Красное море известно туристам всего земного шара как место для отдыха и любительского дайвинга, однако даже там обитает множество живых существ, еще только ждущих своего открытия. Международная команда биологов, в состав которой входили ученые из МГУ имени М.В. Ломоносова и Института биоорганической химии РАН, нашла и исследовала новый вид красивых светящихся существ, впервые показав, что локализация свечения в определенной части тела может помочь различить идентичные по строению организмы разных видов. Коллекции МГУ пополнились образцами животных и их ДНК. Результаты исследования представлены в журнале PLoS ONE.
Моллюск, увитый новогодними гирляндами
Изучая биоразнообразие коралловых рифов архипелага Фарасан (Саудовская Аравия, юг Красного моря), биологи рассматривали морских обитателей при специальном освещении в ультрафиолетовом спектре с желтыми светофильтрами. В результате были обнаружены «флуоресцирующие фонарики», при ближайшем рассмотрении похожие на гидр из школьного учебника по биологии. Но в отличие от своей дальней родственницы, обитающей в пресной воде и ведущей одиночный образ жизни, новый вид из Красного моря образует стелющиеся колонии, украшая гирляндами зеленых огоньков раковины миниатюрных (20-35 мм в длину) брюхоногих моллюсков Nassarius margaritifer. Эти моллюски днем зарывающихся в песок, а ночью выползают на поверхность дна для охоты на других беспозвоночных.
Несмотря на свою схожесть с гидрами (одиночными малоподвижными полипами, длина тела которых варьируется от 1 до 20 мм), найденные «зеленые фонарики» являются гидроидными полипами. «Морские гидроиды, в отличие от гидр, часто встречаются в колониях и могут отпочковывать миниатюрных медуз, — комментирует один из авторов исследования Вячеслав Иваненко, ведущий научный сотрудник кафедры зоологии беспозвоночных МГУ имени М.В.Ломоносова. — Необычная зеленая флуоресценция этих гидроидных полипов (предположительно, нового представителя рода Cytaeis, длина тела которого достигает 1,5 мм) была выявлена в околоротовой части их тела».
Столь необычные симбиозы изучены мало, а роль флуоресценции в них ранее не исследовалась вовсе. В данный момент зоологи лишь предполагают, что свечение вокруг ротового отверстия полипов может привлекать добычу для них. «Флуоресцирующие фонарики» могут быть видны другим беспозвоночным при свете луны, а также на закате и перед восходом солнца. За открытием тянется вереница новых вопросов. Еще только предстоит узнать, насколько эти полипы «привередливы» в выборе хозяина, как меняется активность нассариусов и светящихся гидроидов в разное время суток, как варьируется флуоресценция внутри одного вида и между близкими видами у гидроидов.
Зеленое сияние Нобелевской премии
Флуоресценция — свечение некоторых белков под воздействием кванта света, затухающее вскоре после прекращения освещения — широко распространена у других морских обитателей: гребневиков, головохордовых (к которым относится, например, ланцетник),коралловых полипов, медуз. Именно из медузы эквореи (Aequorea victoria), японский ученый Осама Симомура впервые выделил знаменитый зеленый флуоресцентный белок (GFP), который позднее нашел широкое применение в экспериментальной биологии как светящаяся метка для изучения работы белков в клетке. В 2008 году Симомура, а также Мартин Чалфи и Роджер Тсьен были удостоены Нобелевской премии по химии «за открытие и разработку зелёного флуоресцентного белка GFP».
Но среди гидроидных полипов флуоресценция изучена на данный момент лишь у шести видов, сообщают зоологи. Причем у некоторых из них — на предыдущих стадиях развития (у яиц или медуз, до прикрепления к субстрату). У других свечение локализовано на щупальцах или стебельке, а не вокруг ротовой воронки, либо смещено в другую часть спектра. Длина волны свечения нового представителя рода Cytaeis составляет 518 нм.
«Сравнение флюоресценции гидроида, обнаруженного в Красном море, с таковой других гидроидов этого рода, а также исследование ядерной и митохондриальной ДНК этого гидроида и анализ данных, представленных в генетическом банке, позволили указать на видовую специфичность проявления флуоресценции у морфологически неотличимых видов гидроидов Cytaeis. Таким образом, на примере гидроидных полипов впервые продемонстрирована возможность использования особенности локализации флуоресценции для определения внешне схожих беспозвоночных животных. Флуоресценция может быть полезна для быстрой идентификации трудноразличимых видов и исследования особенностей экологии и распространения как гидроидных полипов, так и их хозяев — моллюсков», — рассказывает Вячеслав Иваненко.
Рукой подать до чудес
По словам Вячеслава Иваненко, обнаружившего необычные полипы, на мелководье большинства морей, доступном для изучения с помощью акваланга, в том числе и в России, все еще ждет своего исследователя множество новых видов животных с необычными свойствами.
