Два вида северных «морских зайчиков» оказались одним целым
Биологи выяснили, что моллюски-диафареолисы, которые раньше считались разными видами из-за различий в окраске и некоторых генах, на самом деле принадлежат к одному.
Такие беспозвоночные обитают в морях Российской Арктики и Дальнего Востока, а потому открытие поможет точнее оценивать биоразнообразие этих регионов и избегать ошибок при определении морских организмов. Это, в свою очередь, важно для отслеживания состояния экосистем в условиях меняющегося климата. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Zoologica Scripta.
Некоторые виды живых существ настолько похожи друг на друга, что долгое время (когда не был доступен генетический анализ) ученые считали их одним видом. Также известны противоположные случаи, когда популяции — небольшие группы в рамках одного вида — из-за различий в среде обитания становятся столь непохожими, что на первый взгляд кажутся отдельными видами.
Поэтому до сих пор существуют недостаточно изученные организмы, которых или ошибочно относят к разным видам, или, напротив, объединяют в один. Это не позволяет специалистам объективно оценить биоразнообразие различных регионов планеты, в том числе морей Арктики и северной части Тихого океана, которые в первую очередь испытывают последствия климатических изменений. Из-за таких изменений некоторые виды могут менять места обитания или вовсе исчезать, поэтому важно их отслеживать.
Особи нового вида дифареолисов — Diaphoerolis shinkaii
Биологи из Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (Москва), Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (Москва) и Музея естественной истории им. Стейнхардтов (Израиль) исследовали голожаберных моллюсков-дифареолисов, обитающих в северных частях Атлантического и Тихого океанов. Этих беспозвоночных часто называют морскими зайчиками из-за похожих на уши головных щупалец.
Ранее считалось, что в морях российской Арктики и в Тихом океане живут два отдельных вида дифареолисов (Diaphoreolis midori и Diaphoreolis viridis), которые отличаются цветом тела и отростков на спине (от ярко-зелёного до оранжевого). При этом по данным стандартного генетического анализа (проводимого по быстро эволюционирующему гену COI в митохондриях) исследуемые виды оказались довольно близки.
Авторы собрали 77 дифареолисов в северных морях России — Баренцевом, Белом, Японском и Охотском, — а также в Тихом океане. Чтобы точно определить вид найденных особей, исследователи применили комплексный подход: сравнили внешние и внутренние признаки моллюсков и проанализировали последовательности пяти разных генов. Среди выбранных для анализа участков ДНК были те, что меняются быстро (например, митохондриальный ген COI, а также ядерный спейсер ITS2) и позволяют определить ближайших родственников особи, и те, что эволюционируют медленнее (ядерные гены H3 и 18S рРНК) и отражают более древние связи.
Генетический анализ показал, что все исследованные моллюски из разных морей «перемешались» на общем эволюционном дереве. Это говорит о том, что популяции этих «видов» активно обмениваются генами. Например, дифареолисы из Японского моря, которых ранее относили к виду Diaphoreolis midori, морфологически (внешне) и генетически не отличимы от тихоокеанского Diaphoreolis viridis. А в прибрежных водах острова Сахалин были обнаружены особи, генетически более близкие к атлантическим популяциям, чем к другим тихоокеанским. Более того, у дифареолисов из всех морей быстро эволюционирующие ядерные гены имели идентичную последовательность, что стало главным признаком их принадлежности к одному виду — Diaphoreolis viridis.
«Мы обнаружили значимые генетические различия только в ДНК митохондрий, тогда как ядерная ДНК подтвердила, что даже географически отдалённые популяции относятся к одному виду. Мы связываем это с тем, что в ходе климатических изменений прошлого (циклов оледенений и потеплений) удаленные популяции дифареолисов одного вида оказались изолированы в различных океанических бассейнах. Это в совокупности с некоторыми другими факторами могло привести к значительному расхождению моллюсков по внешним признакам и ДНК митохондрий, наблюдаемому в настоящее время», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Ирина Екимова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник кафедры зоологии беспозвоночных биологического факультета МГУ.
Более того, авторы исследования открыли и описали новый вид дифареолисов. Его обнаружили в акватории Курильских островов на глубине 706 метров. До этой находки все описанные виды дифареолисов были найдены на глубинах, не превышающих 30 метров. Таким образом, новый дифареолис, который отличается от остальных видов и морфологически, и генетически, — первый глубоководный вид этого рода, а потому он получил название Diaphoerolis shinkaii, что в переводе с японского означает «глубокое море».
Авторы подчёркивают, что знания об истинном разнообразии и особенностях популяционной структуры морских организмов помогут точнее прогнозировать, как климатические изменения и человеческая деятельность — например расширение судоходства — повлияют на ареалы разных видов.
Источник: пресс-служба РНФ.
