Биологи МГУ установили "гиперборейское" происхождение ветвистоусых рачков

Биологи из России и США изучили пути расселения по Северной Евразии ветвистоусых рачков (кладоцер) — пищи многих сотен видов рыб. Они показали, что как минимум несколько групп кладоцер начали расселение по всей северной части Евразии с наиболее северных её точек, в том числе с Камчатки и Чукотки. Статья об этом опубликована в журнале PLoS ONE. 

Авторы работы изучали у очень распространённых на севере России ветвистоусых рачков хидорусов (Chydorus sphaericus) ген, кодирующий важный для дыхания фермент цитохром С, а также участок ядерной ДНК, где закодированы две части РНК, необходимой для сборки белков в клетке. Для этого были собраны образцы хидорусов из многих водоёмов России, в том числе с территории Кроноцкого и Командорского заповедников, а также образцы из Норвегии и Южной Кореи.

Сопоставление последовательностей нуклеотидов в этих генах у хидорусов из разных регионов Евразии выявило, что две группы этих рачков пережили плейстоценовое оледенение на месте нынешней европейской части России, на территории современной Архангельской области и Республики Коми, а две другие — на месте азиатской, в районе Камчатки. Ранее считалось, что подобные организмы "пережидали" ледниковые периоды на юге.

Эволюцию и распространение животных можно изучать не только по их ископаемым останкам, но и по последовательностям нуклеотидов в ДНК у родственных видов. Чем больше различий в генах таких видов, тем в более далёком родстве они состоят и тем раньше они разошлись от общего предка. При этом нужно выбирать для сравнения такие гены, изменения в которых происходят не очень часто. То есть эти гены и кодируемые ими белки должны быть задействованы в самых важных, базовых процессах жизнедеятельности, в которых "нельзя ошибаться". Гены цитохрома С и рибосомальных РНК хорошо подходят на эту роль.

О методике говорит Татьяна Неретина, молекулярный биолог, один из авторов исследования: "Вы собираете материал из разных-разных мест, фиксируете его в спирте, выделяете ДНК, потом с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) определяете последовательность нуклеотидов во фрагменте генома, который вам нужен, у разных образцов и смотрите, кто на кого похож, кто на кого не похож. И строите филогенетические деревья, по которым можно понять, как далеко они отстоят друг от друга".

В будущем этот же научный коллектив, в который входят также сотрудники Института проблем экологии и эволюции РАН, Института биологии внутренних вод РАН и биологического факультета Университета штата Нью-Йорк, планирует заняться проверкой универсальности созданной схемы, чтобы увидеть, отражает ли она картину расселения других родов ветвистоусых рачков.

Ветвистоусые рачки — это мелкие ракообразные в составе планктона. Самый известный представитель этой группы — дафния, или водяная блоха. Дафнии и прочие ветвистоусые рачки служат кормом для множества видов рыб и таким образом играют большую роль в образовании водных экосистем — сообществ животных и растений. Поэтому их биологию важно изучать.