Биологи изучили ДНК моллюсков-вселенцев с большими репродуктивными возможностями

Учёные Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения РАН (Архангельск) при участии коллег из Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (Москва) отобрали и изучили образцы инвазионных моллюсков рода Сorbicula, активно распространяющихся в Европейской части России. Исследование нуклеотидных последовательностей митохондриальных и ядерных генов во многом объясняет причины стремительного развития популяций видов корбикула флюминея или восточная корбикула (Corbicula fluminea) и корбикула флюминалис (Corbicula fluminalis) в российских водоёмах.

Моллюски рода Corbicula (от лат. сorbis – корзина), исторически обитавшие в пресных и солоноватых водоёмах Азии, Австралии, Африки и на Ближнем Востоке, в последние десятилетия значительно расширили свой ареал, заселившись в реки и каналы Европы, включая Европейскую часть РФ, а также Южной и Северной Америки.

В России инвазии впервые были зафиксированы в реке Шура-Озень (бассейн Каспийского моря, Республика Дагестан) в 2013 году, а затем и в других водоёмах Каспийского бассейна (Юзбаш-Сулакский и Присулакский каналы и т.д.). Первыми местообитаниями корбикул на севере Европейской части РФ были искусственные водоёмы с подогретой водой, созданные при объектах энергетики. В 2015 году корбикул обнаружили в районе сброса подогретых вод Костромской ГРЭС в р. Волга и в технологическом канале Архангельской ТЭЦ (бассейн реки Северная Двина). Затем моллюски-«корзинки» были найдены в теплом канале Новочеркасской ГРЭС и в реке Дон. В 2022 году учёные Южного научного центра РАН отмечали высокую плотность популяций корбикул на некоторых участках в низовьях Дона (до 50 особей на квадратный метр).

С большой долей вероятности корбикулы могли попасть в водоёмы РФ на речных судах вместе с балластными водами, а также путём их переноса перелётными птицами и вместе с интродукцией объектов аквакультуры.

Как пояснила директор Института биогеографии и генетических ресурсов Лавёровского центра Юлия Беспалая, корбикулы являются теплолюбивыми представителями животного мира. Для размножения им нужна температура не ниже + 6℃. Моллюски использовали подогреваемые воды энергообъектов в качестве рефугиумов (экологических убежищ), постепенно адаптируясь и распространяясь в соседние водоёмы. Глобальное потепление создаёт дополнительные условия для дальнейших масштабных инвазий.

Корбикулы, как и другие двустворчатые моллюски, являются активными биофильтраторами. Попадая в новые водоёмы, они быстро размножаются, достигают большой численности и начинают конкурировать за пищевые ресурсы с местными видами моллюсков, отфильтровывая их личинки (глохидии) из толщи воды и снижая, таким образом, их численность. Высокая плотность «корзинок» также способствует трансформации местообитаний.

Для полного понимания репродуктивного успеха инвазионных видов учёные провели анализ не только митохондриальной, но и ядерной ДНК. Ядерная ДНК инвазионных корбикул в России исследовалась впервые.

По словам младшего научного сотрудника Лавёровского центра Александра Кропотина результаты исследований показали, что особи C. fluminea и C. fluminalis могут быть гибридами. Иначе говоря, один живой организм содержит в хромосомах разные варианты ядерной ДНК. Некоторые гибридные особи корбикул полиплоидны, в этом случае организм имеет более одной пары хромосом.

– Стремительное развитие популяций связано с тем, что корбикулы могут размножаться путём андрогенеза («мужской партеногенез»). В таких случаях может быть достаточно одной особи, чтобы дать новую популяцию. Мы впервые исследовали ядерные гены корбикул во всех обнаруженных популяциях и выяснили, что в них присутствуют как гибридные, так негибридные особи, – пояснила Юлия Беспалая.

Также в ходе исследования было установлено происхождение «вселенцев». Например, особи корбикулы флюминалис, обнаруженные в водоёмах Дагестана и Ставропольского края, оказались генетически наиболее близки к моллюскам, обитающим в реках Азербайджана, Таджикистана, Мьянмы и Турции. Следует отметить, что впервые C. fluminalis из реки Евфрат была описана датским натуралистом Отто Фредериком Мюллером ещё в 1774 году, т.е. почти 250 лет назад.

Исследование проведено в рамках работы по гранту РНФ № 21-14-00092 «Филогения, биогеография, интегративная таксономия и особенности репродукции двустворчатых моллюсков рода Corbicula (Bivalvia: Cyrenidae)».