Тихоходки попали в Африку с океаническими пассатами

12.05.2024 12:00

827

Зоологи Санкт-Петербургского государственного университета проанализировали особь тихоходки-подростка с Сейшельских островов и по молекулярным данным определили, что она относится к широко распространенному тропическому виду, но наиболее близка к особям из Юго-Восточной Азии. Как рассказали ученые СПбГУ во время Science-ланча, это открытие подтверждает гипотезу о том, что некоторые виды тихоходок были принесены в Африку океаническими пассатами. Результаты исследования опубликованы в журнале Biological Communications.

Тихоходки — известные с XVIII века микроскопические беспозвоночные размером около миллиметра, которые отличаются своими адаптивными свойствами. Например, они могут «засыпать» на необходимое время, благодаря чему способны вынести самые суровые условия, в том числе пребывание в открытом космосе. Как правило, эти беспозвоночные живут и размножаются во мхах, питаются клетками водорослей и других растений, а также микроскопическими животными, обитающими рядом.

Долгое время систематика тихоходок базировалась на морфологических данных — внешних признаках этих животных. С появлением методов молекулярной таксономии биологи проводят генетические исследования и все чаще выявляют значительное расхождение результатов молекулярных реконструкций с традиционными морфологическими методами определения родства между группами.

До настоящего времени слабо изученными остаются тихоходки тропической зоны, а основной массив данных в этом регионе был получен еще до распространения молекулярных методов. Современные молекулярно-генетические данные по распределению видов тихоходок в тропиках позволяют предположить, что механизм распространения животных в этом регионе отличается от характерного для умеренных и высоких широт.

Ученые СПбГУ получили образец мха с Сейшельских островов, в котором удалось обнаружить один экземпляр полностью сохранившейся неполовозрелой тихоходки. Изучение именно этого образца помогло зоологам университета подтвердить гипотезу о заселении тихоходками тропической Африки.

«Нам удалось определить конкретный вид найденной тихоходки по молекулярным данным. Обычно сделать это только по одному экземпляру довольно сложно, но нам, видимо, повезло. Наша находка — это "подросток", не взрослая особь, а значит, некоторые характерные морфологические признаки еще не успели развиться, поэтому без использования молекулярных методов определить ее было бы просто невозможно», — рассказал автор исследования, старший преподаватель кафедры зоологии беспозвоночных СПбГУ Денис Туманов.

Молекулярные данные показали, что эта тихоходка относится к широко распространенному тропическому виду. Однако ранее на территории Сейшельских островов этот вид никто из ученых не находил. Изучение митохондриального генома показало, что полученный образец принадлежит к отдельной ветке и представляет собой уникальный случай.

Анализ двух других генов (ITS-1 и ITS-2) показал, что экземпляр наиболее близок к тихоходкам, распространенным в регионах Юго-Восточной Азии: в Индонезии и на Тайване. При этом он значительно отличается от образцов, полученных из африканских представителей этого вида из Танзании и с Мадагаскара, хотя географически Сейшельские острова ближе к Африке, чем к Юго-Восточной Азии.

«Это дополнительное подтверждение ранее высказанной гипотезы о том, как такие тихоходки попали в Африку. Гипотеза говорит нам, что "высохшие" тихоходки были принесены пассатами — ветрами, которые в тропиках постоянно дуют с востока на запад. Вероятно, часть из них осталась в океане, часть сгорела от ультрафиолета, попав в высокие слои атмосферы, но некоторые экземпляры могли долететь до Африки и Сейшел», — сказал Денис Туманов.

Африканские представители вида Echiniscus lineatus также демонстрируют близость к южноазиатским популяциям, однако отличаются от характерных для Сейшел. Ученые считают, что на Сейшельские острова и на африканские территории этот вид попадал независимо, в разное время и из разных источников, находящихся в Юго-Восточной Азии.

Ранее гипотеза ветрового переноса тихоходок в тропиках была сформулирована, чтобы объяснить широкое распространение ряда видов, однако это явление характерно только для тропических широт, поскольку в умеренных широтах преобладают локальные виды. Проведенное учеными Санкт-Петербургского университета исследование дополнительно подтверждает эту гипотезу.

Зоологи СПбГУ входят в число немногих научных групп в мире, занимающихся изучением тихохдок. Ранее они обнаружили четыре новых вида тихоходок и три новых для России вида, которые до того встречались только в других странах. Также ученые Санкт-Петербургского университета самостоятельно и в составе международного коллектива специалистов изучали образцы тихоходок, найденных в Антарктике, Англии и Италии, и выделили два новых семейства этих микроскопических беспозвоночных — Acutuncidae и Ramajendidae.

Об образе жизни тихоходок, их особенностях и видовом разнообразии Денис Туманов рассказывал в первом выпуске научно-популярного подкаста СПбГУ «Генрих Терагерц». Гости подкаста — ученые университета, которые рассказывают о квантовой физике, нейросетях, динозаврах, постковидном синдроме, цифровой философии и многих других областях науки в СПбГУ.