Успех вторжения лессепсийского симбионта

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 12578 (2023) Цитировать эту статью

374 доступа

3 Альтметрика

Подробности о метриках

Среди наиболее успешных лессепсийских захватчиков - несущие симбионты бентосные фораминиферы Amphistegina lobifera. В своей недавно завоеванной среде обитания этот плодовитый кальцификатор и инженер экосистемы подвергается воздействию условий окружающей среды, которые выходят за рамки его естественной среды обитания. Чтобы выяснить, какие процессы способствовали успеху инвазии A. lobifera в Средиземное море, мы проанализировали фрагмент последовательности размером ~ 1400 п.н., охватывающий маркеры генов SSU и ITS, для сравнения популяций из его нативных регионов и вдоль градиента инвазии. Генетическая изменчивость изучалась на четырех уровнях: внутригеномном, популяционном, региональном и географическом. Мы заметили, что инвазия не связана с генетической дифференциацией, но инвазивные популяции демонстрируют отчетливое подавление внутригеномной изменчивости среди множественных копий гена рРНК. Уменьшение генетического разнообразия по сравнению с Индо-Тихоокеанским регионом уже наблюдается в популяциях Красного моря, и их высокий потенциал расселения в Средиземноморье, по-видимому, согласуется с эффектом плацдарма, возникшим в результате послеледниковой экспансии из Индийского океана в Красное море. Сделан вывод, что генетическая структура инвазионных популяций отражает два процесса: высокую способность к расселению исходной популяции Красного моря, предварительно адаптированной к условиям Средиземноморья, и вероятное подавление полового размножения у инвазиона. Это открытие дает новый взгляд на стоимость инвазии среди морских протистов: успех инвазивного вида A. lobifera в Средиземном море достигается за счет отказа от полового размножения.

Биологические инвазии, вызванные изменением климата, в настоящее время глубоко изменяют экологические ландшафты1,2. В отличие от нормального расширения ареала, где виды в основном отслеживают свою климатическую оболочку, инвазивные виды завоевывают совершенно новые пространства с более высокой вероятностью столкнуться с климатическими (сезонность), физическими (свет), химическими (соленость) или биотическими (микробиом и интерактом) условиями, которые превышают диапазон, который они испытали в своей естественной среде обитания. В этом контексте важно понять, как данный вид может стать успешным захватчиком. Проблеме воздействия иностранных условий на недавно завоеванном пространстве можно было противодействовать путем адаптации. В этом сценарии можно ожидать, что успешные захватчики проявят высокий адаптивный потенциал3,4. Альтернативно, коренное население уже могло обладать ключевыми адаптациями, например, в результате своей эволюционной истории5,6, прошлых миграционных событий7 или экологической фильтрации8.

Замечательное явление биологической инвазии, известное как лессепсийская инвазия, происходит в Средиземном море с 1869 года. Открытие Суэцкого канала в этом году спровоцировало резкую и в основном однонаправленную миграцию морских видов Индо-Тихоокеанского региона в Средиземное море. На данный момент в восточном Средиземноморье зарегистрировано более 600 инвазивных морских видов9,10, при этом появляется все больше новых вселенцев, поскольку продолжающееся потепление делает Левантийский бассейн более похожим на тропики11. Среди особенно успешных вселенцев — крупные бентосные фораминиферы (LBF), несущие симбионты. LBF обитают на мелководье в прибрежных водах, где они обычно живут, прикрепившись к водорослям или твердому субстрату12. Фораминиферы имеют ограниченную способность к активному движению в течение жизни, но взрослые экземпляры могут пассивно подвешиваться и переноситься течениями13, а пассивная подвижность мельчайших молодых особей, побегов или жгутиковых гамет, образующихся в результате полового размножения, вероятно, еще больше14,15. Кроме того, в Средиземноморье было зарегистрировано распространение фораминифер, опосредованное перемещением по пищеварительной системе рыб14,14. Такое сочетание многочисленных механизмов расселения приводит к широкому ареалу видов и отсутствию региональной дифференциации популяций17.