Исследователи Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН и ДВФУ провели ревизию красных водорослей семейства Palmariaceae, обитающих у российских берегов в северо-западной части Тихого океана. Пальмариевые водоросли – не очень большая группа красных водорослей, имеющая большое экологическое и прикладное значение.

Все представители семейства Palmariaceae являются сообщество-образующими видами в холодно-умеренных и приполярных зонах Мирового океана. Произрастают они, в основном, в северной части Тихого океана. Почти все известные виды встречаются у берегов России, лишь по два вида произрастают в Северной Атлантике и в Субантарктике. Пальмариевые водоросли имеют хозяйственное значение: они используются в пищу человеком, в качестве корма для моллюска морское ухо (Abalone), являются многообещающим источником биологически активных веществ и лектина – вещества, использующегося при диагностике ряда заболеваний. Для этих целей виды пальмариевых водорослей собирают их естественных зарослей и выращивают в фермерских хозяйствах марикультуры. Однако успешное культивирование водорослей невозможно без точного определения их видовой принадлежности, поскольку даже близкие виды могут иметь разные экологические предпочтения, а следовательно, для их успешного выращивания, будут различаться.

Кроме такого «прикладного» интереса, изучение видового состава водорослей семейства Palmariaceae важно для реализации фундаментальной задачи биологии – инвентаризации видового состава водорослей, обитающих в акватории страны и во всем Мировом Океане.

Пальмариевые водоросли – сложная для идентификации группа даже для специалистов-систематиков. Морфология этих водорослей очень простая и при этом для них характерна очень высокая морфологическая изменчивость особей одного вида, произрастающих в разных условиях. Это затрудняет выделение точных диагностических признаков, позволяющих однозначно отнести особь к тому или иному виду. Эти трудности стало возможным преодолеть лишь недавно с развитием молекулярно-генетических методов, суть которых заключается в определении нуклеотидных последовательностей определенных (маркерных) участков ДНК и их сравнении с последовательностями других видов. Использование молекулярно-генетических методов в изучении водорослей показало, что многие широко распространенные изменчивые виды в действительности оказались группами видов, каждый из которых приурочен к определенным условиям обитания. Это привело к необходимости проверки «старых» флористических данных, основанных на морфологическом подходе, новыми современными методами – другими словами, реинвентаризации флоры.

Семейство Пальмариевые включает три рода: Palmaria, Devaleraea и Halosaccion и насчитывает 23 вида. До недавнего времени считалось, что род Пальмария объединяет пластинчатые водоросли, род Девалерия – c трубчатыми и род Галосакцион – с мешковидными талломами. Самое большое число видов насчитывал род Пальмария. Однако недавние исследования позволили по-новому взглянуть на систематику семейства. Использование молекулярно-генетических методов выявило, что ряд видов рода Пальмария должны быть переведены в род Devalerea. Эти пионерные исследования были проведены на водорослях Северо-Американского побережья Тихого Океана.

В дальневосточных морях России обнаружены пять видов новых видов красных водорослей рода Devalerea (семейство Пальмариевые). Водоросли были собраны в ходе экспедиционных работ. Научно-исследовательская экспедиция № 56 в Охотское море и северо-западную часть Тихого океана вблизи Курильских островов на борту НИС «Академик Опарин» была организована и проведена Тихоокеанским институтом биоорганической химии им. Г. Б. Елякова ДВО РАН совместно с Национальным научным центром морской биологии им. А. В. Жирмунского ДВО РАН в период с 23 июня по 7 июля и с 25 июля по 26 августа 2019 г. О части результатов в статье →.

Учёные продолжили ревизию семейства Palmariaceae, включив водоросли из российских вод. Результаты исследований, опубликованные в журналах Phycologia и European Journal of Phycology, показали, что из 7 известных на начало исследований видов рода Palmaria, обитающих у российских берегов, только один вид – Palmaria moniliformis – должен быть оставлен в этом роде. Остальные виды должны быть переведены в род Devaleraea.

Более того, учёные выяснили, что видовое богатство семейства Palmariaceae в мире является недооцененным. Авторы обнаружили, что, по крайней мере, два морфологических вида (Devaleraea stenogona и Devaleraea mollis) представляют собой комплексы генетических видов. Детальный морфологический анализ выявил признаки, позволяющие разграничить эти виды. В результате были описаны 5 новых для науки видов рода Devaleraea.

Более точная идентификация образцов позволила пересмотреть представления о распространении пальмариевых водорослей у дальневосточных берегов России, о их экологических предпочтениях, температурных потребностях для роста и размножения. Кроме того, был получен значительный массив данных о нуклеотидных последовательностях определенных участков ДНК обитающих у российских берегов девалерей, что позволит проводить точное определение обнаруженных видов с использованием генетических данных не только специалистами-систематиками, но и другими исследователями, например занимающихся изучением функционирования и динамики морских прибрежных сообществ. Это позволит лучше понять вклад пальмариевых водорослей в процессы, протекающие в экосистемах умеренных вод.

Источник: Национальный научный центр морской биологии
им. А. В. Жирмунского ДВО РАН.