Ученые обнаружили в реке Ангара новый вид пресноводных рачков. Он оказался «двойником» обитающих в Байкале ракообразных эулимногаммарусов бородавчатых (Eulimnogammarus verrucosus). При этом новый вид на несколько миллионов лет древнее байкальских родственников, несмотря на то, что Ангара сформировалась на десятки миллионов лет позже Байкала. Это говорит о том, что раньше ангарский вид обитал в теплых прибрежных районах озера и только относительно недавно — 100-150 тысяч лет назад — «перебрался» в реку. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Zoologica Scripta.
Eulimnogammarus verrucosus, древний ангарский криптический вид-двойник. Источник фото: Ксения Верещагина
Озеро Байкал известно богатством флоры и фауны, при этом часть обитающих в нем видов эндемична, то есть не встречается ни в каких других местах. Так, в Байкале описано более 350 видов и подвидов амфипод — рачков, внешне напоминающих креветок, при этом ученые допускают, что еще большее количество видов может быть до сих пор неизвестно науке. Поиск новых видов усложняется тем, что они могут быть «двойниками» (криптическими видами) уже известных рачков, то есть внешне быть абсолютно идентичными им, но отличаться генетически.
Так, например, недавно исследователи из Иркутского государственного университета (Иркутск) определили, что один из самых широко распространенных в прибрежной зоне Байкала видов рачков-амфипод — эулимногаммарус бородавчатый (Eulimnogammarus verrucosus) — на самом деле представляет собой не один, а целых три криптических вида. Причем разные виды очень четко разделены географически: одни рачки населяют западный берег Байкала, вторые — восточный, а третьи — южный.
В новой работе авторы решили выяснить, встречаются ли криптические виды Eulimnogammarus verrucosus не только в Байкале, но и в единственной вытекающей из него реке — Ангаре. Ангара интересна тем, что она довольно молодая — ее возраст не превышает 100-150 тысяч лет, что крайне мало по сравнению с возрастом самого Байкала, который оценивают в 25-30 миллионов лет. При этом Ангара — особенно в зоне ее истока, где течение очень интенсивное, — служит трудно преодолеваемым барьером для перемещения мелководных обитателей с разных ее берегов. Этот географический барьер и привлек внимание ученых.
«Исток Ангары представляет собой особую, уникальную систему: ее берега формируются из южного и западного побережий Байкала, которые заселены южным и западным криптическими видами Eulimnogammarus verrucosus соответственно. Изначально наша задача состояла в том, чтобы оценить, какие именно криптические виды смогли проникнуть из Байкала в Ангару и «закрепиться» там», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Полина Дроздова, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник НИИ биологии Иркутского государственного университета.
Ученые отловили 149 рачков в 17 точках сбора, расположенных на расстоянии от полукилометра до 650 километров от истока Ангары, и проанализировали их генетическое разнообразие. Оказалось, что в Ангаре обитают представители как южного, так и западного криптических видов, проникающие в реку с разных берегов Байкала. При этом исследователи установили характерную закономерность: западный вид рачков обитает только в самом истоке реки, а вот далее вниз по течению он полностью исчезает. Напротив, южные рачки были распространены по всей протяженности Ангары.
«Описанная ситуация очевидно говорит о том, что южные рачки вытесняют западных в ходе межвидовой конкуренции. Предположительно, это связано с репродуктивной адаптацией южной группы, позволяющей давать за раз больше потомства, чем западный вид», — уточняет участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Александра Саранчина, первый автор исследования, младший научный сотрудник НИИ биологии Иркутского государственного университета.
Однако самым необычным открытием стала генетически независимая ангарская криптическая группа рачков, которая не встречается в Байкале и ранее была неизвестна ученым. Эта группа стала уже четвертым видом-«двойником» Eulimnogammarus verrucosus в дополнение к трем, описанным ранее.
Eulimnogammarus verrucosus, южный криптический вид-двойник. Источник фото: Ксения Верещагина
Далее авторы оценили эволюционный возраст всех обнаруженных видов-«двойников» Eulimnogammarus verrucosus. Новый ангарский вид оказался самым «старшим» из всей группы — он появился около 5,5 миллионов лет назад, то есть за миллионы лет до образования самой реки Ангары.
Авторы объясняют это неожиданное наблюдение тем, что экосистема Байкала, как и само озеро, очень древняя. За прошедшие миллионы лет климат на Байкале менялся несколько раз: здесь были периоды как потепления, так и похолодания. И в эти разные климатические периоды в озере эволюционировали, появлялись и исчезали свои виды, приспособленные к текущим окружающим условиям. Сейчас Байкал — холодное озеро, и в нем преобладают холодолюбивые виды. Но были в истории Байкала и периоды, когда он представлял собой довольно теплый водоем и был населен теплолюбивой фауной. Некоторые из тех теплолюбивых видов смогли сохраниться по сей день в местах, где по-прежнему наблюдается повышенная температура, например, в районах горячих источников. Вероятно, и находка древнего «ангарского родственника» байкальских амфипод служит свидетельством того, что эти рачки пережили похолодание вод в Байкале где-то за его пределами, в тепловодных «убежищах». А в формирующуюся молодую Ангару они попали совсем недавно, расселившись по ее мелким и теплым заливам.
«Наше исследование подтверждает, что вопрос о численности видов-эндемиков, обитающих в Байкале, по большому счету, остается до сих пор открытым. Несомненно, реальное число видов, обитающих в озере (и без того рекордное), в значительной степени больше, чем ученые обнаружили к настоящему времени. Одна из наиболее важных задач — попробовать разобраться в этом разнообразии и выявить, сколько же на самом деле видов эндемиков обитает в Байкале, как сформировалась и эволюционировала его уникальная экосистема», — комментирует участник исследования, Максим Тимофеев, доктор биологических наук, директор НИИ биологии Иркутского государственного университета.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Российского научного фонда