Российские ученые выяснили, как пресноводные моллюски завелись в российской и зарубежной Арктике
Завершился основной этап проекта по изучению таксономии (классификации), разнообразия и биогеографии обитающих в высоких широтах пресноводных моллюсков ― одной из самых малоизученных групп животных в макрорегионе. Исследование охватывает зону Арктики вблизи полярного круга: территории Евразии, Северной Америки, острова, расположенные в Северном Ледовитом океане и Северной Атлантике.
Над масштабным проектом работал коллектив биологов архангельского Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения РАН (ФИЦКИА УрО РАН) и Санкт-Петербургского государственного университета.
Моллюски могут подстраивать форму раковины под водоем
Как отмечает директор Центра, член-корреспондент РАН Иван Болотов, присутствие популяций моллюсков на островах предполагает, что это либо реликтовые формы, которые сохранились с древних времен, либо результат переселения материковых видов по воздуху вместе с перелетными птицами. В целом, островным территориям свойственно низкое видовое разнообразие мягкотелых из-за суровых климатических условий, ограниченности типов водоемов и их размеров.
Коллективу ученых удалось впервые составить отрецензированный полный список видов моллюсков, встречающихся на территории циркумполярной (вблизи полярного круга) Арктической зоны. Вместе с тем исследователи выявили ряд интересных моментов. Например, анализ обнаруженных моллюсков подтвердил предположение о том, что зона Берингии (древних сухопутных территорий между северо-востоком Азии и Северной Америкой) была мостом для переселения фауны, а не центром эндемизма, где происходила ускоренная эволюция и формировались особые виды, как гласит классическая гипотеза.
«Мы обнаружили североамериканские виды моллюсков у нас на Дальнем Востоке, а уникальные виды, которые исследователи ранее находили в Северной Америке, как оказалось, распространены на территории Азии, ― констатирует Иван Болотов. ― Аналогичным образом сложилась ситуация в Гренландии, также считавшейся древним центром эндемизма. Наше исследование показало, что моллюски, поселившиеся в водоемах Гренландии, попали туда с материковой части Северной Америки через Канадский Арктический архипелаг. Вероятно, с птицами. Гренландия – это, скорее, очаг морфологического разнообразия моллюсков».
Также ученые выяснили, что разным типам водоемов присущи моллюски с разными формами раковин. Вероятно, наибольшее воздействие на раковины оказывают волновой режим, меняющийся в зависимости от размера водоемов, и течение. В крупных озерах Гренландии заметен сильный прибой. Поэтому более устойчивые округлые раковины свойственны крупным водоемам, где ощущается влияние прибоя. В небольших, медленно текущих водоемах, где нет прибоя, раковины становятся более вытянутыми.
Живородящие «приспособленцы»
Примечательно, что на архипелаге Новая Земля были обнаружены два вида мелких пресноводных моллюсков из группы горошинок (размер раковин 2‒3 мм), необычным образом приспособившихся к суровым северным условиям. Эти виды встречаются даже в промерзающих до дна озерах, вскрывающихся ото льда буквально на месяц-полтора.
В жестких условиях Арктики горошинки используют редко встречающийся у моллюсков механизм живорождения, свойственный скорее наземным видам. Обычно пресноводные моллюски появляются на свет в виде личинок (глохидий), но у арктических горошинок эмбрионы развиваются в специальных яйцевых сумках, а из раковины взрослой особи выходят уже сформировавшиеся маленькие моллюски.
Механизм живорождения горошинок, очевидно, связан с приспособлением к экстремально короткому сезону: размножение ускоряется, появляющиеся особи могут максимально быстро развиваться во взрослые организмы. По словам Ивана Болотова, эти моллюски встречаются в очень мелководных термокарстовых озерах глубиной до одного метра, например, в озере Тоинто на севере острова Вайгач, имеющем размеры около 5‒6 км в поперечнике, но очень мелком. С наступлением зимы вода в нём полностью замерзает, превращаясь в линзу льда. Тем не менее, моллюски там встречаются массово.
В целом фауна моллюсков в Арктике насчитывает сравнительно невысокое число видов. Однако представители научной группы отмечают, что фауна многих крупных российских озер (Таймыр, Эльгыгытгын и ряда других), как и водоемы севера Канады (остров Виктория и Баффинова Земля) и Аляски пока изучены недостаточно основательно, поэтому исследования в рамках проекта будут продолжены.
Научная команда приступила к реализации проекта около 10 лет назад. Образцы, прошедшие морфологический и генетический анализ, извлекались из озер и рек в Арктической зоне Российской Федерации, в США, Канаде, Норвегии, особое внимание ученые уделили островным территориям (архипелаг Новая Земля, Исландия, Гренландия). Подробнее об основных этапах исследования ученых можно прочитать в научной статье.