Нова стаття зоологів присвячена Onchidoris muricata – виду голожаберних молюсків, що мешкає в північних морях, відомому великою морфологічною мінливістю. Вчені реконструювали його недавнє минуле і зв’язки між популяціями O. muricata в різних морях на підставі маркерів ДНК, зіставили результат зі змінами клімату за останні півмільйона років і прийшли до досить несподіваних висновків.
Голожаберні – це своєрідна група морських черевоногих молюсків, для яких характерна відсутність раковини і розвиненої мантії. Зате голожаберники часто мають дуже ефектну зовнішність і здатні «красти» чужі жалкі капсули.
Не дивно, що зоологи продовжують активно цікавитися цими черевоногими. Нова стаття в Systematics and Biodiversity присвячена Onchidoris muricata – на відміну від більшості голожаберників цей вид мешкає не на півдні, а в помірних широтах, і при цьому має великий розірваний ареал (що складається з окремих ізольованих областей).
Робота обіцяла бути стандартною: вченим належало оцінити мінливість морфології молюска і з’ясувати, чи не слід виділити його популяції з Тихого і Атлантичного океанів в самостійні види. Однак в результаті висновки вийшли різноманітними, досить несподіваними і породили сміливі гіпотези загального характеру.
По-перше, різноманітність будови тіла виявилося O. muricata навіть більше, ніж очікували зоологи. Воно зачіпає і ротовий апарат молюсків (радулу), і їх мантію, і статеву систему — на підставі цього цілком можна було виділити кілька різних видів. Проте всі ці тварини представляють різні популяції єдиного виду.
Але найцікавіше в новій статті, це, звичайно, генетичні відмінності між молюсками, які живуть в різних морях. За допомогою маркерів ДНК вчені описали генетичну структуру популяцій онхідорисів. Виявилося, що тварини з Арктики і Атлантики помітно відрізняються від тих, що належать тихоокеанській популяції. Але найдивовижніше – сильні відмінності O. muricata з Білого моря від молюсків з сусідніх Баренцева і Норвезького моря. Їх геноми явно вказують, що в недавньому минулому своєрідна біломорська популяція пройшла через «пляшкове горлечко».
- Чому дощі і спека стали “нескінченними”?
- Що стало причиною найсмертоноснішого виверження вулкана?
- Океан є джерелом нескінченної атомної енергії
Чим можна пояснити таку складну і неоднозначну картину філогеографії голожаберників? Виявляється, вона добре співвідноситься з тим, що відомо про хронологію глобальних заледенінь і потеплінь за останні півмільйона років.
Автори показали, що початково онхідоріс мешкав в Тихому океані і потрапив в Арктику і Атлантику через Берингову протоку. Швидше за все це сталося 400-500 тисяч років тому, під час підйому рівня моря. При цьому “батько-засновник” біломорської популяції жив за часів передостаннього міжльодовикового періоду (інтергляціалу) — потепління 115-130 тисяч років тому, за яким настав останній на сьогодні льодовиковий період. Ось тільки вік сучасного басейну Білого моря – 11 тисяч років (відразу після льодовикового періоду), до цього воно було повністю вкрите льодовиком. Саме тому відмінності біломорської популяції від баренцевоморської при їх подібному віці здаються дивними.
Заведено вважати, що Біле море повторно заселяли саме тварини з Баренцева моря, проте нова стаття це спростовує. Біорізноманіття Баренцева моря після заледеніння відновлювалося з боку Норвегії, а Біле море заселялося з якогось іншого місця, можливо з Печорського моря або з Нової Землі. Однак пережити льодовик в суворих арктичних умовах молюскам явно було складніше, ніж на півдні (у Скандинавії), це і призвело до «пляшкової шийки».
Більшість голожаберних молюсків, що мешкають в субарктичних і арктичних водах, мають аркто-бореальне поширення – тобто поширені і в північних, помірних широтах, і заходять в арктичні води. Але, як ми змогли показати в новій роботі, суворі арктичні умови не є оптимальними для їх існування. У попередні періоди глобальних потеплінь, коли рівень моря міг бути вище сучасного на три-чотири і навіть десять метрів, такі молюски розширювали свої ареали і заселяли нові території, тобто відчували себе досить непогано. Зараз про це свідчать молекулярні дані для цих видів. Важливо розуміти, що це характерно не для одного-двох видів голожаберних, а для більшої частини різноманітності цієї групи в наших арктичних морях.
Тим часом голожаберники Норвезького і Баренцевого морів мали простір для маневру: вони продовжили рухатися на південь, а O. muricata з Тихого океану взагалі не відчували ніяких проблем. Тому зоологи зробили сміливе припущення: повторне заселення субарктичних регіонів (Білого і Баренцева морів) після заледенінь відбувалося одночасно з різних сторін.
Зрозуміло, основним донором різноманітності для відталої Скандинавії і наших північних морів були води Північної Атлантики, але деякі безхребетні змогли зберегтися і в північних, арктичних областях і тому реколонізація Арктики йшла незалежно з декількох областей. Це йде врозріз з традиційними уявленнями про те, що заселення відталої Арктики забезпечили тільки «вихідці» з Європи.
У статті також показано, що утворення більшості окремих «гілочок» на родинному дереві онхідорісів припало на періоди потепління, коли температура води і рівень води в океані були такими ж, як зараз, або навіть вище. З цього автори зробили досить інтригуючі припущення.