Биологи выяснили, что северные моллюски-диафареолисы, которых раньше считали двумя разными видами, на самом деле относятся к одному виду — Diaphoreolis viridis. Исследование поддержал Российский научный фонд, а результаты опубликованы в журнале Zoologica Scripta. Открытие поможет точнее оценивать биоразнообразие морей Российской Арктики, Дальнего Востока и северной части Тихого океана.
Почему «морских зайчиков» пришлось изучать заново
В биологии внешность не всегда говорит правду. Иногда разные виды выглядят почти одинаково. А иногда один вид, живущий в разных условиях, меняется настолько сильно, что ученые принимают его популяции за отдельные виды.
Так произошло с диафареолисами — голожаберными моллюсками, которых часто называют морскими зайчиками. Такое имя они получили из-за головных щупалец, похожих на уши.
Раньше считалось, что в морях российской Арктики и Тихого океана живут два вида этих моллюсков — Diaphoreolis midori и Diaphoreolis viridis. Их различали по окраске тела и отростков на спине: от ярко-зеленой до оранжевой.
Однако новое исследование показало: цвет и отдельные различия в ДНК митохондрий не доказывают, что это разные виды.
Как ученые проверяли моллюсков
В работе участвовали специалисты МГУ имени М. В. Ломоносова, Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН и Музея естественной истории имени Стейнхардтов.
Исследователи собрали 77 диафареолисов в Баренцевом, Белом, Японском и Охотском морях, а также в Тихом океане. Затем они сравнили внешние и внутренние признаки моллюсков и изучили пять участков ДНК.
Такой подход дает более точный результат. Один ген может показать только часть картины. Поэтому ученые смотрели и на быстро меняющиеся участки ДНК, и на более стабильные гены, которые отражают древние родственные связи.
Что показал анализ ДНК
Генетический анализ показал, что моллюски из разных морей не делятся на две отдельные группы. На эволюционном дереве они «перемешались» между собой.
Это значит, что популяции активно обмениваются генами. Например, диафареолисы из Японского моря, которых раньше относили к Diaphoreolis midori, оказались неотличимы от тихоокеанских Diaphoreolis viridis.
Особенно важным стало совпадение ядерной ДНК. У моллюсков из разных морей быстро эволюционирующие ядерные гены имели одинаковую последовательность. Именно это стало главным признаком, что речь идет об одном виде — Diaphoreolis viridis.
Руководитель проекта, кандидат биологических наук Ирина Екимова объяснила это так:
«Мы обнаружили значимые генетические различия только в ДНК митохондрий, тогда как ядерная ДНК подтвердила, что даже географически отдаленные популяции относятся к одному виду. Мы связываем это с тем, что в ходе климатических изменений прошлого (циклов оледенений и потеплений) удаленные популяции дифареолисов одного вида оказались изолированы в различных океанических бассейнах. Это в совокупности с некоторыми другими факторами могло привести к значительному расхождению моллюсков по внешним признакам и ДНК митохондрий, наблюдаемому в настоящее время».
У Курил нашли новый глубоководный вид
Исследование принесло еще одно открытие. Ученые описали новый вид диафареолисов, найденный в акватории Курильских островов на глубине 706 метров.
Это необычная находка. До сих пор все известные виды диафареолисов встречались на глубинах до 30 метров. Новый моллюск отличается от остальных и внешне, и генетически. Его назвали Diaphoreolis shinkaii. С японского shinkai переводится как «глубокое море».
По сути, это первый глубоководный вид этого рода. Поэтому находка расширяет представления о том, где могут жить такие моллюски и как они приспосабливаются к разным условиям.
Почему это важно для Арктики и Дальнего Востока
На первый взгляд, история о небольшом морском моллюске может казаться узкой научной темой. Но для оценки состояния морей такие уточнения очень важны.
Арктика и северная часть Тихого океана быстро реагируют на изменение климата. Из-за потепления виды могут менять ареалы, смешиваться с другими популяциями или исчезать из привычных мест. Если ученые неверно определяют вид, они могут ошибиться и в оценке биоразнообразия. Например, принять один вид за два или, наоборот, не заметить редкий организм.
Именно поэтому такие исследования помогают точнее прогнозировать, как на морские экосистемы повлияют климатические изменения, расширение судоходства и другая деятельность человека.
Работа с диафареолисами показывает: для современной биологии уже недостаточно смотреть только на цвет, форму или один участок ДНК. Чтобы понять реальное разнообразие морской жизни, ученым нужно сопоставлять внешний вид, несколько генетических маркеров и историю популяций.
Для Сахалина, Курил и северных морей России это особенно важно. Эти территории находятся в зоне быстрых природных изменений, а значит, точные данные о видах становятся основой для охраны морских экосистем.