Ученые СПбГУ открыли два новых вида почвенных амеб, меняющих форму тела

Род амеб Leptomyxa был найден английским протозоологом Томом Гудеем в 1915 году. Представители этого рода широко распространены в почвах и пресных водах и, по имеющимся данным, являются одной из доминирующих групп амеб в почвенных местообитаниях. Как отмечают ученые, это значит, что именно лептомиксы вносят значительный вклад в наземные экосистемы.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в European Journal of Protistology.

Амебы рода Leptomyxa интересны своей способностью менять форму тела — от субцилиндрической в движении до уплощенной и иногда сетчатой в покое или во время питания. Такая способность называется полиморфизмом, и она сильно затрудняет определение новых видов этих амеб. В последние годы методы молекулярной биологии помогают исследователям более детально изучать строение особей, однако оказалось, что очень схожие по генетическим показателям лептомиксы могут выглядеть совершенно по‑разному. Как отмечают биологи СПбГУ, на данный момент все значимые для филогении и систематики данные есть лишь для небольшого числа видов, несмотря на то, что исследованием этих амеб занимаются с начала ХХ века.

Ученые Санкт‑Петербургского университета вместе с коллегами провели исследование проб, собранных в Ботаническом саду СПбГУ и в окрестностях Выборга, и открыли два новых вида этих амеб.

В изученных нами организмах мы нашли целый ряд новых для рода Leptomyxa морфологических признаков. Например, впервые удалось показать, что лептомиксы могут формировать субпсевдоподии (особые выросты тела клетки, которые не участвуют в перемещении) на латеральной (боковой) стороне тела движущейся амебы.

Cотрудник кафедры зоологии беспозвоночных СПбГУ Никита Кулишкин

«Оказалось, что даже сравнительно небольшие представители рода Leptomyxa могут принимать при перемещении форму, чем‑то напоминающую веер», — рассказал сотрудник кафедры зоологии беспозвоночных СПбГУ Никита Кулишкин.

Кроме того, ученые секвенировали фрагменты (ампликоны) гена 18S рРНК и по полученным последовательностям нуклеотидов провели филогенетический анализ. Это позволило на эволюционном дереве амебы рода Leptomyxa выделить две отдельные группы. По словам Никиты Кулишкина, в первую группу попали последовательности относительно мелких, компактных видов, а во вторую — наоборот, последовательности, принадлежащие крупным видам, образующим сетчатые плазмодии. Так, исследователи СПбГУ предположили, что сетчатые и компактные виды лептомиксов — это два самостоятельных рода амеб.

Санкт‑Петербургский университет является лидером по количеству грантов Российского научного фонда. В 2022 году ученые СПбГУ получили 112 грантов, это 5,5 % от общего числа победивших проектов и наибольшее число грантов для одной организации. При этом 25% поддержанных проектов выполняются под руководством молодых исследователей. В 2023 году Университет сохранил лидерство по данному конкурсу РНФ: ученые СПбГУ получили 70 грантов, это 5 % от общего числа победивших проектов. От Санкт‑Петербургского университета на конкурс 2023 года было подано 214 заявок, и практически каждая третья из них получила поддержку.

Однако детальное исследование показало, что ранее обнаруженный штамм ATCC50242, идентифицированный как Leptomyxa reticulata и хранившийся в Американской коллекции типовых культур, не подходил под это описание. При его «сетчатой» морфологии он относился к компактным лептомиксам. Этот штамм амеб был давно утрачен, поэтому изучить его и проверить состоятельность гипотезы сейчас невозможно. Однако биологи СПбГУ обратились к одному из классиков современной протозоологии Дэвиду Паттерсону, который работал со штаммом ATCC50242 в 2001 году и, как оказалось, сохранил фотографии этих амеб. Более детальный анализ снимков показал, что представители этого штамма действительно относятся к группе «сетчатых» лептомиксов. Более того, анализ раритетных, еще печатных каталогов ATCC позволил установить, что сам штамм впервые был изучен Марком Пюсаром — французским исследователем, который реизолировал и изучил вид Leptomyxa reticulata в далеком 1976 году.

«Несмотря на то, что фотографии, сделанные Паттерсоном, показали несостоятельность нашей изначальной гипотезы, это большое достижение, ведь новые данные, полученные по ныне утерянным штаммам, открывают нам новый путь к пониманию проблем эволюции организмов рода Leptomyxa. Группировка сетчатого организма вместе с компактными представителями на филогенетическом дереве открывает поле для дискуссий об эволюции морфологии лептомиксов из "более компактной" клады», — дополнил Никита Кулишкин.

Работа выполнена с использованием оборудования ресурсного центра «Развитие молекулярных и клеточных технологий» Научного парка СПбГУ.