Российские биологи изучили последовательности нескольких генов водяных блох рода Bosminopsis и реконструировали их эволюционную историю. Оказалось, что представители этого рода берут свое начало во времена динозавров. Проведенное исследование — один из этапов формирования новых представлений о биогеографии пресноводных животных Евразии. Статья опубликована в журнале PeerJ при поддержке Российского научного фонда (РНФ).

Водяные блохи, или ветвистоусые ракообразные, — микроскопические, не более шести миллиметров, животные, а размер представителей семейства босминид и вовсе менее одного миллиметра. Они настолько широко распространены по свету, что отдельных представителей можно встретить даже в Антарктиде. В целом сегодня известно около 850 различных видов водяных блох. Они используются в качестве корма для аквариумных и промышленно выращиваемых рыб и как индикаторы токсичности водных растворов химических соединений. Кроме того, геном водяных блох дает обширный материал для исследований, поскольку содержит более 30 тысяч различных генов, что, например, на 5-10 тысяч генов больше, чем у человека.

Исследователи Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН (Москва) и Института биологии внутренних вод имени И. Д. Папанина РАН (Борок) в сотрудничестве с учеными из Университета Штата Нью-Йорк (США) проанализировали 32 популяции водяных блох рода босинопсис (Bosminopsis), которых собирали на территории России, Южной Кореи, США, Японии, Китая и Таиланда. Босминопсисы были выбраны в качестве объекта исследования, потому что им свойственна способность подстраивать биологические свойства и внешние признаки под условия среды.

Биологи провели реконструкцию эволюционной истории этой группы. Для этого они анализировали внешнее строение водяных блох под микроскопом и одновременно определяли последовательности нуклеотидов отдельных генов и анализировали их сходства и различия. В общей сложности было изучено четыре гена: митохондриальные COI и 16S и ядерные 28S и HSP. Это достаточно обычный набор, который используется в таких случаях. В частности, ген COI — это стандарт для «генетического штрихкодирования», то есть генетический ключ для определения принадлежности образца к определенному таксону. Важно, что были использованы и митохондриальные, и ядерные гены, поскольку совершенно необязательно, что данные по одним и другим совпадут.

«Оказалось, что этот род отличается крайней древностью обособления видов. В целом, водяные блохи имеют палеозойское происхождение, они гораздо старше, чем, например, млекопитающие и даже динозавры. При этом основные генетические группы босминопсисов разделились в меловом периоде, то есть уже существовали во времена гигантских рептилий, но, в отличие от них, не вымерли к настоящему времени», — рассказывает Алексей Котов, руководитель проекта, член-корреспондент РАН, доктор биологических наук, главный научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН.

В данном исследовании ученые при помощи генетических и морфологических методов продемонстрировали, что на всей территории Северной Евразии встречается только один вид рода, а именно, босминопсис Зернова. Для него характерны очень широкое распространение, слабая генетическая структурированность и небольшие генетические дистанции (по сути — отличия) между отдаленными популяциями. Исследование значимо для дальнейших фундаментальных работ по изучению биогеографии пресноводных животных.

Рисунок 1. Bosminopsis deitersi Richard, 1895 из Бразилии (A-E), Bosminopsis sp. из провинции Каласин (F), Нонг Кхай (G-H) в Таиланде. Источник: Garibian et al. / PeerJ, 2021.