КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 23-24-10028
НазваниеРыбы-хозяева охраняемого вида пресноводных двустворчатых моллюсков жемчужницы европейской Margaritifera margaritifera (Linnaeus, 1758) в реках Национального парка «Онежское Поморье»
Руководитель Коноплева Екатерина Сергеевна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова Уральского отделения Российской академии наук , Архангельская обл
Конкурс №76 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-107 - Экология биосистем
Ключевые слова Европейская жемчужница, Margaritifera margaritifera, охраняемый вид, глохидии, рыбы-хозяева, кумжа, семга, Онежское Поморье
Код ГРНТИ34.35.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Жемчужница европейская Margaritifera margaritifera (Linnaeus, 1758) является редким и исчезающим видом пресноводных двустворчатых моллюсков, который внесен в Красную книгу России и Архангельской области. Особенностью европейской жемчужницы является сложный жизненный цикл, который включает стадию личинки (глохидии), паразитирующей исключительно на лососевых рыбах – атлантическом лососе или кумже. Таким образом, эти пресноводные моллюски оказываются сильно зависимы от жизнеспособных популяций рыб-хозяев. Большинство исследований проводимых на территории Архангельской области связаны с оценкой общего состояния популяций жемчужницы европейской, оценке их плотности, возраста и уровня воспроизводства. В то же время вопросы, касающиеся рыб-хозяев глохидий M. margaritifera остаются неизученными, хотя они являются одними из ключевых при разработке мероприятий по восстановлению численности жемчужниц. Наш проект направлен на выявление рыб-хозяев глохидий жемчужницы европейской Margaritifera margaritifera (Linnaeus, 1758) из популяций рек на территории Национального парка «Онежское Поморье», где в настоящее время обитают жизнеспособные популяции моллюсков. В рамках проекта планируется определить основного и факультативного хозяина глохидий европейской жемчужницы и выяснить идет ли на исследуемой территории процесс гибридизации между рыбами-хозяевами жемчужницы европейской – кумжей и семгой. Для решения поставленных задач будет использован простой и эффективный популяционно-экологический подход, позволяющий оценить интенсивность и экстенсивность заражения и современный молекулярно-генетический метод, необходимый для выявления гибридов. Полученные данные позволят разработать систему охраны и мониторинга популяций редкого вида пресноводных двустворчатых моллюсков – европейской жемчужницы M. margaritifera.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Коноплева Е.С., Вихрев И.В., Челпановская О.А., Дворянкин Г.А., Футоран П.А., Гофаров М.Ю., Кондаков А.В., Болотов И.Н.
Konopleva, E.S., Vikhrev, I. V., Chelpanovskaya, O.A., Dvoryankin, G.A., Futoran, P. A., Gofarov, M.Yu., Kondakov, A.V. & Bolotov, I.N. (2024) Population status and host fishes of the freshwater pearl mussel in the eastern part of the Onega Peninsula, Northern European Russia. Limnologica, 107, 126184. https://doi.org/10.1016/j.limno.2024.126184
Limnologica, T. 107, 126184, C. 1-10 (год публикации - 2024)
10.1016/j.limno.2024.126184
2.
Коноплева Е. С., Кондаков А. В., Челпановская О. А., Гофаров М. Ю., Вихрев И. В., Рыкусов В. В., Болотов И. Н.
Konopleva, E. S., Kondakov, A. V., Chelpanovskaya, O. A., Gofarov, M. Y., Vikhrev, I. V., Rykusov, V. V., & Bolotov, I. N. (2024). Discovery of a freshwater pearl mussel population from the Kushereka River, White Sea drainage, Northern European Russia. Ecologica Montenegrina, 79, 145–149. https://doi.org/10.37828/em.2024.79.14
Ecologica Montenegrina, T. 79, C. 145-149 (год публикации - 2024)
10.37828/em.2024.79.14
3.
Коноплева Е. С., Вихрев И. В., Челпановская О. А., Дворянкин Г. А., Футоран П. А., Гофаров М. Ю., Кондаков А. В., Болотов И. Н.
Konopleva, E. S., Vikhrev, I. V., Chelpanovskaya, O. A., Dvoryankin, G. A., Futoran, P. A., Gofarov, M. Y., Kondakov, A. V., & Bolotov, I. N. (2024) Genetic diversity of salmonid fishes in the eastern part of the Onega Peninsula, Northern European Russia. Ecologica Montenegrina, 78, 85–97. https://doi.org/10.37828/em.2024.78.10
Ecologica Montenegrina, T. 78, С. 85-97 (год публикации - 2024)
10.37828/em.2024.78.10
4.
Коноплева Е.С., Вихрев И.В., Челпановская О.А., Дворянкин Г.А., Футоран П.А., Гофаров М.Ю., Кондаков А.В., Болотов И.Н.
Konopleva E.S., Vikhrev I.V., Chelpanovskaya O.A., Dvoryankin G.A., Futoran P.A., Gofarov M.Y., Kondakov A.V. & Bolotov I.N. (2025) Updates on genetic diversity of brown trout in the Onega Peninsula, Northern European Russia. Ecologica Montenegrina, 81, 27-36. https://dx.doi.org/10.37828/em.2025.81.4
Ecologica Montenegrina, T. 81, C. 27-36 (год публикации - 2025)
10.37828/em.2025.81.4
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
За второй год выполнения проекта были проведены полевые работы в западной части Национального парка «Онежское Поморье» (Онежский берег), а также центральной части Онежского полуострова на прилегающих к парку территориях. Всего было обследовано девять водотоков: реки Котова, Ильина, Палова, Лямца, Вейга, Вежма (включая ручей Верхняя Россоха), Кумжевая и Яреньга. Популяции жемчужниц в обследованных водотоках обнаружены не были, отсутствовали даже пустые раковины или их обломки. По этой причине были отобраны только пробы рыб на молекулярно-генетический анализ с помощью нелетального метода и осуществлена фиксация кусочков жировых плавников в 96% этаноле. В качестве молекулярных маркеров использовались фрагменты митохондриального (цитохром b, cyt-b) и ядерного генов (RAG1). Всего было получено по 66 сиквенсов для каждого маркера. Все образцы рыб из исследованных бассейнов оказались кумжей, семга не была выявлена ни в одном из этих водотоков. Анализ гена RAG1 показал один гаплотип у всех образцов кумжи, таким образом, гибридов также идентифицировано не было.
Генетическое разнообразие популяций оценивалось по фрагменту гена cytb с использованием индексов гаплотипического (Hd) и нуклеотидного разнообразия (π). Для оценки генетической дифференциации использовали значения попарных FST дистанций, рассчитанных по методу Tajima и Nei, и скорректированых p-дистанций (K2P) в программе Arlequin v. 3.5.1.2 и MEGA11. Отклонение от нейтральности в изученных группах популяций и в отдельных популяциях определяли с помощью тестов Fu и Tajima. Для выявления филогеографических закономерностей в популяциях лососевых были построены TCS сети гаплотипов с использованием программы POPArt. В набор данных для анализа также вошли дополнительные сиквенсы из NCBI GenBank.
Первоначально были проанализированы последовательности фрагментов генов COI, cyt-b и RAG1, которые были получены по результатам секвенирования проб рыб 2023 года из рек Большая Сярта, Лопшеньга (включая руч. Каменный), Усть-Яреньга, Галдарея, Госдарея и Летняя Золотица. Во всех изученных водотоках был выявлен один гаплотип COI у Salmo trutta и один гаплотип у S. salar, которые идентичны вариантам широко распространенным как на Европейском Севере России, так и по всему миру. В наборе данных cytb были обнаружены 2 гаплотипа S. trutta (st1 и st2) и 4 гаплотипа S. salar (ss1, ss2, ss3, ss4). По результатам анализа гена cytb кумжи из бассейнов рек Котова, Ильина, Палова, Вейга, Вежма (включая ручей Верхняя Россоха), Кумжевая и Яреньга было выявлено 4 гаплотипа S. trutta (st_1, st_2, st_n3 и st_n4). Наиболее распространенным на Онежском полуострове является гаплотип st1, гаплотип st2 является вторым по частоте встречаемости. Два других гаплотипа были обнаружены впервые и являются уникальными для бассейнов рек Вежма (st_n3) и Яреньга (st_n4). Среди популяций кумжи наименьшее значение гаплотипического разнообразия Hd наблюдалось для бассейнов рек Лопшеньга, Вейга и Кумжевая, где был зарегистрирован только один гаплотип, а наибольшее для рек - Яреньга и Госдарея. В целом, S. trutta отличается умеренным генетическим разнообразием (Hd=0,41±0,05), которое сопоставимо со значениями, рассчитанными для средиземноморской (ME) эволюционной линии этого вида. В то же время, уровень генетического разнообразия популяции семги в р. Усть-Яреньга оказался выше (Hd=0.73±0.07, 3 уникальных гаплотипа - ss_2, ss_3, ss_4), что может свидетельствовать о более высоком эволюционном потенциале S. salar по сравнению с S. trutta, обитающей в том же водотоке, а также конкуренции между видами. Данный вывод согласуется с ранее опубликованными работами, где показано, что проходные формы (к которым вероятно относится семга) имеют более высокое генетическое разнообразие, чем пресноводные (кумжа-форель). Согласно тестам на нейтральность, все изученные популяции лососевых рыб на Онежском полуострове находятся в равновесии и отличаются стабильностью.
По уровню генетического разнообразия популяции кумжи из рек Госдарея и Яреньга и семги из р. Усть-Яреньга кажутся наиболее благополучными. Популяции с более низким генетическим разнообразием кумжи требуют особого внимания и охраны. В особенности, это касается р. Большая Сярта, для которой характерна повышенная паразитарная нагрузка, в основном за счет заражения моногенеями Discocotyle sagittata. Наличие уникальных гаплотипов cyt b, которые не обнаружены за пределами Онежского полуострова, как у семги, так и у кумжи делают такие популяции важными с точки зрения изучения генетического разнообразия, охраны и мониторинга.
По причине отсутствия колоний жемчужниц в изученных водотоках 2024 года не было получено информации и об их рыбах-хозяевах. Однако, учитывая, что все пойманные образцы рыб оказались кумжей, то можно предположить, что она могла бы выступать в качестве рыбы-хозяина в этих водотоках для жемчужницы (если предположить ее присутствие), как и для большинства европейских популяций.
Новая колония жемчужницы была обнаружена в нижнем течении реки Кушерека, Онежский район. Особи жемчужниц были промерены и затем бережно возвращены в грунт. Рассчитаны морфометрические индексы и проведен статистический анализ. Были зарегистрированы только взрослые особи с длиной раковины более 70 мм. Средняя плотность оказалась достаточно низкой и составила менее 1 особи × м-2 (0,37±0,06), что сопоставимо с недавно изученными популяциями пресноводной жемчужницы из водотоков Летнего берега Белого моря, а именно из рек Большая Сярта, Усть-Яреньга и Лопшеньга, ближайшей популяции из реки Малошуйка, а также реки Кожа. Отсутствие молодых особей среди обнаруженных экземпляров может свидетельствовать о замедлении воспроизводства. Средние значения морфометрических параметров и индексов аналогичны результатам, полученным для ручья Каменный на Онежском полуострове.
Разработаны природоохранные рекомендации на основе данных, полученных за два года выполнения проекта. Ключевыми мерами охраны являются пресечение незаконного вылова лососевых рыб, регулярный мониторинг популяций как рыб, так и моллюсков, отслеживание состояние экосистем рек в целом для своевременного реагирования на возможные негативные последствия рубок. Что касается популяции M. margaritifera из реки Кушерека, то основные усилия должны быть направлены на получение дополнительной информации о данной популяции.
Результаты работ представлены на гидробиологическом съезде и международной малакологической конференции (г. Архангельск). По теме исследования опубликовано 3 научных работы в журналах, входящих в WoS и Scopus.
Ссылки на информационные ресурсы в сети Интернет (url-адреса): https://fciarctic.ru/Articles/Sotrudniki-Lavyorovskogo-centra-i-Kenozerskogo-nacionalnogo-parka-prodoljayut-rabotu-po-izucheniyu-bioti-rek-Onejskogo-poluostrova
https://nauka.tass.ru/nauka/22527013?utm_source=google.com&utm_medium=organic&utm_campaign=google.com&utm_referrer=google.com
Публикации
1.
Коноплева Е.С., Вихрев И.В., Челпановская О.А., Дворянкин Г.А., Футоран П.А., Гофаров М.Ю., Кондаков А.В., Болотов И.Н.
Konopleva, E.S., Vikhrev, I. V., Chelpanovskaya, O.A., Dvoryankin, G.A., Futoran, P. A., Gofarov, M.Yu., Kondakov, A.V. & Bolotov, I.N. (2024) Population status and host fishes of the freshwater pearl mussel in the eastern part of the Onega Peninsula, Northern European Russia. Limnologica, 107, 126184. https://doi.org/10.1016/j.limno.2024.126184
Limnologica, T. 107, 126184, C. 1-10 (год публикации - 2024)
10.1016/j.limno.2024.126184
2.
Коноплева Е. С., Кондаков А. В., Челпановская О. А., Гофаров М. Ю., Вихрев И. В., Рыкусов В. В., Болотов И. Н.
Konopleva, E. S., Kondakov, A. V., Chelpanovskaya, O. A., Gofarov, M. Y., Vikhrev, I. V., Rykusov, V. V., & Bolotov, I. N. (2024). Discovery of a freshwater pearl mussel population from the Kushereka River, White Sea drainage, Northern European Russia. Ecologica Montenegrina, 79, 145–149. https://doi.org/10.37828/em.2024.79.14
Ecologica Montenegrina, T. 79, C. 145-149 (год публикации - 2024)
10.37828/em.2024.79.14
3.
Коноплева Е. С., Вихрев И. В., Челпановская О. А., Дворянкин Г. А., Футоран П. А., Гофаров М. Ю., Кондаков А. В., Болотов И. Н.
Konopleva, E. S., Vikhrev, I. V., Chelpanovskaya, O. A., Dvoryankin, G. A., Futoran, P. A., Gofarov, M. Y., Kondakov, A. V., & Bolotov, I. N. (2024) Genetic diversity of salmonid fishes in the eastern part of the Onega Peninsula, Northern European Russia. Ecologica Montenegrina, 78, 85–97. https://doi.org/10.37828/em.2024.78.10
Ecologica Montenegrina, T. 78, С. 85-97 (год публикации - 2024)
10.37828/em.2024.78.10
4.
Коноплева Е.С., Вихрев И.В., Челпановская О.А., Дворянкин Г.А., Футоран П.А., Гофаров М.Ю., Кондаков А.В., Болотов И.Н.
Konopleva E.S., Vikhrev I.V., Chelpanovskaya O.A., Dvoryankin G.A., Futoran P.A., Gofarov M.Y., Kondakov A.V. & Bolotov I.N. (2025) Updates on genetic diversity of brown trout in the Onega Peninsula, Northern European Russia. Ecologica Montenegrina, 81, 27-36. https://dx.doi.org/10.37828/em.2025.81.4
Ecologica Montenegrina, T. 81, C. 27-36 (год публикации - 2025)
10.37828/em.2025.81.4
Возможность практического использования результатов
Выявление уникальных гаплотипов семги и кумжи в водотоках Онежского полуострова и популяций с повышенным генетическим разнообразием, а также обнаружение популяций редкого вида - пресноводной жемчужницы (Margaritifera margaritifera), повысят значимость этой территории с точки зрения охраны и мониторинга. Данные полученные по рыбам-хозяевам глохидий M. margaritifera могут быть использованы при разработке мероприятий по восстановлению численности жемчужниц.
Данные о генетическом разнообразии семги и кумжи и образцах с уникальными гаплотипами, а также сами полученные нуклеотидные последовательности могут быть использованы ихтиологами и рыбоводами. Например, из рек с повышенным генетическим разнообразием лососевых возможен отбор образцов для воспроизводства и поддержания необходимого аллельно разнообразия в маточных стадах рыб на рыбзаводах, или последующего выпуска мальков, полученных от этих диких рыб, в водоемы с целью пополнения естественных популяций.
Биоматериал (фиксированные образцы рыб: плавники, жабры, чешуя) могут быть использованы для последующего микросателлитного анализа или полногеномного секвенирования лососевых рыб и анализа ДНК.
Обнаружение новой популяции жемчужницы в реке Кушерека (Онежский район) привлечет внимание специалистов-малакологов и экологов, для дальнейшего ее изучения и мониторинга.