Архангельские учёные, составляющие костяк международной исследовательской группы, работавшей в Мьянме в 2018 году по международному проекту «Последний затерянный мир: ранее неизвестные центры эволюции пресноводных моллюсков в Юго-Восточной Азии», открыли четыре вида и четыре подвида моллюсков, прежде неизвестных науке.
Редкие и уникальные
Учёные Федерального центра комплексных исследований Арктики Российской академии наук и Северного (Арктического) федерального университета работают по совместному проекту с международной природоохранной организацией «Фауна и флора интернейшнл» (FFI, Великобритания) в качестве экспертов по биоразнообразию речных систем Юго-Восточной Азии (реки Иравади, Ситауна, Салуина, Меконга, Чао-Прайи, система Ганг-Брахмапутра). В целом в проект вовлечена большая исследовательская группа, в состав которой также входят сотрудники Университета Порто (Португалия), Государственного музея естественных наук Северной Каролины (США) и Университета Хпа-Ан (Мьянма). Проект, направленный на исследования 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), учёные пошли «по стопам первопроходцев и искателей приключений времён Британской Империи», взяв на вооружение передовые генетические научные методы. Идея поиска эндемичных видов нашла отклик в Департаменте рыбного хозяйства и Министерстве сельского хозяйства, животноводства и развития сельских районов Мьянмы и у представителей местных сообществ, которые показали научному коллективу возможные места обитания редких пресноводных раковин.
Работая в Мьянме, учёные обнаружили 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.
Обнаруженные виды получили названия преимущественно с отсылкой к местным географическим объектам. Однако есть исключение: вид Leoparreysia whitteni 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 Leoparreysia whitteni, по которым мы сделали описание, - рассказывает директор ФИЦКИА РАН, заведующий лабораторией молекулярной экологии и филогенетики САФУ Иван Болотов. – Это редкий уникальный вид, имеющий миниатюрную, но очень красивую ярко-зелёную раковину.По словам учёного, популяции восьми описанных пресноводных раковин малочисленны. Массовые, распространённые виды обнаруживались в период британской колонизации Бирмы (середина XIX – середина XX веков). Как убедились современные исследователи, открытые виды обитают в небольших бассейнах рек, плотность их популяции низкая – одна-две раковины на квадратный метр.
Отметим, данные об открытии уже опубликованы в авторитетном международном научном журнале Scientific Reports (издательская группа Nature).
Особо чувствительные
Мьянма – сельскохозяйственная страна, а для жителей отдалённых деревень пресноводные моллюски являются одним из важных источников белковой пищи. Население также использует сухие раковины в толчёном виде в качестве антисептика для лечения домашних животных.
Побывавшие в экспедиции в Мьянме учёные констатируют: реки, в которых обитают обнаруженные редкие представители фауны, 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 водоёмы Мьянмы искусственно заселяются чужеродные виды, которые ведут себя крайне агрессивно по отношению к местным видам. Например, из рек Африки завозят рыбу тиляпию и африканского сома. Всё больше околоречных площадей занимают под каучуконосное дерево гевею и масличную пальму. В результате, искусственные 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 с очень 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 виды не способны пересечь большую реку. Поэтому в каждом притоке происходила своя независимая эволюция, и мы можем там найти ранее неизвестные виды. Но, если там построить дамбу, вырубить лес, мы увидим их вымирание, ведь они обычно живут только в одном притоке, и больше нигде не встречаются.
Пресноводные моллюски особо чувствительны к среде обитания, качеству воды. Около 40% их видов находятся под угрозой исчезновения. Пока эксперты констатируют высокое видовое разнообразие этих живых организмов в тропической Азии, однако, если антропогенная нагрузка на водоёмы будет нарастать, редкие виды могут быть потеряны безвозвратно, а распространённые начнут вымирать.
По мнению архангельских учёных, всё это может не только негативно отразиться на состоянии речной и болотной фауны, но и на росте социальной напряжённости 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.
Понять, как расселялись
Научная группа планирует расширить исследовательскую географию и провести работу в других странах, причём не только Юго-Восточной Азии. Информация о новых видах – лишь кусочки большой мозаики, которую собирают исследователи, чтобы в итоге создать глобальную модель, описывающую эволюцию пресноводных моллюсков на всех континентах.
Международный коллектив располагает данными примерно о 400 видах крупных пресноводных моллюсков (наяд), обитающих на Севере России, в Северной Америке, Африке и Евразии. В целом, науке известно и описано более 900 видов, но с высокой степенью вероятности, их больше – около 1000-1200. Примерно 100-300 видов наяд предстоит найти и описать. Основная часть неизвестных видов пресноводных раковин, по мнению архангельских учёных, сосредоточена в Юго-Восточной Азии и Новой Гвинее, Южной Америке и Африке.
Создаваемая расчётная 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 науке до конца не известно, как именно шло раздвижение земных пластов и формирование современных континентов. Этот процесс косвенно отражён в геномах пресноводных моллюсков.
– Если мы сможем понять, какая группа от какой произошла, и чётко датировать, 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.
Учёные также планируют увязать генетическую эволюционную картину моллюсков с геохимией, чтобы понять, как эволюционировали механизмы накопления элементов 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 среды.
Исследователи планируют проверить, стабилен ли спектр микроэлементов в раковине для современных групп моллюсков. Древние раковины будут анализироваться по составу элементов периодической системы Менделеева 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 и международную онлайн-систему, которой могли бы пользоваться и пополнять биологи всего мира.
