Ученые ВНИРО совместно с коллегами из РАН реконструировали постледниковое расселение европейской жемчужницы

Биологи ФИЦКИА УрО РАН, Карельского научного центра РАН и Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии на основе анализа генетических данных провели реконструкцию путей расселения пресноводного двустворчатого моллюска европейской жемчужницы в постледниковый период и оценили генетическое разнообразие вида.

Основная часть материалов для исследований была собрана в ходе экспедиций сотрудниками Лавёровского центра и Карельского научного центра РАН. Таким образом, был охвачен практически весь ареал вида, простирающийся от Архангельской области до Пиренейского полуострова в Европе и от штата Делавэр в США до острова Ньюфаундленд в Канаде на восточном побережье Северной Америки.

Для анализа внутривидовой генетической изменчивости у моллюсков использовались фрагменты последовательности гена цитохром-с-оксидазы первой субъединицы. Участок митохондриального гена COI эволюционирует, накапливая мутации и замены отдельных нуклеотидов.

В ходе исследования российские учёные подтвердили более ранние данные зарубежных коллег о том, что на территории Пиренейского полуострова, юге Франции и на Британских островах в период последнего оледенения существовали рефугиумы – убежища для пресноводной фауны. Благодаря этим рефугиумам жемчужнице и лососёвым видам рыб, с которыми расселяется моллюск, удалось уцелеть на пике оледенения. Вероятно, оттуда жемчужница начала расселяться по своему ареалу после отступления ледника 15 – 12 тысяч лет назад.

Анализ показал наибольшее генетическое сходство между популяциями жемчужницы в северо-восточной части Европы и популяциями в Северной Америке. Этот факт хорошо согласуется с выдвинутой ранее гипотезой о неоднократном обмене мигрантами между популяциями лосося Северной Европы и Северной Америки. По всей видимости, европейская жемчужница неоднократно пересекала Северную Атлантику вместе с лососем, что и привело к обмену генами между популяциями из разных частей света. Наиболее интересной территорией с точки зрения генетического разнообразия вида оказалась северная часть Республики Карелия.

«Это зона встречи двух миграционных потоков с юга – с Балтийского моря, Финского залива, и с севера – Северной Атлантики, Северной Америки. Именно здесь наблюдается наибольшее генетическое разнообразие: популяции в соседних притоках рек могут сильно отличаться между собой генетически», – комментирует ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной экологии и биогеографии Лавёровского центра Илья Вихрев.

Присутствие уникальных гаплотипов в отдельных популяциях Беломорской Карелии, Архангельской области и Ленинградской области свидетельствует о том, что эти популяции долгое время были изолированы. Однако, чтобы уникальные замены появились в анализируемом фрагменте гена COI, нужны миллионы лет.

Геологические данные показывают, что примерно, 15-12 тысяч лет назад существовали пресноводные приледниковые водоёмы, соединявшиеся с бассейнами рек Балтийского и Белого морей. Биологи предполагают, что древние озёра были изолированы. Это объясняет присутствие уникальных гаплотипов в популяциях.

В настоящий момент архангельские учёные совместно с коллегами из Германии и Карелии занимаются детальным разбором картины обнаруженного генетического разнообразия с помощью анализа микросателлитных фрагментов ядерного генома пресноводных жемчужниц, который позволяет отследить изменения, отразившиеся в геноме организмов в течение последних сотен лет.