Как микроскопические водоросли повлияли на эволюцию гигантских моллюсков

Гигантские тридакны, одни из самых крупных моллюсков на Земле, могут достигать 1.4 метра в длину и весить более 300 кг. Новое исследование под руководством CU Boulder, опубликованное в Communications Biology, секвенировало геном самого распространённого вида — Tridacna maxima — чтобы понять, как эти существа адаптировались к симбиозу с водорослями.

Симбиотические отношения

Вопреки мифам, гигантские тридакны не хищники. Они получают энергию за счёт фотосинтезирующих водорослей (симбионтов), которые живут в их тканях. Личинки тридакн "заглатывают" подходящие виды водорослей, которые затем разрастаются внутри их тела в виде системы трубочек.

"Это как будто водоросли — семена, а из желудка моллюска вырастает дерево", — говорит старший автор исследования Цзинчунь Ли.

Генетические адаптации

Сравнив геном T. maxima с геномами близкородственных видов (например, обычного сердцевидка), не имеющих симбионтов, учёные обнаружили ключевые отличия:

  • Иммунная система: У T. maxima развилось больше генов-сенсоров для распознавания дружественных водорослей и подавлен ряд иммунных генов. Это позволяет моллюску долгосрочно "терпеть" водоросли в своём теле.
  • Вирусное наследие: Ослабленная иммунная система привела к накоплению в геноме большого количества транспозонных элементов — фрагментов генетического материала от древних вирусов.
  • Контроль размера: У гигантских тридакн найдено меньше генов, контролирующих массу тела (CTRP-гены). Их отсутствие могло позволить моллюскам достигать гигантских размеров.

"Эти аспекты подчёркивают компромиссы симбиоза. Хозяин вынужден мириться с подавленной иммунной системой и потенциально большим количеством вирусных вторжений в геном", — поясняет первый автор работы Жуйци Ли.

Проблемы сохранения

Оценка популяций, проведённая в прошлом году, заставила Международный союз охраны природы (IUCN) ужесточить статус многих видов:

  • Tridacna gigas (самый крупный вид) теперь признан "находящимся на грани полного исчезновения".
  • T. maxima пока имеет статус "вызывающий наименьшие опасения" из-за широкого ареала.

Однако существует риск, что разные виды объединяют в один из-за внешнего сходства, что ведёт к недооценке угроз. Генетические исследования помогают чётче различать виды и оценивать их реальные потребности в охране.

Угрозы для тридакн аналогичны угрозам для кораллов: повышение температуры воды приводит к изгнанию симбиотических водорослей (явление обесцвечивания) и голоданию моллюсков.

"Гигантские тридакны очень важны для стабильности морской экосистемы. Их раковины служат укрытием для множества организмов, а сами они — пищей для других. Защита тридакн необходима для здоровья коралловых рифов", — заключает Цзинчунь Ли.

Команда планирует секвенировать геномы всех 12 известных видов гигантских тридакн для лучшего понимания их разнообразия.