27.09.2019
В озере Байкал живет, а точнее, описано учеными порядка 2500 видов животных, и из них более половины эндемичны, то есть встречаются только в нем. Небайкальские организмы-космополиты (обитающие повсеместно) здесь практически не селятся. Они могут проникать в заливы озера, окрестные водоемы, но не в открытый Байкал. Этот феномен называют барьером несмешиваемости байкальской и сибирской фаун. Особенно ярко он выражен у рачков-бокоплавов – обитателей дна водоемов. Около 350 эндемичных видов и подвидов этих ракообразных населяют Байкал и исток реки Ангары, в то время как в других водоемах региона обитает один вид-космополит (G. lacustris), широко встречающийся также на евразийском и американском континентах.
Ученые из Научно-исследовательского института биологии Иркутского государственного университета предположили, что работа генов, активирующихся при стрессе, может быть связана с условиями мест обитания рачков. И тогда это могло бы объяснить барьер несмешиваемости фауны в Байкале. Специалистов заинтересовало, существуют ли различия в активности генов у эндемичных бокоплавов из озера и у их родственников, проживающих в других водоемах. А также смогут ли рачки-космополиты заселить Байкал при изменении условий окружающей среды.
Исследователи выбрали два вида байкальских бокоплавов (E. verrucosus и E. cyaneus), которые отличаются по своим экологическим предпочтениям, и один вид, характерный для других водоемов (G. lacustris). Рачков поместили в байкальскую воду в условиях повышенной температуры (25 oC) и в воду с добавлением солей тяжелого металла – кадмия. После этого российские ученые вместе с немецкими коллегами оценивали активность генов рачков. Для этого они измеряли количество матричной РНК, которая служит посредником между молекулой ДНК и белком. Такой метод позволяет зафиксировать изменения, происходящие на самых ранних стадиях процесса считывания генетической информации.
Результаты показали, что у небайкальского вида G. lacustris в байкальской воде активность генов, обеспечивающих синтез белка, значительно ниже, чем у двух других видов. Также у этого вида ученые наблюдали активацию генов, связанных с линькой, часто происходящей в ответ на стресс. Вероятно, проникновению G. lacustris в Байкал препятствуют более приспособленные эндемики. Все три вида показали схожие изменения активности генов в ответ на тепловой шок. Но реакция на загрязнение тяжелыми металлами небайкальского вида была менее выраженной. Это могло быть связано с тем, что активность генетического аппарата у этих бокоплавов уже изменена из-за адаптации к другой воде.
Сейчас ситуация на Байкале еще не настолько критичная, как мы смоделировали в эксперименте. Однако тенденция неутешительна. В озере наблюдается постепенный рост температуры и образуются очаги загрязнения в прибрежных сообществах. И если сейчас эндемичные рачки еще способны успешно конкурировать с видами-вселенцами, то дальнейшие изменения температурного режима и качества среды могут лишить их этого преимущества, – говорит профессор Максим Тимофеев, директор НИИ биологии Иркутского государственного университета.
Результаты работы опубликованы в журнале BMC Genomics.
Все изображения предоставлены пресс-службой РНФ
Нет комментариев