Результаты сравнительного исследования рачков-амфипод, полученные в НИИ биологии, вошли в недельный дайджест наиболее интересных событий в отечественной науке, опубликованный Минобрнауки России. Директор НИИ биологии Максим Тимофеев увлекательно рассказал нам о сути работы:
В Байкале есть очень распространённый вид рачков-амфипод под названием Эулимногаммарус бородавчатый (по латыни Eulimnogammarus verrucosus). Этот вид известен очень давно, он был описан одним из самых первых еще в 1858 году. И неудивительно, поскольку именно этих рачков первыми и обнаружит любой человек, оказавшийся на берегах озера. Достаточно просто приподнять у кромки воды любой крупный камешек, и десятки гаммарусов, похожих на зеленых креветок, мгновенно расплывутся в разные стороны. Так вот, пару лет назад, изучая генетическое разнообразие этого распространённого по всему побережью вида, ученые нашего института внезапно обнаружили, что на самом-то деле в Байкале этих бородавчатых гаммарусов не один вид, а целых три. Причем эти все три вида внешне никак неотличимы друг от друга – по-научному такие «скрытные» виды называется криптическими.
Выяснилось, что криптические виды бородавчатых гаммарусов, хоть и являются ближайшими родственниками, четко различимы на генетическом уровне. И, несмотря на близкое родство, эти виды терпеть друг друга не могут: при встрече атакуют и убивают конкурентных самцов, захватывают и спариваются с самками чужого вида, тем самым стерилизуя их, поскольку при межвидовом скрещивании получается нежизнеспособное потомство. Было установлено, что обитают они в разных регионах Байкала: на юго-востоке живет самый агрессивный вид, а два других на западе и севере. Эти ареалы распространения имеют довольно строго определённые границы, отделяющие друг от друга территории обитания каждого вида. Так, в районе Южного Байкала эта граница проходит ровно по истоку реки Ангара, которая являет собой непреодолимый барьер для рачков из-за интенсивного потока холодной глубинной воды, с большой скоростью вытекающего из озера. Исток Ангары надежно разграничивает прибрежные сообщества бородавчатых гаммарусов, принадлежащих конкурирующим видам.
Ученым известно, что исток Ангары довольно молодое образование: он появился совсем недавно (по геологическим меркам), около 100 тысяч лет назад. Поэтому сам исток и его берега является очень интересным модельным участком для изучения скорости и направлений эволюции байкальских эндемиков. Точно зная, когда произошло разделение видов, населяющих разные берега, мы можем оценить скорость эволюционных преобразований в таких изолированных друг от друга популяциях.
У нас в институте этими вопросами занимается группа под руководством Полины Дроздовой. Обнаружив факты криптического разнообразия у бородавчатых гаммарусов, группа Полины решила проверить, насколько эта ситуация уникальна, и относится ли она только к одной группе видов рачков или же она типична для всех прибрежных эндемиков. Следующим в очереди на проверку был вид Эулимногаммарус полосатый (Eulimnogammarus vittatus), так же распространённый в прибрежной зоне. У полосатых гаммарусов была обнаружена очень близкая картина: в изолированных районах обитают совершенно разные, хоть и внешне неотличимые, криптические виды. Казалось бы, с байкальскими рачками все понятно: стоит развести их по разным территориям, как они начинают формировать обособленные сообщества, эволюционируя в отдельные виды, и принимаются конкурировать с некогда близкими родственниками.
Получается, принцип «с глаз долой из сердца вон» присущ не только неверным партнёрам, но вполне относится и к байкальским эндемикам? Как выяснилось, картина немного сложнее.
Третьим исследованным видом, обитающим на разных берегах истока Ангары, стал Эулимногаммарус голубой (Eulimnogammarus cyaneus). Это такой же типичный обитатель прибрежной литорали, как и предыдущие виды. Его можно встретить по всему побережью озера, причем внешний вид рачков может очень сильно различаться своей окраской: от темно синего до светло-голубого и даже оранжевого. Такое богатое морфологическое (внешнее) разнообразие подсказывало исследователям, что наверняка у голубых гаммарусов аналогичная ситуация с разделением на разные виды. Все оказалось совсем не так.
Оказалось, что байкальские голубые гаммарусы решили не дробиться на новые виды, а продолжили жить одной «большой и дружной семьей». Даже несмотря на то, что уже сотню тысяч лет назад прибрежные сообщества этого вида были изолированы друг от друга истоком реки Ангара, по обоим берегам вид сохранился в своем неизменном варианте. Затем выяснилось, что и не только в истоке, но и на севере, и на юге Байкала по-прежнему обитают представители одного и того же вида. При этом, будучи помещенными вместе, голубые гаммарусы из разных отдаленных локаций не проявляют никакой агрессии к сородичам, с готовностью спариваются с самками любого окраса и географического происхождения. Более того, мы обнаружили, что это единственный байкальских вид рачков, который прекрасно себя чувствует в лаборатории и начинает активно расти и размножатся в аквариумах круглый год.
В общем, голубые гаммарусы оказались вполне себе жизнерадостными и позитивными пацифистами, наслаждающимися жизнью. Это довольно радикально отличает их от живущих рядом с ними полосатых и бородавчатых гаммарусов.
Что ж, в заключение, с одной стороны, хочется пожелать всем: относиться к жизни как голубой гаммарус! Но с другой, если более серьезно: стоит отметить, что эта занимательная история очень хорошо показывает нам различные пути эволюционных стратегий, применяемых живыми организмами для выживания собственного вида. Одни развивают навыки быстрой специализации и эволюции, агрессивно борются с близкими и дальними сородичами-конкурентами. А другие, напротив, идут по пути широкой толерантности, гибкости и адаптивности, и выживают именно так. Тем и уникален наш Байкал, что мы можем наблюдать совершенно разные стратегии прямо в одном водоеме, а иной раз буквально на одном квадратном метре изучаемого побережья. И это конечно очень интересно!
Подробнее о работе – в пресс-релизе РНФ
Фото Полины Дроздовой и Ксении Верещагиной
