És la primera vegada que es descriu un comportament simbiòtic extremadament complex en un animal aparentment ‘simple’ com un cuc marí. Aporta la primera evidència empírica que les lesions corporals dels simbionts van ser causades durant les lluites territorials pel control de l’hoste. A més, es suggereix per primera vegada que un invertebrat simbiòtic marí pot controlar un territori que s’estén més enllà del seu propi hoste, arribant a controlar-ne més d’un.

Investigadors del Centre d’Estudis Avançats de Blanes del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CEAB-CSIC) i de l’Institut d’Ecologia i Evolució (IEE-RAS) de Moscou (Rússia) han descrit per primera vegada el comportament de dos organismes marins del grup dels anèl·lids poliquets o cucs marins: Ophthalmonoe pettibonae, en el paper de simbiont, i Chaetopterus cf. appendiculatus, actuant com a hoste. Els resultats de l’estudi publicat a la revista Scientific Reports es van obtenir a partir d’observacions i experiments realitzats tant en l’oceà com al laboratori.

El treball, signat pels investigadors Daniel Martin, del CEAB-CSIC i Temir A. Britayev, de l’IEERAS, revela per primera vegada l’existència d’un comportament extremadament agressiu en els simbionts, que es deriva en ferotges lluites per controlar el territori, en aquest cas un hoste o, fins i tot en alguns casos, diversos hostes, el que explica la distribució uniforme (un simbiont per cada hoste) observada en poblacions naturals. Es tracta d’un comportament simbiòtic extremadament complex en un animal aparentment ‘simple’, com és el cas d’un cuc marí.

Viuen junts en el tub construït per l’hoste

En condicions naturals, els dos cucs viuen junts, enterrats a uns 20 cm de profunditat en el sediment marí i dins del tub construït pel Chaetopterus. Aquest tub, que està format per una substància mucilaginosa que es solidifica al contacte amb l’aigua, tot adquirint l’aspecte d’un pergamí envellit, pot arribar a uns 80 cm de longitud i 4 cm de diàmetre i presenta dues obertures (anomenades sifons), que permeten la comunicació amb l’aigua i que mesuren 1 cm de diàmetre.

Per la seva banda, el cos del Chaetopterus (l’hoste) pot arribar als 20 cm de llargada, mentre que el de l’Ophthalmonoe (el simbiont) amb prou feines arriba a 4 cm. Segons han observat els científics, el simbiont localitza un dels sifons gràcies al corrent d’aigua que l’hoste expulsa contínuament per respirar i menjar. Així, Ophthamonoe accedeix a l’interior i es col·loca prop del cap de Chaetopterus, amb el ventre enganxat al tub i el dors de cara al cos de l’hoste.

Descoberts molt recentment a Indonèsia i Vietnam

El 1997, el Dr. Britayev ja va participar en la descripció com a nova espècie de l’Ophthalmonoe, basant-se en exemplars trobats a les costes d’Indonèsia. El 2005, Britayev i Martin van trobar per primera vegada l’associació entre Ophthalmonoe i Chaetopterus a Vietnam i, al 2017, van estudiar l’especificitat de l’associació en les poblacions naturals d’aquest país, destacant que Ophthalmonoe sempre s’associava a la mateixa espècie de Chaetopterus, fins i tot encara que hagués altres disponibles a les proximitats, i constatant que sempre trobaven un únic simbiont associat a cada hoste.

De fet, els organismes simbionts es caracteritzen per desenvolupar associacions íntimes i persistents amb els seus hostes. Per a un organisme simbiont, els hostes són recursos vitals que els brinden protecció contra els depredadors i l’estrès ambiental, alhora que els poden aportar oxigen, menjar i espai per a l’aparellament o la cura de larves. Entre els invertebrats marins, els cucs formen associacions simbiòtiques que mostren una àmplia varietat de patrons pel que fa a l’ús dels seus hostes. No obstant això, la majoria viuen sols amb el seu hoste, probablement com a resultat d’un comportament territorial. Tot i això, el paper de la territorialitat en l’establiment d’aquests patrons segueix sent poc conegut.

Els experiments demostren un component de territorialitat entre els simbionts

“Les observacions realitzades a les poblacions del Vietnam ens van portar a pensar que devia existir un comportament territorial entre els simbionts, que podrien fins i tot arribar a lluitar entre ells per mantenir el control del seu hoste, ja que aquest representa un recurs vital per a la seva supervivència”, diuen els científics.

Els dos científics van estudiar experimentalment la influència de la relació del nombre d’hostes disponibles en el comportament dels simbionts. Amb aquest objectiu, van traslladar els cucs hostes del seu tub natural (opac) a un d’artificial fet de plàstic transparent que permetia observar el que passava al seu interior.

Els experiments demostren l’existència d’un comportament extremadament agressiu en els simbionts, que deriva en ferotges lluites per controlar el territori, en aquest cas un hoste o, fins i tot en alguns casos, diversos hostes, cosa que explica la distribució uniforme (un simbiont per cada hoste) observada en poblacions naturals.

A més, els seus experiments mostren que els simbionts poden entrar i sortir del tub de l’hoste i que les lluites territorials per allunyar possibles competidors ocorren també fora del tub. Això constitueix la primera demostració empírica que un invertebrat simbiòtic marí pot controlar un territori que s’estén més enllà del seu propi hoste, fins i tot incloent altres hostes veïns.

Cada episodi de lluita pot incloure d’un a tres combats

Els atacs territorials entre exemplars d‘Ophthalmonoe mostren un clar component agressiu, on el propietari del tub, després de localitzar un intrús que pretén ocupar el seu mateix tub i acostar-s’hi, protegit pel cos de l’hoste, l’agredeix mitjançant una potent trompa evaginable dotada d’un parell de mandíbules amb forma de bec de lloro. Tots dos contendents, units per la mossegada del propietari del tub, donen voltes sobre si mateixos durant una llarga estona, fins que l’agressor arriba a separar un tros del cos de l’agredit. De fet, cada episodi de lluita (que pot incloure entre un i tres combats), acaba donant lloc a lesions corporals. “De vegades tots dos contendents mostren lesions”, diuen els científics “ja que, si l’intrús és més gran, pot respondre a l’atac del propietari amb un altre atac i arribar a forçar que aquest abandoni el seu propi hoste”. I és que, aparentment, Ophthalmonoe no té el comportament ritualitzat que altres espècies simbionts (per exemple, crancs) han desenvolupat per reduir el risc de patir lesions.

Així doncs, l’estudi proporciona la primera evidència empírica que les lesions corporals dels simbionts van ser causades durant les lluites territorials. També evidencia que les lesions trobades durant els experiments van ser idèntiques a les observades en condicions naturals, de manera que els dos científics conclouen que la presència de lesions corporals permet predir l’existència d’enfrontaments intraespecífics en poliquets simbiòtics.

Un model excel·lent per a futurs estudis sobre les relacions simbiòtiques

L’associació entre Ophthalmonoe pettiboneae i el seu hoste ha revelat ser un model sorprenent per a futurs estudis sobre les relacions simbiòtiques que involucren invertebrats marins. Tot i així, encara hi ha preguntes que romanen obertes pel que fa a la biologia dels simbionts.

Entre elles destaquen la funció dels seus ulls especialitzats, que semblaven ser útils per viure dins el tub hoste, però també per detectar els seus competidors i, possiblement, les seves preses o la importància dels processos d’autonomia i regeneració, en relació amb la recuperació de les lesions rebudes durant els combats territorials.

Ophthalmonoe pettiboneae es comporta com un simbiont altament especialitzat i sembla perfectament adaptat a viure amb el seu hoste” comenta el Dr. Temir A. Britayev, investigador de l’IEE-RAS, i afegeix: “De l’hoste obté refugi, oxigen i, potser, aliment sense danyar-lo ni beneficiar-lo, de manera que podem considerar l’associació com un comensalisme obligat, proper a l’inquilinisme “

El Dr. Daniel Martin, investigador del CEAB-CSIC, per la seva banda, destaca que “el nostre estudi representa la primera descripció d’un comportament simbiòtic tan extremadament complex en un anèl·lid poliquet”.

Article de referència: 

Britayev, T. A. & Martin, D. (2021) Behavioral traits and territoriality in the symbiotic scaleworm . Ophthalmonoe pettiboneae. Scientific Reports 11: 12408. https://doi.org/10.1038/s41598-02191810-2