Математикой ракообразное поверить

Коллектив ученых из МГУ и Смитсоновского Института (США) выявили неизвестные ранее закономерности в строении ракообразного животного класса ремипедии, применив математические методы. Результаты работы опубликованы в открытом для доступа междисциплинарном журнале PeerJ.

Исследование представляет собой редкий пример интересного сотрудничества между математиками и специалистами в области сравнительной морфологии. Результаты имеют значение для исследования разнообразия и развития современных и ископаемых членистоногих, а также могут быть интересны специалистам, изучающим фундаментальные механизмы развития животных с применением молекулярных методов.

«В России и прилегающих территориях ведутся работы по исследованию биологии и разнообразия обитателей как морских, так и наземных пещер, но, как ни удивительно, пещерные животные, особенно микроскопические, остаются изученными крайне слабо из-за небольшого числа специалистов, активно работающих в этой области. В России, как и многих местах планеты, остается много пещер, в которых разнообразие и биология обитателей остаются плохо исследованы. Материально-техническая база МГУ, ее научный и преподавательский состав, создают все условия для реализации подобных междисциплинарных исследований с участием как маститых, так и начинающих исследователей», — рассказывает ведущий научный сотрудник кафедры зоологии беспозвоночных биологического факультета МГУ Вячеслав Иваненко.

Ракообразные класса ремипедии (лат. Remipedia) открыты в 1981 году и относятся к загадочной группе ракообразных, обитающих в морских пещерах Карибского моря и Австралии, а также в лавовых трубках Азорских островов.

Ремипедии обладают необычными особенностями строения, на основании которых их помещали как в основании эволюционного древа ракообразных, так и среди ближайших родственников насекомых. Одна из интересных особенностей строения ремипедий — наличие длинного тела, состоящего из большого (более 40) числа сегментов. Каждый сегмент несет сходно устроенные пары конечностей, вооруженные большим числом щетинок и использующиеся животными для плавания в воде. Сведения об особенностях строения и развития этих конечностей, до настоящего времени отсутствовали.

Группа исследователей, среди которых ведущий научный сотрудник биологического факультета МГУ Вячеслав Иваненко, аспирантка механико-математического факультета МГУ Екатерина Антоненко и Михаил Гельфанд — заместитель директора ИППИ РАН, профессор факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ и Сколковского института науки и технологий (СколТех) совместно с американскими исследователями провела анализ строения конечностей ракообразного Speleonectes tulumensis, обитающего в морских пещерах полуострова Юкатан (Мексика). Авторами впервые был проведен векторный анализ вооружения этого вида ремипедий. Зависимость вооружения конечностей ремипедий от числа их туловищных сегментов определена математической формулой.

«Нами выявлены следующие закономерности в строении ремипедий: определены особенности изменения вооружения конечностей, уточнен минимальный набор признаков, необходимый для качественного диагностирования ремипедий», — говорит Вячеслав Иваненко.