В ходе экспедиции на северо-востоке Якутии, в бассейне реки Берелех (левый приток Индигирки), сотрудники Югорского государственного университета обнаружили необычный печёночник — генетически идентичные растения выглядели как совершенно разные виды. Такое явление ботаники раньше не наблюдали. Образцы исследовали специалисты Полярно-альпийского ботанического сада-института Кольского научного центра РАН.
В биологии известны криптические виды (от греч. «kryptos» — скрытый): это внешне почти одинаковые организмы, которые генетически оказываются разными видами и не могут скрещиваться. Такое часто встречается у мхов, насекомых и микроорганизмов — их внешних признаков для различения не хватает. Но в данном случае ученые столкнулись с обратной ситуацией.
Первоначально обнаруженный печёночник, который рос среди сфагнума и других болотных растений в так называемых хасыреях — чашах бывших термокарстовых озер, характерных для вечной мерзлоты, не удалось отнести ни к одному известному виду. По его особенному внешнему облику ему дали название Rudolgaea aenigmatica (рудольгея загадочная).
Внешне новый вид заметно отличался от своего ближайшего родственника, Rudolgaea borealis (рудольгея северная). У R. aenigmatica очень узкие (длина превышает ширину почти в два раза), волнистые и выпуклые листья с глубокими вырезками, неровными краями и длинными зубцами или ресничками у основания. У R. borealis листья более широкие, плоские, с ровными краями и тупыми лопастями.
Однако стандартный молекулярный анализ (ДНК-баркодирование) показал неожиданный результат: генетические последовательности нового вида оказались идентичны маркерам Rudolgaea borealis. Чтобы исключить методическую ошибку, исследователи провели масштабную дополнительную проверку. Они секвенировали в общей сложности семь маркеров ДНК (два ядерных и пять хлоропластных). Результат остался прежним: полная идентичность.
Для поиска различий на уровне всего генома был применен ISSR-анализ. Этот метод позволяет сканировать множество участков генома одновременно с помощью разных праймеров, создавая своеобразный «генетический отпечаток». Были использованы 11 различных праймеров, и снова результат показал полностью совпадающий состав полос (бэндов) для обоих видов.
Более того, экологические условия обитания двух видов также оказались идентичными. Оба растут в одних и тех же минеротрофных (умеренно богатых минеральными элементами) болотах Якутии. Исследователи дважды находили их в одном и том же растительном сообществе, а в одном случае — даже в одной моховой подушке.
«Столь явные морфологические различия при отсутствии четкой молекулярной и экологической дифференциации описаны для печёночников впервые, и на данном этапе объяснения этому не найдены. Вероятно, генетические различия между этими двумя морфологически явно различными видами будут обнаружены в будущем, но в настоящее время мы не смогли выявить их имеющимися методами», — констатируют ученые.
Хотя окончательного решения загадки рудольгеи загадочной пока нет, ученые обозначили вектор дальнейших исследований. Так как традиционные маркеры и даже ISSR-анализ не выявили различий, есть предположение, что генетическая дивергенция может быть обнаружена с помощью метода «супер-баркодинга» — сравнительного анализа полных хлоропластных или митохондриальных геномов. Однако сейчас провести такой анализ затруднительно из-за малого количества доступного гербарного материала.
