Четкое понимание распространения морских видов беспозвоночных имеет решающее значение для разработки эффективных стратегий сохранения здоровья глобальных экосистем. Но в этой области еще много скрытого. Исследователи до сих пор находят новые ареалы, казалось бы, хорошо изученных животных. Так, в ходе экспедиций ученые МФТИ и Института океанологии им. Ширшова РАН, анализируя образцы полихет (многощетинковых червей) из Кандалакшского залива Белого моря, выявили их принадлежность к не описанному пока виду, принадлежащему к роду Терребелид (Terebellides). Ранее представители этого вида были обнаружены только в проливе между Северным и Балтийским морями. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports. Исследование выполнено при поддержке Минобрнауки РФ.
Было известно, что полихеты рода Terebellides проживают вдоль Норвежского побережья неравномерно. Новые исследования показали, что популяции полихет, живущие в Белом море, генетически сходны с популяциями, обитающими в проливах Каттегат и Скагеррак Северного моря. Они не встречаются ни в Норвежском, ни в Баренцевом морях, что и позволяет предположить разорванный ареал распространения этих червей. Такая модель распределения может быть объяснена заменой этого вида полихет новыми (сукцессия), приносимыми к Норвежскому шельфу течением Гольфстрим. Определенную роль в этих процессах, возможно, играет изменение климата и гидрохимических параметров.
«Кольчатые черви обитают на Белом море и являются частью пищевых цепей. Они довольно мелкие, но вполне подходят для мальков рыб, что весьма важно в формировании трофических цепей. Белое море сравнительно бедное по биомассе. Чем ближе к экватору, тем больше биоразнообразие, но когда мы говорим про биопродуктивность, то она нечасто высока в теплых морях. Наоборот, некоторые моря арктического региона, такие как Охотское и Баренцево, характеризуются высокой биопродуктивностью, которая определяется в большей степени поступлением в среду биогенов: фосфора и азота. Поэтому видовой состав беспозвоночных и бактерий холодных морей активно изучают. Интересны нам и пищевые цепочки, которые позволяют найти способы повысить ту самую биопродуктивность», — рассказал об исследовании Илья Манухов, заведующий лабораторией молекулярной генетики МФТИ.
Фото. Разнообразие Terebelliformia. Источник: Diversity https://www.mdpi.com/1424-2818/13/2/60
В целом представители рода Terebellides предпочитают мягкие донные отложения и обитают в широком диапазоне глубин. Они широко распространены по всему миру, в том числе в северных морях. По данным Всемирного реестра морских видов в настоящее время существует в общей сложности 86 признанных видов рода Terebellides. Однако новейшие исследования существенно изменили представление о видовом разнообразии, скрытом внутри представителей этого рода в европейских водах. Авторы этих исследований значительно увеличили число описанных видов в Северо-Восточной Атлантике и подчеркнули существование нескольких критических (загадочных) видов, еще не описанных зоологами. Два таких вида были обнаружены научной группой МФТИ и Института океанологии им. Ширшова РАН в акватории Белого моря.
«Мы провели анализ последовательности ДНК экземпляров Terebellides, собранных в губе Кандалакшского залива Белого моря с исследовательского судна “Семен Дежнев” в ходе молодежной образовательной экспедиции “Полярный круг”. Студенты и школьники собирали образцы донных отложений в море и затем отбирали оттуда червяков, принадлежащих к Терребеллидам, под руководством преподавателя. Видовую принадлежность полученных образцов полихет определяли на основе анализа выделенной ДНК по последовательности четырех генов (CO1, 16S, ITS и 28S). Младшие члены экспедиции продолжили реализацию своих “полевых” проектов уже в лаборатории МФТИ и даже вошли в соавторы публикации о Теребеллидах», — отметила Анна Кудрявцева, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики МФТИ.
Фото. Анна Кудрявцева во время экспедиции
В результате биоинформатического анализа было установлено, что представители родственного беломорским полихетам вида обитают также в проливе Скагеррак, соединяющем Северное море с Балтийским. Но на всей протяженности шельфа Норвежского моря из нескольких тысяч проанализированных коллегами из Швеции и Норвегии образцов представители беломорского вида не обнаруживаются.
Подобный разрыв ареала не так часто встречается, и для него нужны веские причины, например географическое изменение мест обитания или влияние межвидовой конкуренции с уходом популяции в разделенные маргинальные ниши. Но в случае многощетинковых червей Terebellides это, по-видимому, довольно свежее явление. Освобождение Горла Белого моря ото льдов и восстановление связи этого водоема с Баренцевым морем произошло в позднеледниковое время, всего лишь около 12–13 тысяч лет назад. Остается загадкой, когда произошло разделение ареала Теребеллид, до образования пролива или после. Теоретические оценки времени расхождения Беломорской популяции червей и Североморской по молекулярным часам дают примерные значения 70–100 тысяч лет, то есть до образования Белого моря в нынешнем виде.
«Гольфстрим разнес личинки Terebellides вдоль по Норвежскому побережью до Северного и Белого морей, это вполне логично. В литературе часто отмечается, что морские течения являются причиной распространения того или иного вида и расширения ареала его обитания. Интересным в нашем случае оказалось наличие существенного разрыва ареала, то есть в районе норвежского шельфа, по-видимому, когда-то данный вид Терребелид обитал, но потом сменился другими видами полихет, принадлежащих к тому же роду Terebellides. Мы выдвинули две гипотезы причин разрыва: вымывание личинок и сукцессию. Личинки вымываются из мест размножения Гольфстримом и разносятся по морям, окаймляющим Скандинавский полуостров. В итоге вид не может закрепиться на “промежуточных” территориях, в частности, на норвежском шельфе, и это происходит не только с нашим видом. Другая гипотеза — Гольфстрим приносит новые виды, которые могут вытеснить старые, заставить наших червячков уйти в окраинные, маргинальные ниши. Против этой гипотезы есть аргумент: способность Terebellides к симпатрии. То есть разные виды этого рода могут вполне уживаться в одной экологической нише. Тем не менее наличие разрыва ареала говорит о том, что, по-видимому, имеется какая-то межвидовая конкуренция. Поэтому мы обосновали наше предположение сукцессией — борьбой за ресурсы. В дискуссии с редактором и рецензентами было решено, что этот вопрос остается открытым и требует исследований биологии межпопуляционных взаимодействий полихет более предметно», — заключает Илья Манухов.
Рисунок. (A) Места сбора проб: Каттегат (фиолетовый), Скагеррак (темно-зеленый), Северное море (светло-зеленый), Ирландское и Кельтское моря (оранжевый), Норвежское побережье и шельф (красный), Норвежское море (коричневый), Баренцево море (темно-синий), Северный Ледовитый океан (розово-красный), Гренландское море (желтый), Южная Исландия (голубой), Кандалакшский залив (розовый). (Б) Места сбора проб в Кандалакшском заливе и Каттегате. (С) Изображение океанских течений и расстояние между возможными разобщенными местами обитания видов Terebellides. Подробная карта мест сбора образцов: (D) Каттегат и (E) Кандалакшский залив.
В дальнейшем ученому сообществу предстоит большая работа по весьма скрупулезному научному описанию нового вида и, возможно, новые экспедиции прольют больший свет на причины столь существенного разрыва ареала многощетинковых червей и ответят на вопрос о наличии подобных разрывов у других видов беспозвоночных, водорослей и бактерий.
