Генетики уточнили родство сибирских и американских рачков-реликтов

Генетический анализ помог разрешить давний спор ученых о происхождении двух видов веслоногих рачков, обитающих в озерах Сибири и Северной Америки. Оказалось, что сибирский рачок Senecella siberica и североамериканский Senecella calanoides — это самостоятельные сестринские виды, а не вариации одного вида, как считалось ранее.


Их предки разошлись около 6–7 миллионов лет назад в арктических морях, а затем независимо колонизировали пресные воды континентов, сообщили в пресс-службе Красноярского научного центра СО РАН.

Ледниковые реликты — это виды, которые сохранились с эпохи древних оледенений, хотя окружающие их условия давно изменились. К таким видам относят и планктонных веслоногих рачков рода Senecella. Представителей этого рода находят в двух совершенно разных регионах. Популяции Senecella calanoides обитают в пресноводных ледниковых озерах Северной Америки. 

Популяции Senecella siberica встречаются в устьях сибирских рек, впадающих в Карское море и море Лаптевых, и недавно были обнаружены в Больших Норильских озерах Лама и Собачье. Долгое время ученые не могли понять, являются ли эти популяции разными видами, или же это две формы одного вида, поскольку отличия в строении их тел довольно незначительны.

Чтобы поставить точку в споре, специалисты Красноярского научного центра СО РАН и Иркутского научного центра СО РАН провели генетический анализ этих видов. Они сравнили участки ДНК, которые обычно используются для различения близких видов. Сибирские образцы были взяты из озера Собачье в Норильском районе и из Обской губы у поселка Сабетта, а североамериканские из озера Шамплейн в США (штат Вермонт).

Генетический анализ показал, что это родственные сестринские виды, обитающие в разных географических ареалах. Их ДНК различается настолько, насколько обычно различаются разные виды, а не вариации одного.

Более того, ученые выяснили примерное время расхождения этих видов. Они разделились на две самостоятельные ветви давно: в среднем от 2,5 до 7,1 миллионов лет назад. При этом, отметили исследователи, расселение этих видов во внутренние водоемы произошло всего несколько сотен-десятков тысяч лет назад. В ту эпоху море неоднократно наступало на сушу, а затем отступало, и рачки, оказавшиеся в изолированных водоемах и реках, остались там, пережив ледниковые периоды в различных убежищах и используя для расселения приледниковые озера.

«Полученные данные не только проясняют эволюционную историю ледниковых реликтов, но и имеют значение для понимания того, как арктические экосистемы реагируют на изменения климата и уровня моря. Ведь виды-реликты — это живые свидетели прошлых событий, и их генетическое разнообразие отражает историю целых регионов. Однако, чтобы сложить полную картину, необходимы дальнейшие исследования. Мы планируем изучить рачков из России, США и Канады, не охваченных текущей работой. Расширение географии поможет нам понять, насколько едины сибирские и американские популяции, и конкретизировать волны заселения внутренних водоемов. Это важно не только для фундаментальной науки, но и для прогноза того, как виды будут реагировать на современное таяние мерзлоты и изменение солености арктических морей», — рассказала одна из авторов работы Ольга Дубовская, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Института биофизики СО РАН, профессор Сибирского федерального университета.

Результаты также подтвердили, что оба вида имеют морское происхождение. Косвенным доказательством морского прошлого служит биохимия: в отличие от большинства пресноводных рачков, которые накапливают жиры-триацилглицерины, Senecella накапливают липиды, типичные для морских видов. Таким образом, в пресных озерах у Норильска сегодня живут рачки, чьи предки были морскими обитателями.

Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Great Lakes Research.