Мелкие морские обитатели помогают водорослям размножаться с помощью своих фекалий
Для морских водорослей (макрофитов) считалось, что движение течений и плавучесть решают задачи распространения и оплодотворения, и помощь животных им не нужна. Новые исследования ставят это предположение под сомнение.
Взаимовыгодные отношения под водой
Ранее считалось, что мутуализм (взаимовыгодное взаимодействие) между растениями и животными, которые их поедают, — уникальная адаптация наземной жизни. Однако:
- В 2023 году исследователи из Сорбонны обнаружили, что изоподы (морские беспозвоночные длиной 2–4 см) повышают успех оплодотворения у красной водоросли Gracilaria. Сперматозоиды прикрепляются к их телу и переносятся к женским особям. Взамен изоподы получают пищу и защиту.
- Новое исследование показало, что и более крупные водоросли, бурые водоросли (kelps), могут размножаться с помощью мелких животных.
Загадка размножения бурых водорослей
У бурых водорослей бифазный жизненный цикл. Взрослые особи (спорофиты) производят споры, из которых вырастают микроскопические (около 0.5 мм) гаметофиты — мужские и женские. Для успешного оплодотворения гаметофиты должны находиться на расстоянии не более 1 мм друг от друга. Как они находят друг друга в огромном океане, оставалось загадкой.
Оплодотворение через фекалии
Исследовательская группа изучала, подавляют ли мелкие травоядные (ювенильные особи) успех оплодотворения, поедая гаметофиты. К удивлению учёных, был обнаружен противоположный эффект.
В эксперименте гаметофиты скармливались молодым особям двух видов морских ежей (Tripneustes gratilla и Centrostephanus rodgersii) и микробрюхоногому моллюску Anachis atkinsoni.
Результаты:
- Гаметофиты выживали, проходя через кишечный тракт животных.
- Через несколько недель из фекалий Tripneustes gratilla и Anachis atkinsoni начали расти молодые водоросли.
- В фекалиях Centrostephanus rodgersii (вид, наносящий ущерб водорослям у Тасмании) рост не наблюдался.
- Гаметофиты, находившиеся вне фекалий, не были оплодотворены.
Это означает, что быть съеденным и оказаться в фекалиях как-то способствует половому размножению водорослей. Возможные причины: увеличение близости гаметофитов при проглатывании или влияние какого-либо химического сигнала из самих фекалий.
Эволюционные последствия
Повторяющиеся примеры опосредованного животными оплодотворения в океане указывают, что этот процесс мог зародиться под водой, а не на суше, как считалось ранее.
- В эволюционном плане водоросли намного старше наземных растений. Возможно, уникальные отношения между животными и репродуктивной биологией водорослей были унаследованы наземными растениями.
- Альтернативно, этот механизм мог независимо развиваться несколько раз в ходе эволюции растений как на суше, так и под водой.
Это открытие меняет взгляд на взаимодействие водорослей и травоядных. Мелкие пасущиеся животные могут играть важную роль в репродукции водорослей, помогая микроскопическим гаметофитам найти друг друга в огромном океане.