Asterinides sp. — эндемичная стигобитная морская звезда из анкиали́новой пещеры и её взаимодействия с прокариотными сообществами

Жизнь в скрытом подводном мире

Глубоко под туристическими пляжами острова Косумель простирается совершенно иной мир: тёмные, затопленные пещеры, где странные бледные животные выживают без солнечного света. В этом исследовании изучается одно из таких существ — пока не получившая официального названия пещерная морская звезда — и скользкие микробные покровы, на которых она обитает. Анализируя, какие организмы живут в этих матах и что оказывается в желудке морской звезды, учёные показывают, как невидимые микробы могут питать более крупные организмы и формировать целую скрытую экосистему.

Пещера между сушей и морем

Полевая работа проводилась в Эль-Аэролито — системе анкиали́новых пещер, выточенных в известняке на острове Косумель, Мексика. Анкиали́новые пещеры заполнены грунтовыми водами, которые через поры и туннели в породе сообщаются с морем. Там, где солёная морская вода смешивается со сравнительно пресной подпочвенной, формируются выраженные слои с необычной химией, включая высокие концентрации растворённых солей и отсутствие света. Эти суровые, изолированные условия делают такие пещеры «естественными лабораториями», где виды эволюционируют особым образом и часто встречаются только здесь.

Морская звезда с очень местной привязкой

Одним из наиболее заметных обитателей Эль-Аэролито является Asterinides sp. — небольшая бледная морская звезда, найденная лишь в нескольких проходах этой пещеры. Она проводит жизнь, прикрепившись к стенам в более глубоком, солёном слое воды, часто прижимая мягкую нижнюю сторону прямо к тонким плёнкам микробных матов. Поскольку близкие родственники этого рода — оппортунистические всеядные, кормящиеся путём выворачивания желудка на пищу, — исследователи заподозрили, что пещерная морская звезда может пастись на этих матах в качестве основного источника питания.

Отбор образцов невидимой жизни пещеры

Работа в тесных, кромешно тёмных ходах требовала технического пещерного дайвинга и новых инструментов. Команда собрала четыре типа образцов: воду пещеры, микробные маты со стен, породу, покрытую матом, и содержимое желудков морских звёзд. Чтобы получить материал из кишечника, не причиняя вреда животным, использовали специально разработанную камеру Catcher Collection Chamber, которая позволяла звезде аккуратно регургитировать содержимое желудка в защищённый контейнер. В лаборатории из выделенных образцов извлекали ДНК бактерий и секвенировали маркерный ген, чтобы определить, какие группы микроорганизмов присутствуют и какие метаболические роли они могут выполнять в циклах углерода, азота и серы.

Общие микробы и общая химия

В пещере обнаружилось удивительно богатое и во многом неописанное бактериальное сообщество, доминирующее за счёт группы, называемой протеобактериями, а также многочисленных линий, ещё не отнесённых к названным родам. Микробные маты, вода и регургитаты морских звёзд имели в общем несколько ключевых бактериальных групп, включая типы, ранее связанные с переработкой серы и углерода. Некоторые бактерии встречались только в кишечнике морской звезды, что указывает на особые взаимосвязи с её пищеварительной системой. Сравнение прогнозируемых метаболических функций показало, что микробные маты и содержимое желудков более схожи между собой, чем каждый из них с окружающей водой. Во всех трёх средах особенно важную роль играли микроорганизмы, способные окислять серу и фиксировать углерод — процессы, которые способны обеспечивать энергию в полной темноте.

Пищевые сети, загрязнение и охрана

Сопоставляя эти данные, исследование подтверждает идею о том, что микробные маты являются основным источником пищи для Asterinides sp., снабжая энергией и питательными веществами посредством густых клеточных масс и липких выделений. Эти выделения способны связывать металлы и загрязнители, что означает, что морские звёзды могут подвергаться воздействию контаминантов, просачивающихся с поверхности из-за застройки и близлежащих дорог. Одновременно открытие столь многих плохо изученных микробов подчёркивает, насколько мало мы знаем о жизни в анкиали́новых пещерах. Связав рацион пещерного животного с микробной активностью, эта работа предлагает базу для будущих исследований и подчёркивает необходимость защиты этих хрупких, эволюционно уникальных подводных миров.

Цитирование: Solís-Marín, F.A., Vergara-Ovando, C., Rojas-Oropeza, M. et al. Asterinides sp. an endemic stygobitic seastar from an anchialine cave and its interactions among prokaryotic communities. Sci Rep 16, 5926 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36065-5

Ключевые слова: анкиали́новые пещеры, пещерная морская звезда, микробные маты, экосистемы подземных вод, серный цикл