Bombus lukorum. Фото Юлии Колосовой
Некоторые виды пчел и шмелей (род шмели (Bombus) входит в семейство пчелы настоящие (Apidae)) сложно различимы по морфологическим признакам. Вместе с тем пчелиные играют важнейшую роль для естественных экосистем и сельского хозяйства как насекомые-опылители. А шмели особенно ценны для Арктической зоны с ее относительно низким уровнем биоразнообразия и малой долей пчел в общей численности насекомых-опылителей. Ученые Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова Уральского отделения РАН, реализующие проект, направленный на идентификацию криптических (трудноразличимых) видов пчел, получили первые результаты.
Сотрудники лаборатории приарктических лесных экосистем Лаверовского центра разработали схему молекулярной идентификации криптических видов пчел. Апробация метода была проведена на криптических шмелях Bombus lucorum-complex. Эта группа включает несколько сложных для идентификации видов, таких как B. terrestris, B. lucorum и B. cryptarum (представлены на снимках).
– Большинство исследователей ранее не регистрировали данные виды по причине фактической невозможности их надежной идентификации только по морфологическим признакам, что неизбежно приводило к ошибочным выводам при реализации региональных программ сохранения биоразнообразия. В то же время секвенирование ДНК, позволяющее точно идентифицировать виды, является дорогостоящим и длительным процессом, – объясняет ведущий научный сотрудник лаборатории приарктических лесных экосистем Григорий Потапов.
Bombus terrestris. Фото Юлии Колосовой
Методика, предложенная учеными Лаверовского центра, представляет собой вариант молекулярной идентификации без секвенирования. Определить, к какому виду относится тот или иной образец, позволяет электрофорез ДНК в агарозном геле. Данный метод применяется для разделения разрезанных специальным ферментом фрагментов ДНК по длине. Фрагменты разной длины в геле под действием внешнего электрического поля двигаются с разной скоростью. В частности, такой метод применяется для выявления генетических заболеваний, генотипирования крупного рогатого скота.
– Данный метод позволяет увидеть, произошло ли разрезание фрагмента ДНК под воздействием специфического фермента, что, в свою очередь, дает возможность идентифицировать исследуемые криптические виды. Надеемся, что схема позволит и энтомологам из других регионов применить ее в своих исследованиях, – говорит Григорий Потапов.
Как отмечает ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной экологии и биогеографии Лаверовского центра Александр Кондаков, использованный в исследовании подход может быть применен для разработки аналогичных методов идентификации криптических видов и в других группах животных.
Также авторы проекта изучили распространение криптических видов Bombus lucorum-complex на территории Европейского Севера России и проанализировали их биотопическую приуроченность. Стоит отметить, что работы, касающиеся распространения изучаемых криптических видов в Северной Европе, известны только для Великобритании, Ирландии и Финляндии, что делает Архангельскую область одним из лидеров в исследованиях по данной тематике.
Bombus cryptarum. Фото Григория Потапова
Работа проведена в рамках исследовательской темы по гранту Российского научного фонда № 24-24-20016 «Криптические виды пчел на северной границе их ареалов: распространение, экология и охрана» (руководитель Григорий Потапов, исполнители: Галина Бовыкина и Юлия Колосова). Полученные результаты были опубликованы в международном научном журнале. Также результаты были представлены на Всероссийской научной конференции с международным участием и школы для молодых ученых «Фундаментальные и прикладные аспекты адаптации живых организмов к изменяющимся условиям окружающей среды севера: исследования, инновации, перспективы», которая прошла на базе Карельского научного центра РАН 9-13 сентября.
Отметим, европейские энтомологи, которые вели аналогичные исследования параллельным курсом, применили этот метод на других криптических видах пчелиных.
Информация и фото предоставлены пресс-службой ФИЦКИА УрО РАН