Некоторые виды пчёл и шмелей (род шмели (Bombus) входит в семейство пчёлы настоящие (Apidae)) сложно различимы по морфологическим признакам. Вместе с тем пчелиные играют важнейшую роль для естественных экосистем и сельского хозяйства как насекомые-опылители. А шмели особенно ценны для Арктической зоны с её относительно низким уровнем биоразнообразия и малой долей пчёл в общей численности насекомых-опылителей. Учёные Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения РАН реализующие проект, направленный на идентификацию криптических (трудноразличимых) видов пчёл, получили первые результаты.
Сотрудники лаборатории приарктических лесных экосистем Лавёровского центра разработали схему молекулярной идентификации криптических видов пчёл. Апробация метода была проведена на криптических шмелях Bombus lucorum-complex. Эта группа включает несколько сложных для идентификации видов, таких как B. terrestris, B. lucorum и B. cryptarum.
Bombus terrestris (земляной шмель)
«Большинство исследователей ранее не регистрировали данные виды по причине фактической невозможности их надёжной идентификации только по морфологическим признакам, что неизбежно приводило к ошибочным выводам при реализации региональных программ сохранения биоразнообразия. В то же время секвенирование ДНК, позволяющее точно идентифицировать виды, является дорогостоящим и длительным процессом», — объясняет ведущий научный сотрудник лаборатории приарктических лесных экосистем Григорий Потапов.
Bombus lucorum (норовой шмель)
Методика, предложенная сотрудниками Лавёровского центра, представляет собой вариант молекулярной идентификации без секвенирования. Определить, к какому виду относится тот или иной образец, позволяет электрофорез ДНК в агарозном геле. Данный метод применяется для разделения разрезанных специальным ферментом фрагментов ДНК по длине. Фрагменты разной длины в геле под действием внешнего электрического поля двигаются с разной скоростью. В частности такой метод применялся для выявления генетических заболеваний, генотипирования крупного рогатого скота.
«Данный метод позволяет увидеть произошло ли разрезание фрагмента ДНК под воздействием специфического фермента, что в свою очередь дает возможность идентифицировать исследуемые криптические виды. Надеемся, что схема позволит и энтомологам из других регионов применить её в своих исследованиях», — говорит Григорий Потапов.
Bombus cryptarum (шмель нектарный)
Как отмечает ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной экологии и биогеографии Александр Кондаков, использованный подход может быть применён для разработки аналогичных методов идентификации криптических видов и в других группах животных.
Также авторы проекта изучили распространение криптических видов Bombus lucorum-complex на территории Европейского Севера России и проанализировали их биотопическую приуроченность. Стоит отметить, что работы, касающиеся распространения изучаемых криптических видов в Северной Европе известны только для Великобритании, Ирландии и Финляндии, что делает Архангельскую область одним из лидеров в исследованиях по данной тематике.
Работа проведена в рамках исследовательской темы по гранту Российского научного фонда № 24-24-20016, «Криптические виды пчёл на северной границе их ареалов: распространение, экология и охрана» (руководитель: Григорий Потапов, исполнители: Галина Бовыкина и Юлия Колосова). Полученные результаты опубликованы в международном научном журнале (Bovykina G.V., Potapov G.S., Kolosova Yu.S., Kondakov A.V. RCR-RFLP approach for identification of cryptic species of Bombus lucorum-complex in Northern European Russia). Также результаты были представлены на Всероссийской научной конференции с международным участием и школы для молодых учёных «Фундаментальные и прикладные аспекты адаптации живых организмов к изменяющимся условиям окружающей среды севера: исследования, инновации, перспективы», которая прошла на базе Карельского научного центра РАН 9-13 сентября.
Европейские энтомологи, которые вели аналогичные исследования параллельно, применили этот метод на других криптических видах пчелиных.
Источник: ФИЦКИА УрО РАН.