Представьте мир вечного мрака, холода и тишины. Царство на дне самого глубокого озера планеты, куда не проникает солнечный свет. Кажется, что здесь никто не может жить. Но это не так. В глубинах Байкала кипит своя, уникальная жизнь, и главные герои этого рассказа — два невероятных рачка: бледный Ommatogammarus albinus и желтоватый Ommatogammarus flavus. Учёные НИИ биологии ИГУ приподняли завесу тайны над их существованием, а результаты этого исследования опубликовали в престижном международном журнале Diversity (Q1), входящем в первый уровень Перечня рецензируемых научных изданий («Белый список» ВАК).
Метаморфозы рачков
Эти рачки — настоящие санитары Байкала. Они патрулируют его дно, поедая всё, что опускается сверху. Но их внешность обманчива. Изучая пробы с разных глубин, учёные заметили, что рыжие рачки O. Flavus, пойманные на глубине больше 650 метров, теряли свой цвет и становились бледными, почти неотличимыми от своих соседей O. Albinus. Куда пропадал их пигмент?
Полина Дроздова, ведущий научный сотрудник НИИ биологии ИГУ, кандидат биологических наук:
Все объяснил биохимический анализ. Оказалось, что все дело в каротиноидах — пигментах, которые рачки получают из пищи. Они не только окрашивают панцирь, но и защищают от ультрафиолета. На глубине, где солнца нет, необходимость в этой «броне» отпадает.
Но самое удивительное происходило с их глазами. Эти глубоководные жители обзавелись своими собственными «солнцезащитными очками». У O. Flavus на небольших глубинах глаза черные, а на больших — красные. У O. Albinus — красные и розовые соответственно. Учитывая очевидную важность зрения для рачков, можно предположить, что дополнительные пигменты на тех глубинах, куда проникает большее (или хоть какое-то) количество света, помогают защитить светочувствительные клетки от губительного действия ультрафиолетового излучения. Это уникальный механизм защиты светочувствительных клеток в суровых условиях Байкала.
Генетический детектив
Самым большим сюрпризом для ученых стали результаты генетического анализа. Оба вида рачков показали одинаково низкое генетическое разнообразие — признак того, что их предки пережили в прошлом демографическую катастрофу, резкое сокращение численности, и вся современная популяция произошла от немногих выживших.
Это открытие породило новую загадку. В частности, остается вопрос о том, как могли разойтись и образоваться два настолько похожих по экологическим особенностям вида. Исследователи предполагают, что два вида могли образоваться в разных котловинах озера и встретиться уже позже — после того, как они разошлись достаточно для того, чтобы перестать скрещиваться.
Кроме того, несмотря на одинаковую генетическую «скудность» и совместное обитание на одной и той же глубине, представители O. Flavus накапливают каротиноиды, а представители O. Albinus — нет.
Возможно, всё дело в диете. Может, O. Flavus — это гурман, который любит микроводоросли, богатые каротиноидами, а O. Albinus — более аскетичный падальщик. А может, их метаболизм по-разному усваивает одни и те же пигменты. Так пищевые предпочтения могли стать тем барьером, который миллионы лет назад разделил один вид на два.
Это исследование — лишь промежуточный этап большой работы, поддержанной грантом Российского научного фонда. Учёные ИГУ только начинают распутывать клубок эволюционных тайн, скрытых в глубинах самого древнего озера на Земле. Ясно одно: Байкал продолжает удивлять, и его глубоководные обитатели хранят ещё много секретов.
