Батимодиол термофильный
| Батимодиол термофильный | |
|---|---|
| |
Научная классификация 
| |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | животное |
| Тип: | Моллюска |
| Сорт: | Двустворчатые моллюски |
| Заказ: | Митилида |
| Семья: | Митилиды |
| Род: | Батимодиол |
| Разновидность: | Б. термофилус
|
| Биномиальное имя | |
| Батимодиол термофильный | |
Bathymodiolus thermophilus вид крупных глубоководных мидий , морских двустворчатых моллюсков семейства Mytilidae — , настоящих мидий. Этот вид был обнаружен на абиссальных глубинах, когда подводные аппараты, такие как DSV Alvin, начали исследовать глубокий океан. [ 3 ] Он встречается на морском дне, часто в больших количествах, недалеко от гидротермальных источников , где горячая, богатая серой вода поднимается по дну Тихого океана.
Описание
[ редактировать ]Bathymodiolus thermophilus — очень крупная мидия с темно-коричневым периостракумом , вырастающая в длину примерно до 20 см (8 дюймов). Он прикреплен к камням на морском дне нитями биссуса, но способен отделяться и перемещаться в другое место. Иногда его очень много: плотность достигает 300 особей на квадратный метр (270 особей на квадратный ярд). [ 4 ]
Распределение
[ редактировать ]Bathymodiolus thermophilus встречается скоплением вокруг глубоководных термальных источников на Восточно-Тихоокеанском поднятии между 13° с.ш. и 22° ю.ш., а также в близлежащем Галапагосском рифте на глубине около 2800 метров (полторы мили). [ 4 ] [ 5 ]
Глубоководные гидротермальные жерла часто встречаются вдоль границ тектонических плит, а также подводных горных хребтов и хребтов. Они особенно хорошо рассредоточены по глобальной системе срединно-океанических хребтов. [ 6 ] Вдоль системы срединно-океанических хребтов существуют определенные географические барьеры, которые могут препятствовать потоку генов между популяциями вдоль оси хребта. [ 6 ] В ходе исследования были отобраны образцы мидий из различных топографических нарушений вдоль системы хребтов и мест, охватывающих Галапагосский рифт и Восточно-Тихоокеанское поднятие. Результаты показали, что популяции мидий, которые были географически изолированы друг от друга через Восточно-Тихоокеанскую плиту, известную своими сильными поперечными течениями, генетически более дивергентны, чем популяции из Галапагосского разлома и Восточно-Тихоокеанского поднятия, где нет препятствий для расселения и никакой изоляции на расстоянии. [ 6 ] Мидии в этих популяциях были генетически однородными и содержали высокий уровень беспрепятственного межпопуляционного потока генов. [ 6 ]
Среда, окружающая гидротермальные источники, важна для B. thermophilus выживания . Было показано, что изменения окружающей среды могут ухудшить способность к жизни мидий и их симбиотических бактерий. [ 7 ] Исследования показали, что при экспериментальном помещении B. thermophilus в среду с низким содержанием сульфидов жаберные симбионты теряются, а у мидий наносится вред жабрам и состоянию тела. [ 7 ]
Распространение B. thermophilus вдоль гидротермальных явлений оказывает влияние на биоразнообразие окружающей среды. Популяции мидий с высокой плотностью могут напрямую препятствовать привлечению беспозвоночных в глубоководные гидротермальные жерла. [ 8 ] Когда исследователи пересадили B. thermophilus в гидротермальный источник с естественной высокой плотностью, всего за 11 месяцев в гидротермальном источнике было меньше пополнения. [ 8 ] Потенциальная причина этого явления связана с усилением хищничества или избеганием превосходящих конкурентов. [ 8 ]
Симбиоз и питание
[ редактировать ]Bathymodiolus thermophilus питается, извлекая взвешенные частицы пищи из окружающей воды через свои жабры. В основном это бактерии, обитающие вокруг вентиляционного отверстия, часто образующие плотный коврик. В результате B. thermophilus обладает хемосимбиотическими отношениями с гаммапротеобактериями , которые окисляют сероводород в жабрах мидий. [ 9 ] Мидии поглощают питательные вещества, синтезируемые бактериями, и не зависят от органических веществ, образующихся фотосинтетически . У бактерий отсутствуют ферменты, используемые для синтеза промежуточных продуктов цикла сукцината и трикарбоновых кислот, но они способны синтезировать питательные вещества, используя соединения серы в окружающей среде. [ 9 ] Геном бактерий показывает, что они обладают путями получения сульфидной энергии и кодируют циклы фиксации CO 2 . [ 9 ] Только мидии, содержащие высокие концентрации бактерий, продемонстрировали способность к фиксации CO 2 . [ 10 ] Бактерии также содержат гены адгезии к поверхности клеток, бактериотоксичности и фагового иммунитета. Эти генетические характеристики могут помочь хемосинтетическим бактериям защититься от иммунной системы B. thermophilus , которая позволяет бактериям жить в жабрах мидий, не погибая. [ 9 ]
Мало того, что хемосимбиотические отношения между B. thermophilus и бактериями приносят пользу мидиям, есть некоторые предположения, что жизнь внутри жабр мидий также приносит пользу бактериям. Вполне возможно, что жизнь внутри другого хозяина помогает бактериям противостоять суровым условиям гидротермальных источников. [ 10 ]
Жизненный цикл
[ редактировать ]Личинки Bathymodiolus thermophilus дрейфуют по течениям и ведут планктотрофный образ жизни, питаясь фитопланктоном и мелким зоопланктоном . показал Этот метод питания, вероятно, даст им хорошие возможности для расселения, и анализ ДНК , что существует высокая скорость потока генов между популяциями вокруг разных жерл.
Вид Bathymodiolus представляет собой одну из самых известных фаун, колонизирующую гидротермальные источники и холодные просачивания. [ 11 ] В частности, B. thermophilus широко изучался из-за их хемосинтетического симбиоза и решающей роли в продуктивности экосистемы. На ранних стадиях развития глубоководные мидии, по-видимому, следуют сходным процессам роста и гаметогенеза по сравнению с мелководными митилидами . Было замечено, что батимодиолины производят маленькие ооциты, что может предсказать высокий уровень плодовитости этого вида. [ 11 ] Несмотря на ограниченное количество исследований, касающихся плодовитости B. thermophilus , один из способов улучшить понимание как плодовитости, так и закономерностей нереста — это наблюдение за нерестом с использованием ежегодного отбора проб. [ 11 ]
Наибольшее внимание уделялось взрослым стадиям видов батимодиолина, особенно при изучении бактериальных симбионтов, которые имеют основополагающее значение для пищевых потребностей мидий. [ 11 ] Достигая зрелости, взрослые особи образуют тесные скопления вдоль выходов и жерл. [ 11 ]
Мантия B. thermophilus выполняет две физиологические роли: одна — накопление соматических резервов, а другая — развитие гонад. [ 11 ] Гонады, вероятно, происходят из зародышевых стволовых клеток, которые появляются в скоплениях зародышевых стволовых клеток вокруг дорсальной области, между мантией и жабрами животного. У более крупных взрослых особей гонады могут простираться вдоль мантийного эпителия. [ 11 ] Гаметогенез происходит в небольшой мешковидной полости в матриксе соединительной ткани, снабженном семенными клетками. У самцов клетки Сертоли доставляют питательные вещества к развивающимся гаметам, где фолликулярные клетки выполняют аналогичную роль у самок мидий. [ 11 ]
Эволюция и филогения
[ редактировать ]Анализ данных последовательности ДНК показал, что мидии подсемейства Bathymodiolinae были разделены на четыре группы. B. thermophilus принадлежит к группе 2 вместе с четырьмя другими видами: B. septemdierum , B. brevior и B. marisindicus. [ 12 ] Все представители подвида группы 2 были названы тиоавтотрофами, хемоавтотрофными организмами, питающимися сульфидами . Данные о последовательностях предоставили доказательства существования внешней группы видов модиолина из затонувшей древесины и туш китов, а также того, что филогения мидий Bathymodiolus и их родственников произошла от одного предка с последовательностью COI (субъединица I цитохром C-оксидазы) или ND4 (субъединица 4 НАДН-дегидрогеназы). данные. [ 12 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кенк В.К., Уилсон Б.Р. (1985). «Новая мидия (Bivalvia: Mytilidae) из гидротермальных источников в рифтовой зоне Галапагосских островов». Малакология . 26 (1–2): 253–271.
- ^ Хубер М. (2010). « Bathymodiolus thermophilus Kenk & Wilson, 1985» . ВОРМС . Всемирный регистр морских видов . Проверено 15 апреля 2012 г.
- ^ Фишер С.Р., Чилдресс Дж.Дж., Арп А.Дж., Брукс Дж.М., Дистел Д., Фавуцци Дж.А. и др. (октябрь 1988 г.). «Вариации микросреды обитания гидротермальных мидий Bathymodiolus thermophilus в жерле Розового сада на Галапагосском рифте». Глубоководные исследования. Часть A. Статьи океанографических исследований . 35 (10): 1769–1791. Бибкод : 1988DSRA...35.1769F . дои : 10.1016/0198-0149(88)90049-0 . ISSN 0198-0149 .
- ^ Jump up to: а б «Гидротермальные источники» . Глубокий океан, Архив глубин . Колумбийский университет. Архивировано из оригинала 10 декабря 2008 г.
- ^ Научно-исследовательский институт аквариумов Монтерей-Бей и глубоководных мидий . Проверено 15 апреля 2012 г.
- ^ Jump up to: а б с д Вон Ю, Янг ЧР, Лутц Р.А., Вриенгук Р.С. (январь 2003 г.). «Барьеры распространения и изоляция популяций глубоководных мидий (Mytilidae: Bathymodiolus) из гидротермальных источников восточной части Тихого океана». Молекулярная экология . 12 (1): 169–184. Бибкод : 2003MolEc..12..169W . дои : 10.1046/j.1365-294x.2003.01726.x . ПМИД 12492886 . S2CID 9002977 .
- ^ Jump up to: а б Раульфс EC, Мако С.А., Ван Довер CL (февраль 2004 г.). «Состояние тканей и симбионта мидий (Bathymodiolus thermophilus), подвергающихся воздействию различных уровней гидротермальной активности». Журнал Морской биологической ассоциации Великобритании . 84 (1): 229–234. Бибкод : 2004JMBUK..84..229R . дои : 10.1017/S0025315404009087h . ISSN 0025-3154 . S2CID 84849132 .
- ^ Jump up to: а б с Ленихан Х.С., Миллс С.В., Муллино Л.С., Петерсон Ч.Х., Фишер С.Р., Мишели Ф. (декабрь 2008 г.). «Биотические взаимодействия в гидротермальных источниках: подавление пополнения мидией Bathymodiolus thermophilus». Глубоководные исследования. Часть I: Статьи океанографических исследований . 55 (12): 1707–1717. Бибкод : 2008DSRI...55.1707L . дои : 10.1016/j.dsr.2008.07.007 .
- ^ Jump up to: а б с д Поннудурай Р., Саяведра Л., Кляйнер М., Хайден С.Е., Тюрмер А., Фелбек Х. и др. (декабрь 2017 г.). окисляющего серу «Последовательность генома эндосимбионта жабр Bathymodiolus thermophilus, » . Стандарты в геномных науках . 12 (1): 50. дои : 10.1186/s40793-017-0266-y . ПМЦ 5581435 . ПМИД 28878861 .
- ^ Jump up to: а б Яла-Медиони А., Алайс А.М., Кахет Дж. (апрель 1986 г.). «Свидетельства поглощения и включения бикарбоната и аминокислот in situ гидротермальными мидиями». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии . 96 (2): 191–198. Бибкод : 1986JEMBE..96..191F . дои : 10.1016/0022-0981(86)90242-X .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Ламинг С.Р., Годрон С.М., Дуперрон С. (август 2018 г.). «Экология жизненного цикла глубоководных хемосимбиотических мидий: обзор» . Границы морской науки . 5 . дои : 10.3389/fmars.2018.00282 . hdl : 20.500.12210/72318 . ISSN 2296-7745 .
- ^ Jump up to: а б Миядзаки Дж., де Оливейра Мартинс Л., Фудзита Ю., Мацумото Х., Фудзивара Ю. (апрель 2010 г.). «Эволюционный процесс глубоководных мидий батимодиолусов» . ПЛОС ОДИН . 5 (4): е10363. Бибкод : 2010PLoSO...510363M . дои : 10.1371/journal.pone.0010363 . ПМЦ 2860499 . ПМИД 20436906 .