В течение миллионов лет симбиотические бактерии жили внутри жаберных клеток моллюсков Lucinidae, обитающих на лугах с водорослями, расположенных в основном вдоль тропических побережий, таких как Флорида-Кис. Эти бактерии играют решающую роль в выживании моллюсков, а также способствуют общему здоровью водорослей, в которых живут моллюски.
Морские травы являются важными рассадниками морской жизни и помогают защитить наши побережья от штормов и повышения уровня моря.
Как ни важны бактерии, до сих пор мало что было известно об их составе. Ученые из Университета Клемсона недавно опубликовали статью, в которой говорится, что бактерии более разнообразны в таксономическом отношении, чем считалось ранее.
Обычно при разложении водорослей образуется сульфид, который токсичен для водорослей и моллюсков. Однако бактерии окисляют сульфидные соединения до безвредного сульфата, используя вырабатываемую энергию для превращения углекислого газа в сахара для моллюска.
«Весь этот симбиотический процесс позволяет моллюскам и бактериям жить в среде, которая не обязательно является гостеприимной», - сказала доцент кафедры биологических наук Клемсона Барбара Кэмпбелл, чья исследовательская группа изучает, как организмы взаимодействуют друг с другом и как микробиом - в это взаимодействие вовлечено сообщество микроорганизмов, живущих в многоклеточных организмах и на них. «Чем разнообразнее симбионты, тем здоровее должна быть экосистема. Разнообразие имеет значение».
Выводы Кэмпбелла имеют важное значение для рыболовства и разведения омаров, для процветания которых требуется здоровая прибрежная экосистема, включая заросли морских водорослей.
Кэмпбелл и ее ученики собрали образцы моллюсков Ctena orbiculate на мелководье в Sandy Creek Landing на Sugar Loaf Key в далеком западе Флорида-Кис. Они также изучили виды морских водорослей в этом районе, провели физические и химические исследования окружающей среды и подсчитали количество других моллюсков.
В последующие месяцы ее команда провела секвенирование и анализ нового поколения в своей университетской лаборатории и в Центре геномики и биоинформатики Клемсона, чтобы охарактеризовать таксономический, генетический и функциональный состав симбионтных бактериальных сообществ.
«Мы рассмотрели ДНК и РНК с точки зрения того, какие гены присутствуют, разнообразие генов и геномов, а также разнообразие того, что экспрессируется бактериями и хозяином», - сказал Кэмпбелл..
По словам Кэмпбелл, ее исследовательская группа планирует провести дополнительные эксперименты для изучения разнообразия генов как моллюсков, так и микробов, что должно дать более фундаментальные знания о взаимодействии между двумя организмами.
«Мы можем ввести симбионта с определенной функцией по сравнению с симбионтом с другой функцией, а затем поместить моллюсков обратно в водоросли и посмотреть, что произойдет», - сказал Кэмпбелл. Они увидят, приведет ли большее разнообразие к улучшению здоровья морских водорослей.