Российские ученые установили, что оледенения, неоднократно случавшиеся в плейстоцене (2,5 млн – 11,7 тысяч лет назад), заметно повлияли на современные ареалы пресноводных рачков-дафний. Эти ракообразные колонизировали водоемы, в которых их сейчас можно встретить, из небольшого числа озер Берингии — сухопутного моста между Евразией и Северной Америкой. Полученные данные помогут в разработке полного биогеографического районирования Северной Евразии. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Water.
Ветвистоусые ракообразные рода Daphnia — одни из самых часто встречающихся планктонных организмов в пресных водоемах. Они играют важную роль в экосистемах, в частности, ими питаются многие виды рыб. Дафнии широко распространены во многих климатических зонах, но из-за сурового климата их разнообразие в арктических и субарктических регионах значительно снижено. При этом в ходе исторического развития Земли было несколько периодов похолодания, когда температуры на ее поверхности были значительно ниже, чем сейчас. Это сильно повлияло на ареалы обитания живых организмов, в том числе ракообразных. Например, во время плейстоценовых оледенений многие представители рода дафний населяли Берингийский регион, в том числе и саму Берингию — широкий сухопутный мост, связывающий Евразию и Северную Америку.
Российские исследователи изучили разнообразие дафний в водоемах Северо-Восточной части России — крайне интересного с биогеографической точки зрения, но весьма труднодоступного региона. Для девяти обнаруженных видов авторы определили последовательности митохондриальной ДНК и по степени их сходства установили, насколько дафнии различаются меду собой. Внутри биологических видов удалось выделить отдельные генетические группы.
Анализ участков ДНК и встречаемости разных видов указывает на особенности их демографической истории. В течение плейстоценового оледенения отдельные популяции некоторых видов выживали в Берингийском регионе, откуда позже быстро повторно распространились по северной Голарктике — региону, охватывающему большую часть Северного полушария и чья южная граница проходит по территории Мексики, севера Сахары, Гималаев и югу Китая. Кроме того, часть дафний повторно колонизировала северо-восток России из Северной Америки через берингийский сухопутный мост.
«Мы обнаружили, что эволюционные сценарии различных видов дафний, обитающих на северо-востоке России, сильно различались. Мало того, этот регион оказался очагом разнообразия гаплотипов (совокупностей особей, абсолютно идентичных по последовательности некоего гена). Интересно, что обитающие там виды не являются эндемиками, хотя определенная территориальная изолированность местности могла этому способствовать — вместо этого они оказались широко распространены как в Евразии, так и в Северной Америке. Выявленные нами закономерности относятся не только к дафниям, но и многим другим обитателям континентальных водоемов», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Алексей Котов, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН.
Также в исследовании приняли участие ученые из Института систематики и экологии животных СО РАН (Новосибирск), Якутского филиала Российского федерального научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (Якутск), Института биологии Карельского научного центра РАН (Петрозаводск), Лимнологического института СО РАН (Иркутск), Института естественных наук Северо-Восточного федерального университета имени М. К. Аммосова (Якутск) и Института биологических проблем криолитозоны СО РАН (Якутск).