Источник: Фото Александра Петрова
Учёные определили приоритетные для охраны популяции пресноводной жемчужницы в России
19.02.2025
Учёные-малакологи Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения РАН, Карельского научного центра РАН (Петрозаводск) и Мюнхенского технического университета (Германия) оценили генетическое разнообразие и степень генетической уникальности 17 популяций из северо-восточной части ареала краснокнижного пресноводного моллюска жемчужницы европейской (Margaritifera margaritifera) в Мурманской области, Республике Карелия, Архангельской и Ленинградской области).
Ученые спрогнозировали динамику популяционно-генетической структуры жемчужницы в России для различных сценариев глобального изменения климата. Научная группа использовала метод анализа микросателлитов – коротких тандемных повторов в ядерной ДНК. Такая методика обеспечивает большее покрытие генома, чем при анализе участков отдельных генов. Кроме того микросателлиты отражают картину недавних трансформаций в геноме, произошедших в пределах последних 50 – 500 лет, что важно в контексте изучения микроэволюционных процессов в популяциях.
Микросателлитный анализ показал, что наиболее высоким генетическим разнообразием отличаются северные популяции Кольского полуострова. Жемчужницы из рек Ленинградской и Архангельской областей имеют средний уровень этого параметра. Наиболее низкий уровень генетического разнообразия был выявлен у карельских жемчужниц.
Для достижения целей сохранения генофонда жемчужницы в России ученые провели оценку генетической структуры с помощью метода байесовской кластеризации. В итоге было выделено три генетических кластера, условно названных "Северный", "Карельский" и "Южный". Научная группа спрогнозировала, как на кластерах скажутся вероятные климатические перестройки. Первый, умеренный, сценарий допускает повышение среднелетней температуры на 2,3 °C к 2080-2100 годам. Второй, экстремальный, и, как отмечают учёные более вероятный, предполагает повышение среднелетних температур на 5 °C.
Моделирование показало однозначное снижение генетического разнообразия при обоих сценариях. Однако при втором сценарии этот процесс будет более выраженным и необратимым. По словам участника исследовательской группы, ведущего научного сотрудника Лавёровского центра Ильи Вихрева, преобладающим станет "Северный" кластер, распространённый на Кольском полуострове и в южной части Беломорья. Он также будет вытеснять специфический "Карельский" кластер. При этом популяции Балтийского моря, относящиеся преимущественно к "Южному" кластеру, сохранят и даже упрочат свою обособленность от других генетических кластеров при обоих климатических сценариях и станут носителем уникальных генетических вариантов.
Таким образом, учёные выделили три единицы охраны пресноводной жемчужницы в России: популяции Кольского полуострова, вносящие наибольший вклад в общее генетическое разнообразие вида; некоторые популяции центральной Карелии, находящиеся в угнетённом состоянии, причины которого нуждаются в подробном изучении; а также популяции Балтийского моря, которые несут уникальный генетический компонент, но с высокой вероятностью окажутся под наиболее сильным прессом климатических изменений. Микросателлитный анализ показал, что наиболее высоким генетическим разнообразием отличаются северные популяции Кольского полуострова. Жемчужницы из рек Ленинградской и Архангельской областей имеют средний уровень этого параметра. Наиболее низкий уровень генетического разнообразия был выявлен у карельских жемчужниц.
Для достижения целей сохранения генофонда жемчужницы в России ученые провели оценку генетической структуры с помощью метода байесовской кластеризации. В итоге было выделено три генетических кластера, условно названных "Северный", "Карельский" и "Южный". Научная группа спрогнозировала, как на кластерах скажутся вероятные климатические перестройки. Первый, умеренный, сценарий допускает повышение среднелетней температуры на 2,3 °C к 2080-2100 годам. Второй, экстремальный, и, как отмечают учёные более вероятный, предполагает повышение среднелетних температур на 5 °C.
Моделирование показало однозначное снижение генетического разнообразия при обоих сценариях. Однако при втором сценарии этот процесс будет более выраженным и необратимым. По словам участника исследовательской группы, ведущего научного сотрудника Лавёровского центра Ильи Вихрева, преобладающим станет "Северный" кластер, распространённый на Кольском полуострове и в южной части Беломорья. Он также будет вытеснять специфический "Карельский" кластер. При этом популяции Балтийского моря, относящиеся преимущественно к "Южному" кластеру, сохранят и даже упрочат свою обособленность от других генетических кластеров при обоих климатических сценариях и станут носителем уникальных генетических вариантов.
"Жемчужница – биологический индикатор чистейших лососевых рек, на котором негативно отражается потепление, но, надо сказать, что изменения климата ещё не достигли того размаха, который был в прошлом. Период климатического оптимума голоцена, потепления, произошедшего около 4 – 5 тысяч лет назад, сказался на холодолюбивой арктической биоте. Именно тогда, например, вымерла последняя популяция мамонтов на острове Врангеля. Жемчужница, видимо, была распространена шире, чем сейчас. И потепление в прошлом нанесло по ней очень сильный удар. Остались небольшие группировки в высокогорьях и на севере. То, что мы могли наблюдать до середины XX века, – это, скорее всего, был процесс восстановления её ареала. Теперь – тренд на потепление. И мы видим масштабное исчезновение этого холодолюбивого вида. Это общий тренд, касающийся биоты Арктики. Например, наблюдается процесс сокращения численности белых медведей. Поэтому жемчужница – лишь один из многих чувствительных индикаторов на основании которых можно делать прогнозы", – подытожил директор Лавёровского центра, чл-корр. РАН Иван Болотов.
Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Biodiversity and Conservation.
Источник: ФИЦКИА УрО РАН