Новости

16 мая, 2023 15:32

Учёные СПбГУ и Лавёровского центра выяснили, как прудовики приспособились к жизни в термальных источниках

Источник: ТАСС.Наука
Российские биологи выяснили, что виды моллюсков-прудовиков, поселяясь в термальных источниках, быстро эволюционируют, образуя особые экологические «расы». Об этом сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ, сославшись на данные масштабных исследований, проведенных сотрудниками Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени Н. П. Лавёрова Уральского отделения РАН совместно с СПбГУ. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в научном журнале Diversity.
Термальный источник, Камчатка. Источник: ведущий научный сотрудник Лавёровского центра Ольга Аксёнова

География исследований, которые длились около 15 лет, охватывает Камчатку, Байкал, Пым-Ва-Шор (термальное урочище в Ненецком автономном округе), а также часть геотермальных зон в Казахстане, Таджикистане, Исландии и Канаде.

Чтобы определить, как меняется внешний облик моллюсков, когда они попадают в термальные источники, ученые СПбГУ изучили размеры, пропорции и формы раковин моллюсков из источников и других мест обитания. Оказалось, что прудовики из термальных источников значительно миниатюрнее своих «соседей» из зональных водоемов, при этом формы раковин у нескольких видов также изменились. Попадая в термальный источник, особи начинают приспосабливаться к новым условиям, так происходит генетический отбор, который сопровождается вспышкой размножения. Это объясняется репродуктивными особенностями прудовиков, которые, будучи гермафродитами, не нуждаются в поиске полового партнера для размножения. Круглогодичный цикл без спячки позволяет моллюскам размножаться быстрее прудовиков из других мест обитания, однако это приводит к сокращению жизни.


·         Раковины прудовика Ampullaceana lagotis из термальных источников Пым-Ва-Шор (справа) и из озера Дияты (слева) в Ненецком автономном округе. Источник: Ольга Аксёнова 


Улитки-прудовики - широко распространенные обитатели пресных вод, которые питаются как живыми растениями, так и «детритом» - разлагающейся органикой, а иногда животной пищей и бактериями. Эти моллюски способны выживать при температуре до +40°C градусов, а в умеренном климате зимой погружаются в спячку. В зоне термальных источников, где температура может достигать +100°C, обычные моллюски выжить не могут. Однако если в таких специфических условиях живой организм сумеет выработать определенные варианты адаптации, у него появятся и некоторые преимущества. В источниках наблюдается высокий уровень минерализации воды и дефицит кислорода, что позволяет прудовикам оставаться активными и размножаться вне зависимости от сезона. Кроме того, в подобных местах обитания снижено «давление» хищников и конкурентов.

Открытие новой «расы»

«У шести исследованных термальных видов произошло уменьшение размеров: по сравнению с обычными они стали карликовыми. Кроме того, генетический анализ моллюсков из разных географических зон показал, что у «термальных» прудовиков накапливается большое число уникальных нуклеотидных замен», - рассказал заведующий лабораторией макроэкологии и биогеографии беспозвоночных СПбГУ Максим Винарский.

Правда, при этом укорачивается срок жизни конкретного моллюска.


Термальные прудовики на Камчатке.Источник: Ольга Аксёнова

«Если в зональных водоемах моллюски живут в среднем два года, то термальные - не более года. Через полгода они достигают репродуктивного возраста, не успевая вырасти до стандартных размеров, их жизненный цикл ускоряется», - объяснила ведущий научный сотрудник Лавёровского центра Ольга Аксёнова.
C этим связано и изменение формы раковины у четырех из шести исследованных видов. Улитки из термальных источников достигают полового созревания раньше обычного и остаются на всю жизнь «ювенилизированными»: их раковины сохраняют пропорции, характерные для молодых особей.

По мнению директора Лавёровского центра, член-корреспондента РАН Ивана Болотова и его коллег по исследованиям, речь идет об образовании не подвидов и даже не особых видов, а экологических рас.

«Это особые внутривидовые образования, возникающие везде, где складываются подходящие условия для жизни. Ареал у прудовиков может быть очень широким, но эти карликовые расы возникают «пятнами» - там, где есть термальные источники. Мы называем эти расы экологическими, потому что их формирование обусловлено специфической средой обитания. И если подвид - это понятие географическое, то здесь мы имеем дело с проявлениями параллельной эволюции», - пояснил Максим Винарский.

Теги
Биология
21 февраля, 2024
Биологи открыли более ста полезных для фармацевтики веществ в японском цветке
Российские биологи исследовали химический состав садового многолетника анемонопсис крупнолистный (...
13 февраля, 2024
Ученые нашли нашли способ активировать один из важнейших белков в клетках человека
Ученые Института цитологии (ИНЦ) РАН в Санкт-Петербурге нашли способ искусственной активации функций...