Частое присутствие пиявок со скрытым образом жизни в мантийной полости пресноводных мидий фиксируется со второй половины XIX века. Однако до сих пор это считалось случайным явлением. Недавние исследования не только выявили семь новых для науки видов пиявок, связанных с мидиями, но также показали, что их ассоциация развивалась на протяжении миллионов лет.
Разнообразная экологическая группа пиявок была обнаружена внутри более чем 3000 пресноводных мидий, собранных (многочисленными сотрудниками) из Восточной Азии, Юго-Восточной Азии, Индии и Непала, Африки и Северной Америки в период с 2002 по 2018 год. Артур Боган, куратор исследований моллюсков в Музее естественных наук Северной Каролины, принимал участие в массовых сборах и сосредоточил свои поиски на некоторых частях восточной России (район Владивостока), Японии и Мьянме.
Новые данные исследования показывают, что по крайней мере две группы видов пиявок, связанных с мидиями, можно считать обязательными обитателями мантийной полости пресноводных мидий, а это означает, что они не могут завершить свой жизненный цикл, не эксплуатируя своего хозяина. Как это произошло? По словам ведущего автора Ивана Н. Болотова из Федерального центра комплексных арктических исследований Российской академии наук, «было высказано предположение, что первичным давлением отбора, движущим эволюцию родительской заботы у пиявок, могло быть хищничество в отношении яиц пиявок и молодых особей». С этой точки зрения [такой образ жизни] можно рассматривать как прогрессивную эволюционную черту в насиживающем поведении, помогающую защитить ювенильные стадии от хищников.
Чтобы оценить время расхождения для связанных с мидиями ветвей пиявок, мы рассчитали первую глобальную филогению пиявок, откалиброванную по ископаемым, используя в качестве калибровки кокон ископаемой пиявки из озерных отложений среднего триаса в Антарктиде. Было обнаружено, что пиявки являются медленно эволюционирующими животными, как и несколько других таксонов «живых ископаемых», например, пресноводные мидии, латимерии, антозои, осетры и лужи. Полученные нами достоверные частоты мутаций имеют большое значение для будущих эволюционных исследований этих червей».
Исследование также показало, что даже эти виды пиявок не являются постоянными жителями. Молекулярные исследования содержимого пищеварительной системы взрослых пиявок, связанных с мидиями, показывают, что они периодически покидают своих хозяев-мидий для получения крови пресноводных рыб. Вероятно, взрослым пиявкам для успешного развития яиц и завершения их жизненного цикла необходимо одно или несколько приемов пищи с более калорийной рыбьей кровью вместо скудной по питательным веществам гемолимфы мидий (биологической жидкости беспозвоночных). В то время как личинки и молодые пиявки, связанные с мидиями, могут питаться слизью и биологическими жидкостями пресноводных мидий.
Такое двуххозяинное пищевое поведение, когда на заключительном этапе жизненного цикла, непосредственно перед размножением пиявки, необходима пища из крови рыб, представляется успешной адаптацией к пресноводной среде, в которой доступность крови позвоночных ограничена., и многие виды пиявок вынуждены использовать бедную питательными веществами гемолимфу в качестве основного источника питания.
Открытие этой ассоциации мидий и пиявок имеет более широкое значение, поскольку пресноводные мидии являются одной из групп животных, находящихся в наибольшей опасности во всем мире, и демонстрируют самые высокие темпы вымирания. Деградация среды обитания, загрязнение рек и изменение климата являются основными причинами глобального упадка. Однако биологические угрозы для пресноводных мидий до сих пор малоизвестны.
Выводы были опубликованы в журнале Scientific Reports в ноябре.