圣彼得堡国立大学的动物学家描述了水蛭不为人知的生命细节
有圣彼得堡国立大学代表参加的国际科学家团队揭开了水蛭生态学不为人知的一面。他们弄清了,这种环节动物并不选择哺乳动物,而是珠蚌属动物作为宿主,即大型的蚌科双壳纲软体动物。
研究结果发表在自然(Nature)出版集团的杂志《Scientific Report》中。
借助分子遗传和形态学方法,科学家们研究了近20年来收集的1334个水蛭个体的数据。通过详细的分析可以确定,存在一种特殊的水蛭生态类群,他们寄生在珠蚌外壳中。这种环节动物是在其所有分布区(北美、远东、东南亚和非洲地区的水域)的软体动物中发现的。
通过对核苷酸序列的解译,科学家们得出了关于水蛭和其宿主之间相互关系的历史的结论。在对出土的化石进行校准的基础上建立了水蛭进化的模型,其中包括在南极地带冰川中发现的古水蛭茧(化石年龄约为2亿2千万年)。所获得的数据证明,水蛭是一种进化非常缓慢的古生物群。通过计算可以确定,水蛭向蚌科动物寄生的转变发生在1500万至2000万年前。有趣的是,将软体动物作为宿主的现象,在进化过程中在三种不同的水蛭群组中至少发生了三次。
“在软体动物中栖息是非常好的进化策略。水蛭是食肉昆虫和鱼类的捕食目标,因此贝壳成为了一个很好的避难所和栖息地。世界上共有12种水蛭,他们的发展与淡水软体动物紧密相关,他们的生命大部分是在软体动物的外壳里度过。水蛭只有为了在特殊的贮主中储存养分更充足的鱼血时才会离开自己的宿主,以便回到珠蚌后产卵”,团队负责人,俄罗斯国家科学院北极综合研究中心主任,俄罗斯国家科学院通讯院士伊万·巴拉托夫介绍说。
由于这些水蛭规模很小且生物学家对此缺少兴趣,这些水蛭的大多数种类至今还是科学空白。科学家们描述了7种新的种类。但是他们相信,这类寄生物的种类实际要多得多。到目前为止,欧洲和中东水域中的软体动物水蛭还没有一个为人所知。
同时还确定了世界不同地区的软体动物受水蛭污染的强度。污染率最高的地区是东亚(俄罗斯远东地区、韩国、日本),其次是东南亚,排在第三位的是非洲。
对寄生虫和软体动物之间复杂关系的研究也提出了与环境保护有关的问题。
蚌科类动物是最岌岌可危的淡水软体动物种群之一,他们是水体自然自我清洁系统中的重要环节。蚌科类动物数量的减少可能会破坏这一系统的运行。因此,世界上的动物学家们都十分重视威胁珠蚌安全的因素,其中包括人为污染、全球变暖、水文状况的变化等。
研究团队成员,圣彼得堡国立大学无脊椎动物宏观生态学和生物地理学实验室主任、生物学博士马克西姆·维纳尔斯基
伊万·巴拉托夫认为,气候变暖可能导致软体动物的水蛭数量增加,这又会导致不同地区的珠蚌的灭绝,其中包括俄罗斯境内的珠蚌。所获得的数据是后续研究的基础,通过这些研究将能更好地评估“软体动物—水蛭”系统中相互作用的规模,更好地认识水蛭对于珠蚌种群安全的严重威胁到何种程度。
该研究中部分内容由俄罗斯科学基金会РНФ № 19–14–00066经费资助,由马克西姆·维纳尔斯基教授领导,在圣彼得堡国立大学进行。