Несмотря на долгую историю изучения водоемов Евразии, их видовое богатство все еще остается не до конца описанным. Это связано с криптическим разнообразием — явлением, когда внешне очень похожие организмы имеют независимую эволюционную историю. Из-за визуального сходства ученые часто относят их к одному виду, и различить их позволяет только комплексный подход — молекулярно-генетический анализ (сравнение последовательностей ДНК), совмещенный с морфологическим анализом (сравнением внешних признаков).
Массово применять генетические методы специалисты стали относительно недавно, из-за чего до сих пор остается множество организмов с неясным видовым статусом, включая потенциальных кандидатов в новые виды. Точная перепись разнообразия необходима, чтобы лучше представлять пути и механизмы эволюции, а также точнее понимать, какие обитатели водоемов нуждаются в охране.
«В ходе массового генетического анализа каспийских рыб в рамках проекта РНФ мы достаточно неожиданно обнаружили неизвестное ранее генетическое разнообразие среди бычковых рыб Каспия. В частности, в двух родах бычков — пуголовочки и бычки-цуцики — мы выявили новые генетические линии, которые оказались отдельными видами. Так, ранее было известно только два вида пуголовочек — пуголовочка Браунера, живущая в бассейнах Черного и Азовского морей, и туркменская пуголовочка, встречающаяся в южном Каспии. Бычков-цуциков, обитающих в Черноморско-Каспийском регионе, делили на шесть видов. При этом видовая принадлежность некоторых популяций, особенно из малоизученных районов Каспия, оставалась неопределенной, что не позволяло понять эволюцию и пути расселения бычков. А ведь бычки-цуцики — одни из опасных чужеродных видов, быстро расселившихся в ХХ веке по водоемам Европы и Северной Америки. Складывалась парадоксальная ситуация: популяции чужеродных видов в новоприобретенных ареалах были изучены лучше, нежели популяции из естественных ареалов», — рассказал руководитель проекта Борис Лёвин, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН и Института биологии внутренних вод имени И. Д. Папанина РАН.
Бычка-пуголовочку авторы добыли в восточной части Каспийского моря у побережья Казахстана необычным образом: они вытащили рыбку из пасти поймавшего ее водяного ужа. Бычков-цуциков исследователи отловили из рек, относящихся к бассейну северного Каспия, — из дельты Волги и реки Восточный Маныч в Калмыкии.
Исследователи взяли образцы ДНК у обнаруженных рыб и расшифровали последовательности гена COI — генетического «штрих-кода», который уникален для каждого вида. Сравнив его с генами известных рыб из семейства бычковых, биологи выяснили, что новые виды представляют собой самостоятельные эволюционные линии. Кроме того, авторы сравнили находки с музейными образцами черноморских и каспийских бычков по признакам морфологии. Оказалось, что от родственных видов новые экземпляры отличаются количеством лучей в плавниках, окраской и пропорциями тела.
Таким образом, комплексный анализ позволил авторам выявить новые виды в довольно хорошо изученном регионе. Пуголовочка, которую авторы назвали каспийской (Benthophiloides caspicus), оказалась очень редким видом и известна в настоящее время всего по двум экземплярам. Как оказалось, пуголовочки генетически примерно одинаково далеки от своих ближайших родственников — пуголовок и каспиосом. Это указывает на длительную эволюцию семейства бычковых в Каспийском море и подчеркивает значение этого региона как одного из важнейших центров видообразования на Земле.
Новые бычки-цуцики, названные исследователями скифскими (Proterorhinus scythicus), эволюционно оказались ближе к своим родственникам из бассейна Черного моря, чем к сородичам из Каспийского моря. По мнению ученых, такая особенность подтверждает древнюю связь, которая существовала между Черным и Каспийским морями примерно 2,1 миллиона лет назад, в период подъема уровня Каспийского моря. Характерно, что обнаруженные две популяции скифского цуцика — из бассейна Восточного Маныча и из дельты Волги — генетически также отличаются друг от друга.
Ученые уверены, что дальнейшие комплексные исследования Черного, Азовского и Каспийского морей позволят не только выявить новые, скрытые от глаз виды, но и детально реконструировать эволюционную летопись и биогеографию населяющих их организмов.
«Точная оценка видового разнообразия — необходимое условие эффективной охраны природы, особенно в условиях быстрых климатических изменений и растущего давления со стороны человека на экосистемы. Настоящее исследование существенно дополняет представления о разнообразии рыб Каспийского региона, который теперь следует считать наиболее богатым по числу видов бычков-цуциков», — подвел итог Борис Лёвин.
В исследованиях также принимали участие сотрудники Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН (Москва) и ТОО «Научно-производственный центр рыбного хозяйства» (Казахстан). Результаты исследований, поддержанных грантом Российского научного фонда, опубликованы в выпусках Journal of Ichthyology.
.jpg)
