Ученые выяснили, как водяные блохи расселялись во время ледникового периода
Новое исследование показало, что пути расселения трех близких видов микроскопических ракообразных Daphnia по территории Северной Евразии сильно различались. Результаты проливают свет на формирование континентальной пресноводной фауны и опубликованы в PLOS ONE.
Ветвистоусые ракообразные (надотряд Cladocera) обитают в основном в пресных водоемах. Эти микроскопические животные являются модельными объектами эволюционной биологии, генетики, экологии и других областей биологических наук. Большинство исследований сосредоточено на ракообразных рода Daphnia. Несмотря на свою известность и широкое распространение, Daphnia все еще хранит для биологов загадки. Например, до сих пор был неизвестен характер распространения этих ракообразных в Евразии, отчасти из-за недостатка исследований на обширной территории Сибири.
Для исследования были выбраны три вида Daphnia, встречающиеся по всей Северной Евразии: Daphnia galeata, D. longispina и D. dentifera. Пробы ракообразных были собраны в 35 водоемах европейской части России, Восточной Сибири, Дальнего Востока, Австрии и Монголии. После фотографирования для сохранения данных о внешнем виде у части животных был выделен ДНК. Генетическое сравнение популяций из разных регионов проводилось на основе двух митохондриальных генов.
Митохондриальная ДНК у животных передается только по материнской линии, что упрощает отслеживание родства между популяциями. Полученные данные были сопоставлены с международной базой данных GenBank.
Ученые выявили различия в ДНК в разных регионах Евразии и определили генетические различия между популяциями и приблизительное время их расхождения. Оказалось, что, несмотря на близость трех видов, они по-разному расселялись в Северной Евразии.
- D. galeata распространилась в регионе очень быстро и относительно недавно.
- D. longispina и D. dentifera оказались генетически очень неоднородными.
Исследователи пришли к выводу, что во время ледникового периода эти два вида выживали в фрагментированных популяциях в так называемых рефугиумах (убежищах) в Восточной Сибири в сильной изоляции друг от друга. В результате каждый из этих видов обладает высоким генетическим разнообразием.
«В этом исследовании мы применили филогенетический и филогеографический подходы, основанные на генетических данных... которые раскрывают связи между ними и восстанавливают историю распространения видов... Мы планируем изучить демографическую историю других родов ветвистоусых ракообразных, а также некоторых других микроскопических животных континентальных водоемов. Все эти исследования помогают нам создать единую картину того, какие исторические процессы сформировали современное биологическое разнообразие Северной Евразии», — говорит Алексей Котов, ведущий научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции РАН.