Flachwassermuscheln zeigen in 10 Tagen eine schnelle Anpassung an das Leben mit Tiefsee

Forscher des Qingdao-Instituts für Bioenergie- und Bioprozess-Technologie (Qibebebt) und des Instituts für Ozeanologie unter der chinesischen Akademie der Wissenschaften haben neue Einblicke in die Anpassung an die Meeresorganismen an extremen Tiefsee-Umgebungen entdeckt.

Ihre Studie, veröffentlicht In Kommunikationsbiologieuntersucht die Transkriptions- und metagenomischen Veränderungen in flachen Wassermuscheln (mytilus galloprovincialis), die im Standort-F-Kälte des Südchinesischen Meeres den Bedingungen für Tiefsee in einer Tiefe von 1.119 Metern ausgesetzt sind.

Das Tiefsee, das über 90% der ozeanischen Erdoberfläche der Erde bedeckt, wird heute als Hotspot für die biologische Vielfalt erkannt. Es wird angenommen, dass viele Arten von Tiefsee sich aus flachen Wasser-Vorfahren entwickelt haben und ihre Anpassungen für die Forschung an der Meeresbiologie von entscheidender Bedeutung machen.

Mithilfe von innovativen In-situ-Stichproben- und Fixierungstechniken minimierten die Forscher stressinduzierte Veränderungen während des Abrufens von Proben und ermöglichen eine genaue Erfassung der Anpassungsreaktionen der Muscheln.

In dieser Studie zeigten die Flachwassermuscheln und ihre mikrobiellen Gemeinschaften nach nur 10 Tagen mit Tiefsee-Bedingungen erhebliche Ähnlichkeiten mit nativen Muscheln für Tiefsee, was auf eine bemerkenswerte Konvergenz des Wirts-Mikrobioms als Reaktion auf adaptive Verschiebungen hinweist.

Die Forscher führten umfassende Analysen mit öffentlich verfügbaren Datensätzen durch. Sie fanden heraus, dass diese schnelle Anpassung hauptsächlich auf Stressantwortmechanismen, Immunabwehr und Homöostase betrifft, insbesondere auf komplexe Anpassungen der Genexpression.

Bemerkenswerterweise methanotrophen Bakterien-Symbionten in Tiefenmuscheln-dominant in den exponierten Flachwassermuscheln. Diese Verschiebung korrelierte mit Veränderungen der Genexpression im Zusammenhang mit der Immunantwort und der Endozytose, wodurch eine synergistische Beziehung zwischen den Muscheln und ihren Symbionten hervorgehoben wurde.

„Unsere Studie beleuchtet die komplexen Wechselwirkungen zwischen genetischer Regulation des Wirts und der mikrobiomen Dynamik während der Anpassung an extreme Umgebungen“, sagte Prof. Sun Luyang, der Hauptautor der Studie.

Diese Forschung verbessert unser Verständnis dafür, wie Meeresorganismen und ihre mikrobiellen Partner sich an die Herausforderungen mit Tiefsee anpassen, was wichtige Auswirkungen auf die Erhaltung der biologischen Vielfalt und die ökologische Forschung hat.