Присмотритесь к одному из прохладных пресноводных ручьев восточной Австралии, и вы можете найти красочных горных колючих раков из рода Euastacus. Присмотритесь еще ближе, и вы увидите маленьких плоских червей с щупальцами, называемых темноцефаланами, каждая всего несколько миллиметров в длину. Темноцефалы живут как специализированные симбионты на поверхности раков, где они ловят крошечные продукты питания, или внутри жаберных камер раков, где они могут удалять паразитов. Это древнее партнерство, но темноцефалы теперь находятся под угрозой соразмерения со своими исчезающими хозяевами.
Соэкстинкция — это потеря одного вида, когда вымирает другой, от которого он зависит.В новом исследовании исследователи из Великобритании и Австралии реконструировали эволюционную и экологическую историю горных колючих раков и их симбионтов темноцефаланов, чтобы оценить риск их совместного вымирания. Это исследование было основано на последовательностях ДНК раков и темноцефалов по всей восточной Австралии, взятых исследователями из Университета Джеймса Кука, секвенированных в Музее естественной истории, Лондона и Квинслендского музея и проанализированных в Сиднейском и Кембриджском университетах.
Результаты опубликованы в Proceedings of the Royal Society B.«Теперь у нас есть картина того, как эти два вида эволюционировали вместе с течением времени», — сказала доктор Дженнифер Хойал Катхилл из Кембриджского Департамента наук о Земле, ведущий автор статьи. «Риск исчезновения раков был измерен, но мы впервые количественно оценили риск и для темноцефалов — и похоже, что это древнее партнерство может закончиться исчезновением обоих видов».Виды горных колючих раков разнообразились по всей восточной Австралии в течение не менее 80 миллионов лет, в это исследование включены 37 ныне живущих видов.
Реконструкция возраста темноцефалов с использованием анализа «молекулярных часов» показала, что крошечные черви так же древны, как и их раки-хозяева, и эволюционировали вместе с ними с мелового периода.Сегодня многие виды горных колючих раков имеют небольшие ареалы. Это особенно верно в Квинсленде, где горные колючие раки обитают только в прохладных высокогорных ручьях в небольших участках тропического леса.
Эта среда обитания была сокращена и фрагментирована из-за долгосрочного потепления и высыхания климата, поскольку континент Австралия дрейфовал на север за последние 165 миллионов лет. Как следствие, продолжающееся изменение климата серьезно угрожает горным колючим ракам, и Международный союз охраны природы (МСОП) оценил 75% этих видов как находящиеся под угрозой исчезновения или находящиеся в критическом состоянии.«В Австралии пресноводные раки — крупные, разнообразные и активные« управляющие », перерабатывающие все виды органических материалов и отложения», — сказал профессор Дэвид Блэр из Университета Джеймса Кука в Австралии, старший автор статьи. "Темноцефаланские черви, связанные только с этими раками, также разнообразны, отражая долгую, общую историю и открывая уникальное окно в древние симбиозы. Сейчас мы рискуем исчезнуть с многими из этих партнерств, что приведет к деградации их прежних мест обитания и оставит науку беднее ".
Самые маленькие ареалы речных раков обычно находятся на севере Австралии, где климат самый жаркий, а все северные виды находятся под угрозой исчезновения или находятся под угрозой исчезновения. Изучая филогении (эволюционные деревья) этого вида, исследователи обнаружили, что северные раки также, как правило, являются наиболее эволюционно отличительными.
Это также относится к темноцефалам рода Temnosewellia, которые являются симбионтами колючих горных раков на всем своем ареале. «Это означает, что наиболее эволюционно отличительные линии также находятся под наибольшей угрозой исчезновения», — сказал Хойал Катхилл.Затем исследователи использовали компьютерное моделирование, чтобы предсказать степень совместного исчезновения. Это показало, что если все горные колючие раки, находящиеся в настоящее время под угрозой исчезновения, вымрут, 60% их темноцефаланских симбионтов также будут потеряны из-за совместного исчезновения. Клоны темноцефалана, которые, по прогнозам, будут подвергаться наибольшему риску совместного исчезновения, также, как правило, были наиболее эволюционно самобытными.
Эти линии представляют собой долгую историю симбиоза и совместной эволюции, насчитывающую до 100 миллионов лет. Однако они с наибольшей вероятностью пострадают от совместного исчезновения, если эти виды и их среда обитания не будут защищены от продолжающегося изменения окружающей среды и климата.
«Интимные отношения между хозяевами, их симбионтами и паразитами часто уникальны и долговечны не только в течение жизни самих организмов, но и в течение эволюционной истории видов, участвующих в ассоциации», — сказал соавтор исследования доктор Тим Литтлвуд. Музея естественной истории. «Это исследование демонстрирует, как понимание и распутывание такой тесной взаимосвязи в пространстве и времени может дать глубокое понимание климата и окружающей среды прошлого, а также выявить текущие угрозы биоразнообразию».