Пресноводные пиявки остаются малоизученной группой животных. Особенно это касается обитателей водоёмов Арктики. Наибольшее число работ учёные посвящают тропическим, европейским и североамериканским пиявкам. Но даже объёмные труды таких выдающихся специалистов, как Ефим Лукин и Рой Сойер, содержат ограниченные сведения по Арктике, где утверждается, что фауна пиявок в высоких широтах бедная и неспецифичная. Результаты многолетней совместной работы учёных Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения РАН и Санкт-Петербургского государственного университета отчасти опровергают этот тезис и существенно расширяют представление о пиявках Арктики.

Сбор образцов из малоизученных арктических районов, их обработка и анализ генетических данных в общей сложности заняли около 10 лет. География исследований включала территории Кольского полуострова, Малоземельской тундры, полуострова Канин, острова Колгуев, Большеземельской тундры, Полярного Урала, Ямала, Таймыра, плато Путорана, Колымского нагорья и Чукотки. В работу также были включены сведения о фауне пиявок арктической Скандинавии, Исландии и Гренландии.

Определение видов пиявок по морфологическим признакам – достаточно сложный процесс. Зачастую внешне сходные виды очень сильно разнятся по анатомии. Поэтому исследователи-систематики скрупулёзно изучают анатомическое строение пиявок. Особь помещается в абсолютный спирт, заливается в парафиновый блок, после чего на специальном аппарате – микротоме – выполняются очень тонкие продольные срезы, число которых для одного образца может превышать 50. Срезы обрабатываются специальными красителями, в результате различные ткани организма приобретают разную окраску, благодаря чему межвидовые анатомические нюансы становятся более очевидными.

Для молекулярно-генетических анализов, подтверждающих межвидовые различия, использовались расшифровки нуклеотидных последовательностей генов, кодирующих первую субъединицу фермента цитохром-с-оксидаза (COI) и малую субъединицу рибосомальной РНК (18S-рРНК).

Ревизия таксономического состава показала, что фауна арктической зоны Евразии насчитывает 14 видов плоских пиявок (семейство Glossiphoniidae), принадлежащих к пяти родам. Пять видов и один род оказались прежде неизвестными, новыми для науки. Исследовательская группа выявила самую северную точку ареала плоских пиявок – полуостров Таймыр, 72° северной широты.

Наиболее интересной находкой, по мнению учёных, является гипербореомизон полярный (Hyperboreomyzon polaris) – новый реликтовый род и вид пиявок, описанный по сборам с острова Колгуев и плато Путорана. Эта достаточно крупная (до 2 см в длину) пиявка имеет тёмно-коричневую окраску и покрыта бугорками. Обычно у плоских пиявок каждый сегмент тела разделён на три кольца, а у гипербореомизона есть дополнительная сегментация – каждое из трёх колец сегмента разделено ещё на два.

– Мы не смогли её отнести ни к одному из известных родов ни по морфологии, ни по генетике. Это реликтовая, очень древняя и редкая пиявка. Удивительно, что она не была встречена никем из предшествующих учёных. Вероятная причина – этот вид обитает только на наиболее удалённых и труднодоступных территориях, таких как Колгуев и Путорана. Но вряд ли гипербореомизон является исключительно арктическим видом. Мы предполагаем, что эта пиявка имеет арктоальпийский ареал – то есть, теоретически, она может встречаться где-то в высокогорьях Азии, например, в Саянах или на Алтае, – считает один из авторов исследования, директор Центра имени академика Лавёрова, член-корреспондент РАН Иван Болотов.

По словам учёного, эта пиявка пока представляет собой загадку: нет никаких данных о её образе жизни и питании. Она была обнаружена в небольших водоёмах, где нет рыбы. Похоже, что на плато Путорана она могла обитать довольно длительное время, а на остров Колгуев попала вместе с перелётными птицами. Но это лишь предварительные гипотезы, требующие проверки.

Зоологи уверены, что гипербореомизон полярный и ещё один новый вид с узким ареалом – глоссифония арктическая (Glossphonia arctica), найденный только в одном высокогорном озере на Полярном Урале, требуют скорейшего внесения в Красную книгу России.

Как отмечает заведующий лабораторией макроэкологии и биогеографии беспозвоночных СПбГУ Максим Винарский, самая богатая региональная фауна глоссифониевых пиявок выявлена на Таймыре и плато Путорана (девять видов), в то время как арктическая Европа, Исландия, Колымское нагорье и Чукотка отличаются обедненными фаунами этой группы (два-четыре вида).

Также учёный подчёркивает, что для обитающих в высоких широтах пиявок характерно существенное потемнение окраски.

– Это проявление так называемого высокоширотного меланизма, – объясняет Максим Винарский. – Меланисты – особи, которые имеют затемнённую окраску благодаря накоплению пигмента. Если брать наземные организмы, то для Арктики характерно образование тёмных форм: чем темнее окраска, тем сильнее поглощаются солнечные лучи. Водоёмы Арктики мелкие, и ультрафиолет здесь способен проникать до дна. Но это также может быть и криптическая окраска – чем темнее, тем легче прятаться от врагов в тёмной воде или на тёмном дне водоёма.

Отметим, пиявки не всегда безобидны для других животных. Например, представители рода гемиклепсис (Hemiclepsis) паразитируют на рыбах. В условиях прудового хозяйства кровососущие пиявки способны существенного ослаблять рыб. Птичьи клепсины (род Theromyzon) являются паразитами водоплавающих птиц. Забираясь птицам в носоглотку, они могут вызывать удушье, чреватое гибелью пернатых. А один из видов африканских плоских пиявок даже смог адаптироваться к постоянному проживанию в прямой кишке бегемотов.

Сбор образцов проводился при поддержке Минобрнауки России. Обработка и обобщение данных – при поддержке Российского научного фонда (грант №19-14-00066-P).

Итоги исследования опубликованы в журнале Scientific Reports (издательская группа Nature).

Рис. 1.

Рис. 2.

Рис. 3.

Рис. 4.

Иллюстрации:

1. Видовое богатство, зоогеография и местообитания плоских пиявок (семейство Glossiphoniidae) арктической зоны Евразии. Коды районов: ICE – Исландия; FEN – Фенноскандия; KAN – полуостров Канин и Малоземельская тундра; KOL – остров Колгуев; URA – Большеземельская тундра и Полярный Урал; YAM – Ямал; TAY – Таймыр; PUT – плато Путорана; YAK – Колымское нагорье; CHU – Чукотка. (а) Карта распределения видового богатства плоских пиявок. В кружках указано число видов, выявленных в каждом районе. (b) Дендрограмма кластерного анализа, показывающая зоогеографическое подразделение арктической зоны Евразии на основании видового состава плоских пиявок. (с-g) Фотографии типичных местообитаний плоских пиявок в Арктике: озеро Имандра, Кольский полуостров (с); горное озеро около станции Собь, Полярный Урал – типовой локалитет нового вида пиявок Glossiphonia arctica (d); горное озеро на плато Путорана, типовой локалитет нового рода и вида пиявок Hyperboreomyzon polaris (e); озеро Оленье около пос. Хатанга, Таймыр – наиболее северное местонахождение плоских пиявок в мире (72.01° с.ш.) (f); озеро около пос. Амгуэма, Чукотка (g). Авторы фото: О.В. Аксёнова, А.В. Кондаков, Е.С. Чертопруд и С.Е. Соколова.

2. Типовые образцы новых для науки видов плоских пиявок (семейство Glossiphoniidae), выявленных в арктической зоне Евразии: вид со спинной (D) и брюшной (V) сторон. (a) Альбоглоссифония сибирская (Alboglossiphonia sibirica). (b) Глоссифония арктическая (Glossiphonia arctica). (c) Глоссифония таймырская (Glossiphonia taymyrensis). (d) Гелобделла охотская (Helobdella okhotica). (e) Гипербореомизон полярный (Hyperboreomyzon polaris).

3. Высокоширотный меланизм в популяциях трех видов пиявок из рода Glossiphonia. Для каждого вида слева представлена особь типичной (светлоокрашенной) формы, справа – три варианта особей с меланистической (тёмной) окраской из высокоарктических районов Евразии. Масштабные линейки = 1 мм. Авторы фото: А.Л. Класс и Т.А.Елисеева.

4. Окрашенный срез глоссифонии арктической.