRBio), Центра перспективных исследований в Бланесе (CEAB-CSIC) и Института морских наук (Италия).

Didemnum vexillum: глобальный захватчик

Асцидии — группа морских беспозвоночных из подтипа оболочников, обладающая высокой способностью к колонизации морских сред (дно, порты, суда, аквакультуры). Их биологические инвазии несут высокие экономические и экологические издержки. Интенсивное морское судоходство способствует распространению инвазивных организмов.

Колониальная асцидия Didemnum vexillum — экзотический вид из северо-западной части Тихого океана, успешно расселяющийся в умеренных водах по всему миру. Этот доминантный вид:

  • Конкурирует за ресурсы.
  • Обладает высокой репродуктивной способностью.
  • Вытесняет аборигенные виды.
  • Легко распространяется судами и через аквакультуру.

Впервые в Средиземном море вид обнаружен в 2012 году в Венецианской лагуне (Италия), позже — в аквакультурах дельты Эбро. Сегодня он широко распространён в бассейне Средиземного моря.

Химеры: от мифологии к природе

В природе химерные организмы состоят из клеточных линий разного генетического происхождения. У колониальных видов, таких как асцидии, естественная химера определяется наличием в колонии частей с разными генотипами.

Частота встречаемости химер в природе варьирует. У модульных организмов (колониальные асцидии, губки, кораллы) процесс их образования возможен. С эволюционной точки зрения, формирование химер:

  • Увеличивает генетическое разнообразие.
  • Может быть механизмом повышения адаптивного успеха в новой среде (гипотеза).

Химеры у инвазивной асцидии в дельте Эбро

В исследовании, первым автором которого является аспирантка Мария Кассо, применялись:

Результаты:

  • 44% изученных колоний оказались химерами.
  • Механизм, определяющий формирование химер у Didemnum vexillum, остаётся неясным. Когда две колонии сближаются, они могут слиться или отторгнуть друг друга, но факторы, способствующие слиянию, неизвестны.

Эксперимент в Венеции

Вторая цель исследования — определить, являются ли сливающиеся колонии генетически более сходными, чем те, что демонстрируют отторжение. В Венецианской лагуне проводился эксперимент по контакту фрагментов одной и разных колоний.

Результат: Колонии, которые слились в эксперименте, не имели большего геномного сходства, чем те, что не слились. Глобальных генетических различий между группами не обнаружено, за исключением некоторых локусов/геномных областей с неизвестной биологической функцией, где сходство было выше.

Генетическая структура популяций

Изученные популяции входят в европейскую генетическую группу, куда также интегрированы атлантические колонии из Бреста (Франция). Ранее команда показала (Biological Invasions, 2019), что глобальная колонизация этого вида происходила в ходе трёх независимых эпизодов.

Внутри европейской группы популяция дельты Эбро генетически более сходна с популяцией Бреста, чем с венецианской. Это может быть следствием процесса колонизации и генетического дрейфа. Роль естественного отбора в этом процессе требует дальнейшего изучения.