МОЛЛЮСКИ РАССКАЖУТ О СУДЬБЕ КОНТИНЕНТОВ

 

Биологи Федерального центра комплексных исследований Арктики Российской академии наук и Северного (Арктического) федерального университета участвуют в совместном проекте с международной природоохранной организацией «Фауна и флора интернейшнл» (FFI, Великобритания) в качестве экспертов по биоразнообразию речных систем Юго-Восточной Азии. Объектами исследований стали реки Иравади, Ситауна, Салуина, Меконга, Чао-Прайи, система Ганг-Брахмапутра. Также в составе исследовательской группы — сотрудники Университета Порто (Португалия), Государственного музея естественных наук Северной Каролины (США) и Университета Хпа-Ан (Мьянма). Проект, направленный на изучение таксономического разнообразия пресноводных моллюсков в Мьянме, поддержали Министерство науки и высшего образования РФ и Национальное географическое общество США.

Как отметил член исследовательской группы FFI Зо Ланн (Мьянма), коллеги пошли «по стопам первопроходцев и искателей приключений времен Британской Империи», взяв на вооружение передовые методы современной генетики. Идея поиска эндемичных видов нашла отклик в Департаменте рыбного хозяйства, в Министерстве сельского хозяйства, животноводства и развития сельских районов страны и у представителей местных сообществ, показавших исследователям возможные места обитания редких пресноводных раковин.

В результате в Мьянме были обнаружены четыре новых вида и четыре новых подвида пресноводных моллюсков в бассейнах рек Иравади, Ситаун, Хаунгдарау и Давей. Исследователи считают, что эти моллюски находились здесь в изоляции и эволюционировали в течение десятков миллионов лет. Вновь открытые виды получили названия преимущественно с отсылкой к местным географическим объектам. Однако есть исключение: вид Leoparreysiawhitteni был назван в память о трагически ушедшем из жизни английском биологе, сотруднике организации «Фауна и флора интернейшнл» Тони Уиттене (1953–2017). «Нам удалось найти всего три раковины Leoparreysiawhitteni, по которым мы сделали описание, — рассказывает директор ФИЦКИА РАН, заведующий лабораторией молекулярной экологии и филогенетики САФУ Иван Болотов, — этот уникальный моллюск имеет миниатюрную, но очень красивую ярко-зеленую раковину».

Популяции восьми описанных пресноводных раковин малочисленны. Массовые, распространенные здесь виды были найдены и описаны в период британской колонизации Бирмы (середина XIX — середина XX веков). Как убедились современные исследователи, только что обнаруженные моллюски обитают в небольших бассейнах рек, плотность их популяции низкая — одна-две раковины на квадратный метр.

 

Мьянма — сельскохозяйственная страна, а для жителей отдаленных деревень пресноводные моллюски являются одним из важных источников белковой пищи. Население также использует сухие раковины в толченом виде в качестве антисептика для лечения домашних животных. Участники экспедиции констатируют: реки, в которых обитают редкие моллюски, находятся в зоне сильного антропогенного воздействия. Главную угрозу для животного мира речных систем представляет строительство водохранилищ каскадного типа, ведущее к смене гидрологического режима и гибели фауны. В водоемы Мьянмы искусственно заселяются чужеродные виды, которые ведут себя крайне агрессивно по отношению к местным. Например, из рек Африки завозят рыбу тиляпию и африканского сома. Все больше околоречных площадей занимают под каучуконосное дерево гевею и масличную пальму. В результате новые насаждения в долинах рек вытесняют естественную растительность, нарушается фильтрующая способность леса; происходит эрозия почвы, которая дождями смывается в реки. Почва с пестицидами и глина оседают на дно, нанося непоправимый вред рыбе и моллюскам.

— Это исчезающие виды, характеризующиеся строго локальным распространением, — объясняет Иван Болотов. — Многие реки Юго-Восточной Азии очень древние, а большие реки выступают как барьер для расселения видов из их притоков. В руслах крупных рек мутная вода, большие глубины и мощные потоки, в горных притоках — прозрачная вода и малые глубины. Приспособившиеся к притокам организмы не способны пересечь большую реку. Поэтому в каждом притоке происходила своя независимая эволюция, и мы можем найти в нем ранее неизвестные виды. Но, если там построить дамбу, вырубить лес, мы увидим их вымирание. 

Пресноводные моллюски особо чувствительны к среде обитания, качеству воды. Около 40% их видов находятся под угрозой исчезновения. Пока что эксперты отмечают высокое видовое разнообразие этих живых организмов в тропической Азии. Однако, если антропогенная нагрузка на водоемы будет нарастать, редкие виды могут быть потеряны безвозвратно, а распространённые начнут вымирать. По мнению архангельских ученых все это может негативно отразиться не только на состоянии речной и болотной фауны, но и на росте социальной напряженности в Мьянме, поскольку исчезновение популяций съедобных моллюсков отрицательно скажется на рационе питания сельского населения. Поэтому международный исследовательский проект важен и с точки зрения партнёрства России и стран Ассоциации государств Юго-Восточной Азии (ASEAN), где одной из важнейших текущих задач считают борьбу с голодом.

 

Ученые планируют расширить географию исследований, продолжить их в других странах, причем не только Юго-Восточной Азии. Информация о новых видах — лишь кусочки большой мозаики, будущей глобальной модели, описывающей эволюцию пресноводных моллюсков на всех континентах. Сейчас международный коллектив располагает данными примерно о 400 видах крупных пресноводных моллюсков (наяд), обитающих на севере России, в Северной Америке, Африке и Евразии. В целом известны и описаны более 900 видов, но, с высокой степенью вероятности, их больше — около 1000–1200. Примерно 100–300 видов наяд предстоит найти и описать. Основная их часть, по мнению архангельских ученых, сосредоточена в Юго-Восточной Азии и Новой Гвинее, Южной Америке и Африке.

Создаваемая расчетная модель нужна для того, чтобы понять, где возникла группа и как расселялась. Распространяться она могла с пресноводными рыбами, а значит, только через прямые соединения рек. 250 млн. лет назад на Земле был единый сверхконтинент Пангея, объединявший сушу. Пока не до конца известно, как именно шло формирование современных континентов. Этот процесс косвенно отражен в геномах пресноводных моллюсков.

— Если мы сможем понять, какая группа от какой произошла, и четко датировать эти процессы, мы сможем восстановить основные этапы дезинтеграции Пангеи и Гондваны (южная часть Пангеи), — объясняет Иван Болотов. — Таким образом, мы сможем восстановить и контуры рек, и их устьевых частей — то, как они могли соединяться на разошедшихся континентах. Это сверхзадача, но пресноводные моллюски — единственная группа, по которой можно сделать такую глобальную реконструкцию.

Ученые также планируют увязать генетическую эволюционную картину моллюсков с геохимией, чтобы понять, как эволюционировали механизмы накопления элементов в составе раковины. Поняв это, можно будет «нащупать» связь древних раковинных ископаемых с конкретными современными таксономическими группами.

Известно, что моллюски зачастую эволюционировали конвергентно: это когда в одинаковых условиях природной среды формируется сходный внешний облик у неродственных животных (например, кита и рыбы). Поэтому виды с совершенно одинаковой формой и внешним видом раковины можно встретить, например, в бассейнах Амазонки, Меконга и Миссисипи. И это сходство связано не с тем, что они произошли от одного предка, а с тем, что они обитают в сходных условиях. Исследователи планируют проверить, стабилен ли спектр микроэлементов в раковине для современных групп моллюсков. Их состав будет анализироваться с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Полученный спектр элементов будет использоваться как расшифровка в связке с расшифровкой генома. На финальном этапе проекта планируется создать глобальную базу сиквенсов (прочитанных последовательностей генетического кода) и международную онлайн-систему, которой могли бы пользоваться и пополнять биологи всего мира.