Sponges Lubomirskiidae as bioindicators of the state of Lake Baikal

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Sponges are ideal bioindicators of the environmental state due to their simple body structure, filter-feeding lifestyle and widespread abundance.For marine sponges, stress response studies are conducted in the field of microbial composition, gene expression and transcriptome techniques. For freshwater sponges expression of the stress protein HSP70 was studied. In the Baikal sponges, the content of HSP70 is an indicator of the stress response to temperature increase. Transcriptomic studies of the endemic Baikal sponges are in progress.

Об авторах

V. Itskovich

Limnological Institute of the Russian Academy of Sciences

Автор, ответственный за переписку.
Email: itskovich@mail.ru

Siberian Branch

Россия, Ulan-Batorskaya 3, 664 033 Irkutsk

A. Shigarova

Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry of Russian Academy оf Sciences

Email: itskovich@mail.ru

Siberian Branch

Россия, Lermontova 132, P.O. Box 317, 664033, Irkutsk

O. Glyzina

Limnological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: itskovich@mail.ru

Siberian Branch

Россия, Ulan-Batorskaya 3, 664 033 Irkutsk

O. Kaluzhnaya

Limnological Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: itskovich@mail.ru

Siberian Branch

Россия, Ulan-Batorskaya 3, 664 033 Irkutsk

G. Borovskii

Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry of Russian Academy оf Sciences

Email: itskovich@mail.ru

Siberian Branch

Россия, Lermontova 132, P.O. Box 317, 664033, Irkutsk

J. Selvin

Pondicherry University

Email: itskovich@mail.ru

Department of Microbiology, School of Life Sciences

Индия, Puducherry, 605014

Список литературы

  1. Bell J.J. 2008. The functional roles of marine sponges. Estuarine Coastal and Shelf Science 79: 341–352. doi: 10.1007/s10750-013-1799-8
  2. Bell J.J., Biggerstaff A., Bates T. et al. 2017. Sponge monitoring: moving beyond diversity and abundance measures. Ecological Indicators 78: 470–488. doi: 10.1016/j.ecolind.2017.03.001
  3. Cebrian E., Uriz M.J., Turon X. et al. 2007. Sponges as biomonitors of heavy metals in spatial and temporal surveys in northwestern mediterranean: multispecies comparison. Environmental Toxicology and Chemistry 26: 2430–2439. doi: 10.1897/07-292.1
  4. Cebrian E., Uriz M.J., Garrabou J. et al. 2011. Sponge mass mortalities in a warming mediterranean sea: are cyanobacteria-harboring species worse off? PLoS One 6. doi: 10.1371/journal.pone.0020211.
  5. Diaz M.C., Rutzler. K. 2001. Sponges: an essential component of Caribbean coral reefs. Bulletin of Marine Science 69: 535–546. doi: 10.1371/journal.pone.0098181
  6. Efremova S.M. 2001. Sponges (Porifera). In: Timoshkin O.A. (Ed.), Index of animal species inhabiting Lake Baikal and its catchment area. Novosibirsk, pp. 182–192. (in Russian).
  7. Efremova S., Itskovich V., Parfenova V. et al. 2002. Lake Baikal: a unique place to study evolution of sponges and their stress response in an environment nearly unimpaired by anthropogenic perturbation. Cellular and Molecular Biology 48: 359–371.
  8. Efremova S.M. 2004. New genus and new species of sponges from family Lubomirskiidae Rezvoj, 1936. In: Timoshkin O.A. (Ed.), Index of animal species inhabiting Lake Baikal and its catchment area. Novosibirsk, pp. 1261–1278. (in Russian).
  9. Feder M.E., Hofmann G.E. 1999. Heat-shock proteins, molecular chaperones and the stress response: evolutionary and ecological physiology. Annual Reviews of Physiology 61: 243–282. doi: 10.1146/annurev.physiol.61.1.243.
  10. Glyzina O.Yu., Glyzin A.V. 2014. Biochemical adaptation of Lubomirskia baicalensis Baikal sponge to changes in temperature conditions of the environment. Water: Chemistry and Ecology 1: 71–79.
  11. Guzman C., Conaco C. 2016. Gene expression dynamics accompanying the sponge thermal stress response. PLoS One 27: 11. doi: 10.1371/journal.pone.0165368.
  12. Itskovich V., Kaluzhnaya O., Veynberg Y. et al. 2017. Endemic Lake Baikal sponges from deep water. 2: Taxonomy and bathymetric distribution. Zootaxa 4236: 335–342. doi: 10.11646/zootaxa.4236.2.8
  13. Itskovich V.B., Shigarova A.M., Glyzina O.Y. et al. 2018. Heat shock protein 70 (Hsp70) response to elevated temperatures in the endemic Baikal sponge Lubomirskia baicalensis. Ecological Indicators 88: 1–7. doi: 10.1016/j.ecolind.2017.12.055
  14. Kaluzhnaya O.V., Itskovich V.B. 2015. Influence of Baikal sponge bleaching to taxonomic composition of symbiotic microorganisms. Russian Journal of Genetics 51: 1–6. doi: 10.1134/S1022795415110071
  15. Khanaev I.V., Kravtsova L.S., Maikova O.O. et al. 2018. Current state of the sponge fauna (Porifera: Lubomirskiidae) of Lake Baikal: sponge disease and the problem of conservation of diversity. Journal of Great Lakes Research 44: 77–85. doi: 10.1016/j.jglr.2017.10.004
  16. Kültz D. 2005. Molecular and evolutionary basis of the cellular stress response. Annual Review of Physiology 67: 225–257.
  17. Kiran G.S., Sekar S., Ramasamy P. et al. 2018. Marine sponge microbial association: towards disclosing unique symbiotic interactions. Marine Environmental Research 140: 169–179. doi: 10.1016/j.marenvres.2018.04.017.
  18. Kozhova O.M., Izmest’eva L.R. 1998. Lake Baikal – evolution and biodiversity. Leiden: Backhuys Publishers.
  19. Kulakova N.V., Sakirko M.V., Adelshin R.V. et al. 2018. Brown rot syndrome and changes in the bacterial community of the Baikal sponge Lubomirskia baicalensis. Microbial Ecology 75: 1024–1034. doi: 10.1007/s00248-017-1097-5
  20. López-Legentil S., Song B., McMurray S.E. et al. 2008. Bleaching and stress in coral reef ecosystems: Hsp70 expression by the giant barrel sponge Xestospongia muta. Molecular Ecology 17: 1840–1850. doi: 10.1111/j.1365-294X.2008.03667.x.
  21. Masuda Y. 2009. Studies on the taxonomy and distribution of freshwater sponges in Lake Baikal. Progress in Molecular and Subcellular Biology 47: 81–110. https://doi.org/10.1007/978-3-540-88552-8_4
  22. Müller W.E.G., Koziol C., Kurelec B. et al. 1995. Combinatory effects of temperature stress and nonionic organic pollutants on stress protein (hsp70) gene expression in the fresh water sponge Ephydatia fluviatilis. Environmental Toxicology and Chemistry 14: 1203–1208. doi: 10.1002/etc.5620140712
  23. Orani A.M., Baratsa A., Vassileva E. et al. 2018. Marine sponges as a powerful tool for trace elements biomonitoring studies in coastal environment. Marine Pollution Bulletin 131: 633–645. doi: 10.1016/j.marpolbul.2018.04.073
  24. Pantile R., Webster N.S. 2011. Strict thermal threshold identified by quantitative PCR in the sponge Rhopaloeides odorabile. Marine Ecology Progress Series 431: 97–105. doi: 10.3354/meps09128
  25. Parsell D.A., Lindquist S. 1993. The function of heat-shock proteins in stress tolerance: degradation and reactivation of damaged proteins. Annual Review of Genetics 27: 437–496. doi: 10.1146/annurev.ge.27.120193.002253
  26. Schill R.O., Pfannkuchen M., Fritz G. et al. 2006. Quiescent gemmules of the freshwater sponge, Spongilla lacustris (Linnaeus, 1759), contain remarkably high levels of Hsp70 stress protein and hsp70 stress gene mRNA. Journal of Experimental Zoology. Part A. Comparative Experimental Biology 305: 449–457. doi: 10.1002/jez.a.281
  27. Selvin J., Priya S.S., Kiran G.S. et al. 2009. Sponge associated marine bacteria as indicators of heavy metal pollution. Microbiological Research 164: 352–363. doi: 10.1016/j.micres.2007.05.005
  28. Selvin J., Ninawe A.S., Kiran G.S. et al. 2010. Sponge-microbial interactions: ecological implications and bioprospecting avenues. Critical Reviews Microbiology 36: 82–90. doi: 10.3109/10408410903397340
  29. Shimaraev M.N., Verbolov V.I., Granin N.G. et al. 1994. Physical limnology of Lake Baikal: a review. Irkutsk and Okayama: BICER Publishers.
  30. Schröder H.C., Efremova S.M., Margulis B.A. et al. 2006. Stress response in Baikalian sponges exposed to pollutants. Hydrobiologia 568: 277–287. doi: 10.1007/s10750-006-0302-1
  31. Timmons T.M., Dunbar B.S. 1990. Protein blotting and immunodetection. Methods in Enzymology 182: 679–688.
  32. Timoshkin O.A., Ivanov V.G., Obolkin V.A. et al. 2009. Water temperature dynamics in the shallow zone of western coast of southern Baikal in the area of interdisciplinary test site Berezovy as revealed from non-stop measurements by onset StowAway TidbiT loggers. In: Timoshkin O.A. (Ed.), Index of animal species inhabiting Lake Baikal and its catchment area. Novosibirsk, pp. 727–731. (in Russian)
  33. Timoshkin O.A., Samsonov D.P., Yamamuro M. et al. 2016. Rapid ecological change in the coastal zone of Lake Baikal (East Siberia): is the site of the world’s greatest freshwater biodiversity in danger? Journal of Great Lakes Research 42: 487–497. doi: 10.1016/j.jglr.2016.02.011
  34. Tomanek L. 2010. Variation in the heat shock response and its implication for predicting the effect of global climate change on species’ biogeographical distribution ranges and metabolic costs. Journal of Experimental Biolology 213: 971–979. doi: 10.1242/jeb.038034
  35. Van Soest R.W.M., Boury-Esnault N., Vacelet J. et al. 2012. Global diversity of sponges (Porifera). PLoS One 7. doi: 10.1371/journal.pone.0035105
  36. Voinikov V.K., Ivanova G.G., Korytov M.V. 1986. Protein synthesis in plants at low temperature. Physiology and Biochemistry of Cultivated Plants 18: 211–222.
  37. Webster N., Pantile R., Botté E. et al. 2013. Complex life cycle in a warming planet: gene expression in thermally stressed sponges. Molecular Ecology 22: 1854–1868. doi: 10.1111/mec.12213

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Itskovich V., Shigarova A., Glyzina O., Kaluzhnaya O., Borovskii G., Selvin J., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».