Большое число эндемичных видов обитает на субантарктических континентальных побережьях и островах, характеризующихся весьма изменчивыми природными условиями.
Популяции таксонов южного полушария, морфологически сходных с северными аналогами, традиционно считаются продолжением таких таксонов северного полушария и могут не демонстрировать дифференциацию среди географически изолированных популяций в Южном океане. Гладкие голубые мидии рода Mytilus, имеющие антитропическое распространение, являются образцовой группой для изучения филогеографии, видообразования и гибридизации в море и вносят вклад в теорию и практику морской биобезопасности.
В исследовании использовалась панель однонуклеотидного полиморфизма (SNPs), которая способна точно идентифицировать эталонные таксоны Северного и Южного полушария Mytilus для проверки эволюционной дифференциации среди местной популяции островов Южного океана.
Коренные мидии с Фолклендских островов и островов Кергелен проявляли наибольшую близость к родной M. platensis d'Orbigny 1846 года с атлантического побережья Южной Америки. Основной поток течения Южного океана с запада на восток, вероятно, объясняет распространение M. platensis на отдаленные прибрежные острова, взрослыми особями в процессе сплава или, возможно, непосредственно в виде личинок. Вариации SNPs показали, что мидии из Тасмании были коренными и четко отличались от всех других групп голубых мидий в Южном и Северном полушариях. Во всех случаях SNPs выявили свидетельства гибридизации между двумя или более различными таксонами. Инвазивное северное полушарие M. galloprovincialis было идентифицировано только в Тасмании, среди местных мидий австралийского происхождения M. planulatus.
В целом, результаты исследований показывают, что островные мидии Южного полушария имеют смешанное происхождение генома и являются исконными, не интродуцированными человеческой деятельностью. Сохранение отчетливой эволюционной линии видов южного полушария должно быть постоянной целью природоохранных мероприятий, учитывая, что численность популяций на некоторых отдаленных морских островах будет малой и что вторжение и последующая гибридизация и интрогрессия могут с большей вероятностью отрицательно сказаться на них, чем на более крупных популяциях в других местах.
Субантарктическое континентальное побережье и отдаленные приливно-отливные зоны островов характеризуются промежуточным уровнем биоразнообразия и большим количеством эндемических видов. Морфологически сходные популяции Южного полушария традиционно рассматривались как продолжение популяций и таксонов Северного полушария, или недифференцированных популяций в Южном океане. Однако за последние два-три столетия антропогенная деятельность все чаще приводила к размыванию структуры распределения природных ресурсов, даже в отдаленных районах, зачастую с большими экологическими, экономическими и социальными издержками. В связи с расширением деятельности человека, включая морские перевозки, географические ареалы распространения эндемических морских видов могут быть расширены, их популяции смешаны путем гибридизации или находятся под угрозой исчезновения в результате вторжения чужеродных видов. Кроме того, рафтинг в океане все чаще признается в качестве важного естественного метода расширения ареала действия некоторых морских таксонов и имеются свидетельства того, что усиление штормовой активности в результате глобального потепления может помочь разрушить географическую изоляцию таких регионов, как Антарктида . Хотя естественное распределение некоторых морских видов может быть относительно легко идентифицировано в отсутствие антропогенных случайных или преднамеренных перемещений. Ддля многих других это может быть не так. Понимание закономерностей естественного распределения видов в Южном океане уже давно является сложной задачей, учитывая масштабы этой деятельности, однако эта задача становится все более сложной из-за недавнего смешения видов и размывания естественного распределения видов.
Для некоторых видов, включая гладких голубых мидий рода Mytilus, транслокация особей может привести к обширной эрозии видовых различий (генотипических и фенотипических) и нарушению естественных моделей распределения, поскольку известно, что такие мидии гибридизируются и пересекаются в широких масштабах почти во всех случаях сосуществования двух или более видов. Инвазивные голубые мидии, в частности средиземноморская мидия Северного полушария, Mytilus galloprovincialis, встречаются во многих регионах мира и в некоторых регионах, таких как Тихоокеанское побережье Соединенных Штатов, превосходят конкурентов и в значительной степени вытесняют местные виды. Механическая основа успеха этого вторжения в настоящее время неизвестна, но данные указывают на большую термостойкость M. galloprovincialis по сравнению со сходными с ним параметрам.
Гладкие голубые мидии рода Mytilus - это образцовая группа, предоставляющая прекрасные возможности для изучения филогеографии, эволюции, видообразования и гибридизации в море и для тестирования теории и практики морской биобезопасности. Голубые мидии, естественно, широко распространены, с антитропическим распределением, во всех областях, кроме полярных. Они чрезвычайно толерантны к изменениям окружающей среды. Во многих частях мира мидии являются важным источником белка, как с точки зрения дикорастущих популяций, так и с точки зрения производства продукции аквакультуры. Разработка и применение каждого нового поколения молекулярных маркеров позволило по-новому взглянуть на филогеографию и угрозу биобезопасности голубых мидий в глобальной перспективе. Недавняя разработка SNPs для мидий рода Mytilus [62] и их применение к мидям из Новой Зеландии, Чили и Аргентины выявила глубокие и последовательные генетические различия между различными эволюционными линиями Южного полушария. Данные SNPs также подтверждают во всех этих регионах наличие инвазивного северного полушария M. galloprovincialis и/или гибридизации неместных генов в нативную родослов ную.
В то время как филогеография и таксономия местных голубых мидий Южного полушария становится все более ясной после применения маркеров SNP, большая часть работы на сегодняшний день сосредоточена на сборах с прибрежных участков на основных сухопутных массивах. Одной из тем, которая не исследовалась ни на одной глубине, является вопрос о филогеографии голубых мидий на отдаленных островах в южной части Атлантического, Индийского и Тихого океанов. Эти острова представляют собой очень небольшие сухопутные массивы на очень большой акватории океана, которые фактически окружают Южное полушарие (ниже 55° ю.ш.). Они также могут обеспечивать некоторую степень связности для морских видов с пелагической продолжительностью личинок, достаточно длительной для перемещения с одного острова на другой и / или могут быть способны перемещаться на большие расстояния с помощью таких процессов, как рафтинг на водорослях. На сегодняшний день единственным исследованием SNPs популяций голубых мидий на островах в Южной Зеландии выявлено существование уникальных островных линий, а также интрогрессия неродственных генов в популяции островных мидий. Несмотря на свою удаленность, острова Северного Южного океана не имеют убежища от наступающих мидий и, возможно, могут выступать в качестве трамплина для интродукции инвазивных мидий или, по крайней мере, для мидий с интрогрессивными генами, для установления на антарктических берегах. Эти выводы подчеркивают настоятельную необходимость описания и лучшего понимания биогеографии голубых мидий (и других морских таксонов), обнаруженных на малых и изолированных островах Южного океана.
Целью настоящего исследования было определение генетической дифференциации, филогеографии и таксономического статуса голубых мидий с островов Южного океана, а также изучение степени интродукции неместных голубых мидий и их гибридизации и интрогрессии с местными видами, если таковые имеются. Использовалисьт SNPs, отличающие популяции мидий от популяций южного полушария, включая Аргентину (M. platensis), Чили (M. chilensis) и Новую Зеландию (южное полушарие M. galloprovincialis-подобно), а также среди сравнительных таксонов северного полушария (M. edulis, M. Galloprovincialis, M. trossulus). Мы проанализировали вариации SNP у мидий с Фолклендских (Южноатлантический океан), Кергеленских (Южно-Индийский океан) островов и Тасмании (Южно-Тихоокеанский океан). Также было проверено наличие гибридизации и интрогрессии между коренными популяциями и инвазивными голубыми мидиями.
Эта работа способствует текущим усилиям, направленным на лучшее понимание природных распределений, закономерностей генетической связанности между крупными океанами в масштабах и эволюционных сходств голубых мидий в Южном полушарии.
