Kolonizacja dna oceanu przez robaki głębinowe
Naukowcy posiadają obecnie bardzo mało informacji na temat stopnia zmienności genetycznej pomiędzy gatunkami głębinowymi i w ich obrębie. Nawet podstawowe cechy ekologiczne, takie jak wskaźniki wzrostu i historia gatunku, są nadal bardzo słabo rozumiane. Ten brak wiedzy na temat wzorców ewolucji w środowiskach głębinowych doprowadził do powstawania sprzecznych hipotez dotyczących pochodzenia i wieku fauny żyjącej na dnie oceanu. W ramach projektu PRODEEP zajęto się tą luką wiedzy, badając różnorodność i filogenezę morskich robaków z grupy Hyalinoeciinae. Celem było określenie roli progenezy w tej grupie i zrozumienie mechanizmów jej udanej kolonizacji obszarów głębinowych. Progeneza polega na zachowaniu przez organizm cech młodocianych, a nawet larwalnych, poprzez przyspieszanie dojrzewania płciowego. Hyalinoeciinae to stosunkowo mała, ale bardzo rozpowszechniona monofiletyczna grupa gatunków. Jak mówi badaczka z zespołu projektu PRODEEP, dr Nataliya Budaeva: „różny stopień utraty i redukcji cech w obrębie podrodziny umożliwia naukowcom badanie ekspresji prawdopodobnych cech progenicznych w stosunku do głębokości oceanu. Dlatego właśnie ta grupa organizmów została wykorzystana jako modelowy taksonom morskich bezkręgowców, aby odpowiedzieć na podstawowe pytania dotyczące szlaków kolonizacji fauny głębinowej”. Dlaczego taksonomia jest ważna Okazy z grupy Hyalinoeciinae z europejskich, australijskich i amerykańskich muzeów historii naturalnej zostały dokładnie zbadane przez naukowców biorących udział w projekcie. W szczególności analizowano tzw. robaki piórowe, które należą do dwóch rodzajów: Hyalinoecia i Leptoecia. „Brak wiedzy o taksonomii i niewystarczający dobór próby są głównymi przeszkodami w badaniach filogenetycznych nad ewolucją fauny głębinowej. Dlatego ważne jest przeprowadzenie gruntownego przeglądu taksonomicznego grupy, zanim zajmiemy się kwestiami ewolucyjnymi”, wyjaśnia dr Nataliya Budaeva. Naukowcy określili również filogenetyczną pozycję gatunków z grupy Hyalinoeciinae, rekonstruując pierwszą kompleksową filogenezę rodziny Onuphidae, w oparciu o dane molekularne. „Taksonomiczny przegląd robaków piórowych na podstawie cech morfologicznych i danych sekwencyjnych 6 genów doprowadził do odkrycia 5 nowych gatunków i dokładnego ponownego opisu 20 znanych już gatunków”, dodaje dr Budaeva. Odtworzone drzewo filogenetyczne użyto do odwzorowania cech morfologicznych wykorzystywanych w żywieniu i poruszaniu się, takich jak parapodia (stopy) i chaetae (szczecina), w celu uzyskania niezależnych dowodów potwierdzających brak lub utratę cech u gatunków o przypuszczalnym pochodzeniu progenicznym. Przyczyny ewolucji progenezy Po zakończeniu przeglądu taksonomicznego przeanalizowano zakresy pionowe gatunków robaków piórowych. Wyniki wykazały wyraźną przerwę w ich rozkładzie na głębokości około 2000 metrów. Większa i mniej progeniczna grupa Hyalinoecia występowała głównie na płytszych wodach, podczas gdy mniejsza i bardziej młodzieńcza progenetyczna grupa Leptoecia była rozpowszechniona na obszarach głębinowych. Opracowano hipotezę wyjaśniającą możliwe ścieżki inwazji głębinowej przez Hyalinoeciinae. Jak twierdzi dr Budaeva: „progenetyczny wygląd i przyspieszone dojrzewanie płciowe w przypadku głębinowej grupy Leptoecii mogły być wynikiem adaptacji do sezonowego dostępu do żywności w głębokim środowisku o dużej szerokości geograficznej”. Zrozumienie zależności filogenetycznych, różnorodności, morfologii oraz cech historii gatunku w przypadku grupy Hyalinoeciinae dostarczy pełniejszych informacji na temat mechanizmów odpowiedzialnych za jej wysoką przeżywalność. Poszerzy również wiedzę i konkurencyjność europejskich badaczy w tej dziedzinie badań morskich oraz pogłębi powiązania między naukowcami badającymi środowisko głębinowe w Europie i na całym świecie.
