Некоторые виды живых существ настолько похожи друг на друга, что долгое время считались одним видом. Также известны противоположные случаи, когда небольшие группы в рамках одного вида из-за различий в среде обитания становились столь непохожими, что были признаны отдельными видами. Появление новых, генетических методов анализа изменило ситуацию. Так случилось с голожаберными моллюсками-диафареолисами, обитающими в морях Арктики и Дальнего Востока.
Биологи из Московского государственного университета им. Ломоносова (МГУ), Института проблем экологии и эволюции им. Северцова и Музея естественной истории им. Стейнхардтов Израиля исследовали голожаберных моллюсков, обитающих в северных частях Атлантического и Тихого океанов. Этих беспозвоночных часто называют морскими зайчиками из-за похожих на уши головных щупалец.
Ранее считалось, что в морях российской Арктики и в Тихом океане живут два отдельных вида дифареолисов (Diaphoreolis midori и Diaphoreolis viridis), которые отличаются цветом тела и отростков на спине — от ярко-зеленого до оранжевого. При этом по данным стандартного генетического анализа исследуемые виды оказались довольно близки.
Ученые собрали 77 дифареолисов в Баренцевом, Белом, Японском и Охотском морях, а также в Тихом океане. Чтобы точно определить вид найденных особей, исследователи применили комплексный подход: сравнили внешние и внутренние признаки моллюсков и проанализировали последовательности пяти разных генов. Среди выбранных для анализа участков ДНК были те, что меняются быстро и позволяют определить ближайших родственников особи, и те, что эволюционируют медленнее и отражают более древние связи.
Генетический анализ показал, что все исследованные моллюски из разных морей «перемешались» на общем эволюционном древе. Это говорит о том, что популяции этих видов активно обмениваются генами. Например, дифареолисы из Японского моря, которых прежде относили к виду Diaphoreolis midori, внешне и генетически неотличимы от тихоокеанского Diaphoreolis viridis. А в прибрежных водах у Сахалина были обнаружены особи, генетически более близкие к атлантическим популяциям, чем к другим тихоокеанским. Более того, у дифареолисов из всех морей быстро эволюционирующие ядерные гены имели идентичную последовательность, что стало главным признаком их принадлежности к одному виду — Diaphoreolis viridis.
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.
Более того, авторы исследования открыли и описали новый вид дифареолисов. Его обнаружили в акватории Курильских островов на глубине 706 метров. До этой находки все описанные виды морских зайчиков были обнаружены на глубинах, не превышающих 30 метров. Таким образом, новый дифареолис, который отличается от остальных видов и морфологически, и генетически, — первый глубоководный вид этого рода, а потому он получил название Diaphoerolis shinkaii, что в переводе с японского означает «глубокое море».
По словам ученых, знания об истинном разнообразии и особенностях популяционной структуры морских организмов помогут точнее прогнозировать, как климатические изменения и человеческая деятельность — например расширение судоходства — повлияют на ареалы видов.
Ранее мы рассказывали, почему ученые дают моллюскам греческие названия.
