Под микроскопом в морской воде обнаруживаются личиночные стадии малоизвестных морских существ, называемых форонидами (подковообразными червями), но найти их родителей - это совсем другая история. Хотя такие причудливые личинки привлекли внимание ученых, изучающих планктон - крошечные, дрейфующие растения и животные в Мировом океане - еще в 1800-х годах, во всем мире известно всего около 15 видов форонид, основанных на взрослых особях. Исследование личинок форонид, опубликованное на этой неделе учеными из Смитсоновского института тропических исследований (STRI) в Панаме, выявило восемь потенциально новых видов.
«Глобальное разнообразие мелких, редких морских животных, таких как форониды, сильно недооценено», - сказала штатный научный сотрудник STRI Рэйчел Коллин. «Мы не знаем, какие животные обитают там, и еще меньше знаем об их роли в Мировом океане».
Поскольку личинки форонид плавают и дрейфуют в морской воде, их гораздо легче отобрать, чем их взрослые формы, которые живут на морском дне среди песков, отложений или щебня. И личинки не похожи на взрослых особей, что затрудняет определение того, какая личинка принадлежит какому взрослому, без проведения своего рода теста на отцовство: сравнения последовательностей ДНК личинок с ДНК их потенциальных родителей.
Названные в честь египетской богини Форонис, трубчатые взрослые подковообразные черви прикрепляют свои тела к камням или кораллам и взмахивают короной из щупалец с ресничками, чтобы захватывать крошечные частицы пищи. Для размножения их яйца и сперматозоиды объединяются, чтобы создать эмбрионы, из которых вылупляются плавающие личинки, которые затем становятся членами микроскопического планктона. У личинок цилиндрическое тело, увенчанное кольцом щупалец, и большой капюшон, служащий для захвата пищи. Многие из них украшены желтыми пигментными пятнами, а внутри некоторых сквозь их полупрозрачные тела можно увидеть красноватые или розоватые пятна клеток крови. В конце концов они спускаются на морское дно, развиваются во взрослых особей и завершают свой жизненный цикл, который считается наиболее распространенным циклом в животном мире.
Ученые собрали планктон из Панамского залива на Тихоокеанском побережье и Бокас-дель-Торо на Карибском побережье. Исследовав планктон под стереомикроскопом, они обнаружили более 50 личинок форонид; 23 из Тихого океана и 29 из Атлантического. Используя генетический метод, называемый штрих-кодированием, основанный на секвенировании ДНК, они смогли различить три различных форонида в планктоне из Панамского залива и четыре других из Карибского моря..
ДНК конкретных генов каждого из этих животных отличалась от всего, что было записано в GenBank, глобальной коллекции ДНК более чем 300 000 организмов, что позволяет предположить, что эти личинки могут принадлежать к видам, новым для науки. Однако поиск взрослых особей этих видов может занять годы, тем более что очень немногие ученые изучают подковообразных червей.
«Из-за загадочного образа жизни форонид подходящие взрослые черви никогда не могут быть найдены, но присутствие их личиночных форм в планктоне подтверждает, что они здесь, укоренились и размножаются», - сказал соавтор Майкл Дж. Бойл, ранее ставший постдокторантом Таппера в STRI, а теперь штатный биолог и главный исследователь Программы историй жизни на Смитсоновской морской станции в Форт-Пирсе, Флорида.
На карибской исследовательской станции STRI в Бокас-дель-Торо Коллин, директор станции, организует серию учебных курсов по тропической таксономии (https://stri-sites.si.edu/sites/taxonomy_training/index..html), предназначенный для привлечения исследователей, специализирующихся на этих и других малоизвестных морских организмах, в Панаму, где они почти всегда открывают новые виды и передают свои знания студентам. Они выпускают серию видеороликов на YouTube, чтобы научить студентов отлавливать, сохранять и идентифицировать новые виды.