Предметом изучения часто выступает байкальский рачок Eulimnogammarus cyaneus.
Исследователи обнаружили, что популяции амфипод Eulimnogammarus cyaneus, разделенные около 100 тысяч лет назад Ангарой, относятся к одному виду. Географическая изоляция не препятствовала скрещиванию особей из разных популяций и образованию потомства. В лаборатории рачки размножались более года, в то время как в природе этот период длится несколько месяцев. Эти данные свидетельствуют о возможности разведения этого вида в лабораторных условиях и его использовании как модельного организма. поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Experimental Zoology A.
Определение критериев биологического вида — ключевая задача биологии. Знания о видах и их отличиях помогают качественному мониторингу популяций живых организмов и пониманию происходящих в экосистеме изменений. Основная характеристика биологического вида — не внешность, а способность особей одного вида размножаться и производить потомство с другими особями своего вида, но неспособность делать это с особями других видов. Такой природный механизм называют репродуктивной изоляцией. Она предотвращает скрещивание между популяциями, что способствует накоплению генетических различий, в итоге приводящих к образованию новых видов.
Проблема кроется в том, что лабораторное изучение образования видов доступно только быстро размножающимся микроорганизмам: для животных и растений такие эксперименты заняли бы слишком много времени. Но иногда у учёных есть результаты «природных экспериментов», например, территории, где популяции одного вида жили раздельно. Байкальские рачки-амфиподы стали для учёных… НИИ биологии Иркутского государственного университета подходящим экспериментальным объектом.
Единственным источником озера Байкала является река Ангара, возраст которой не превосходит 120 тысяч лет. Это значительно меньше возраста самого Байкала, существование которого насчитывает десятки миллионов лет. В новом исследовании иркутские учёные проверилиВозник ли репродуктивный барьер у массовых видов рачков? Eulimnogammarus cyaneusЖдут на берегу Байкала и в реке Ангара.
Ученые отобрали 400 особей Eulimnogammarus cyaneus В период размножения у порта Байкал и возле деревни Листвянка — близ истока Ангары — проводились наблюдения за рачками. Животных раздельно содержали по три особи (либо две самки из разных популяций и один самец, либо два самца и одна самка). Ученые фиксировали пары для спаривания — амплексусы — с участием рачков из различных популяций. Затем самцов и самок смешивали в разных комбинациях, помещали в отдельные резервуары и наблюдали за развитием эмбрионов и появлением потомства. Прошедшие тысячелетия не разделили рачков. Обитатели разных мест узнавали друг друга как представителей своего вида и давали потомство в лабораторных условиях.
Отсутствие репродуктивных барьеров указывает на то, что в настоящее время эти популяции можно считать представителями одного вида. Результат существенно отличается от ситуации у родственного морфологического вида. E. verrucosusПредставители, живущие в Байкале на разных берегах истока Ангары, Генетически эти виды очень отдалены и не образуют гибридов. Разделение E. verrucosus на отдельные виды, вероятно, началось до появления озера Байкал, чего нельзя сказать о E. cyaneus. В дальнейшем исследования будут продолжены с другими рачками для определения времени изоляции, необходимого для образования новых видов. Руководитель проекта, получившего поддержку от РНФ, Полина Дроздова, кандидат биологических наук и ведущий научный сотрудник НИИ биологии ИГУ, так комментирует ситуацию.
Учёные заметили, что лабораторные животные продолжали размножаться больше года, тогда как в естественных условиях этот процесс протекает всего несколько месяцев в году. Результаты свидетельствуют о возможности разведения этого вида рачков. В искусственной среде особенности размножения делают эту модель перспективной для научных исследований. В будущем планируется подбор условий для устойчивой самовоспроизводящейся культуры. — разъясняет Максим Тимофеев, доктор биологических наук, директор НИИ биологии ИГУ.
Пресс-служба Российского научного фонда предоставила информацию и фотографии.