АРХАНГЕЛЬСК, 4 августа. /ТАСС/. Ученые Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Уральского отделения РАН (ФИЦКИА), Карельского научного центра РАН и Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии провели реконструкцию путей расселения европейской жемчужницы (Margaritifera margaritifera) после оледенения в Европе и Северной Америке и оценили генетическое разнообразие вида, рассказал ТАСС директор ФИЦКИА Иван Болотов. Жемчужница находится под угрозой исчезновения, на нее влияет в том числе и изменение климата.
"Есть методы, которые позволяют с помощью изучения генетического кода отследить, реконструировать, как тот или иной организм расселялся. Это было применено к жемчужнице. У жемчужницы очень интересное распространение: она живет в Европе, а вторая часть ареала - в Северной Америке от штата Делавер в США до Ньюфаундленда в Канаде. Все время шел спор: что первично - Европа или Америка, откуда пришла жемчужница? По нашим данным получается, что она все же пришла из Европы в Америку", - сказал Болотов.
В Европе восточной границей расселения жемчужниц является река Солза в Архангельской области, моллюски обитают в водоемах Карелии, Новгородской и Ленинградской областей, в Прибалтике, Германии, отдельные популяции встречаются во Франции и на Пиренейском полуострове.
Жизненный цикл жемчужниц связан с семгой и кумжей. Личинки паразитируют на этих видах лососевых, они прикрепляются к жабрам рыб, что способствует их расселению.
Материалы для исследований собрали в ходе экспедиций учеными из Архангельска и Карелии, а также взяты из открытых международных баз, что позволило охватить весь ареал. Для анализа исследователи использовали участок митохондриального гена, который постепенно накапливает мутации. По степени схожести фрагментов у разных особей можно оценить степень их родства и определить возможность выявить пути расселения вида. В период оледенения моллюски сохранялись в так называемых рефугиумах - убежищах для фауны, где не было ледника. Жемчужнице удалось пережить оледенение на Пиренейском полуострове, юге Франции и на Британских островах вместе с лососевыми рыбами, которые способствуют расселению моллюска. Оттуда 15-12 тысяч лет назад она начала распространяться на север.
Родственники за океаном
При этом исследования показали наибольшее генетическое сходство между жемчужницами в северо-восточной части Европы и моллюсками в Северной Америке. Это означает, что европейская жемчужница неоднократно пересекала Северную Атлантику вместе с лососем, что и привело к обмену генами.
Как рассказал ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной экологии и биогеографии ФИЦКИА Илья Вихрев, наибольшее генетическое разнообразие биологи выявили у жемчужниц в Карелии. "Северная Карелия - это важная зона с точки зрения генетического разнообразия и сохранения разнообразия вида. Это зона встречи двух миграционных потоков: с Юга, которые, видимо, пришли с Балтийского моря, Финского залива, и с Севера, которые пришли с Северной Атлантики, Северной Америки, - пояснил он. - Популяции с соседних притоков могут довольно сильно генетически отличаться. Такие регионы важны для вида, поскольку в них сохраняется генетическое разнообразие, а чем выше разнообразие, тем устойчивее система".
При этом был найден водоем, где по исследуемому участку генома разнообразия не было выявлено совсем. Это небольшая речка Пейпия под Санкт-Петербургом. Жемчужниц там довольно много, но рядом находится мегаполис. "Популяция под постоянным антропогенным прессом. И мы увидели ноль разнообразия генетического, то есть один гаплотип, - отметил ученый. - Если условия каким-то образом поменяются, то этой популяции будет очень сложно приспособиться на генетическом уровне. Риск исчезновения крайне высок".
Влияние потепления
Европейская жемчужница занесена в Красную книгу Российской Федерации и Красные книги государств, где она встречается. Количество ее популяций уменьшается. Причин для этого несколько. Одна из них - это снижение численности семги и кумжи. При этом, например, на горбуше, которая была вселена в реки севера России с Дальнего Востока, личинки селиться не могут.
Эти моллюски фильтруют воду и являются индикатором ее состояния. В ряде водоемов на состояние популяций влияет загрязнение промышленными и бытовыми стоками, существенное значение имеет изменение русла рек, к которому жемчужницы зачастую не могут приспособиться.
Европейская жемчужница относится к видам-долгожителям. Зафиксирован факт продолжительности жизни в 210 лет, а средняя продолжительность примерно 150 лет. Жемчужницы из северных регионов крупнее и живут дольше, южные обычно живут меньше и мельче по размеру. Повышение среднегодовой температуры ведет к снижению продолжительности жизни моллюсков. Как отмечают ученые, скорее всего, ускоряются процессы обмена веществ, и жизненный цикл сокращается. Из-за потепления меняется гидрологический режим в водоемах. "При наихудшем сценарии выброса углекислого газа в атмосферу популяция сохранится только в Скандинавии и на Северо-Западе России", - добавил Вихрев.
В настоящее время специалисты ФИЦКИА совместно с коллегами из Германии и Карелии исследуют особые фрагменты ядерного генома жемчужниц, которые позволяют обнаружить изменения, произошедшие в генах за последние несколько сотен лет. Это исследование позволит оценить, как человек и климатические факторы влияют на генетическое разнообразие моллюсков.