• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13.07.2022
Михаил Орлов
1 022

Биологи выяснили, что похолодание климата в миоцене вызвало видообразование у мхов

3.8

Международный коллектив биологов во главе с российским ученым провел всестороннее исследование околоводных мхов рода Pseudohygrohypnum и выяснил, что в действительности в нем не два, а целых восемь околоводных видов. Их возникновение в процессе эволюции связывают с миоценовым похолоданием.

Новый вид мха Pseudohygrohypnum orientale / © Владимир Федосов / Автор: Caristania Fabricius

Мхи — особая ветвь эволюции растений: обычно они очень малы и не имеют ни корней, ни проводящих тканей, поэтому их не относят к сосудистым или высшим растениям. Это сравнительно просто устроенные организмы, однако разобраться с их эволюционной историей и систематикой не всегда легко: чем проще растение, тем меньше признаков, которые можно использовать для классификации. С приходом в бриологию методов анализа последовательностей ДНК и реконструкции процесса эволюции на их основе в устоявшейся систематике мхов начались резкие и даже драматические изменения.

Многие группы этих растений сильно пересмотрели: некоторые из, казалось бы, непохожих были объединены, в то время как другие виды и роды разбили на новые. Дело в том, что ранее систематика основывалась на традиционных для натуралистов признаках — морфологии, биологии развития, ареалах и так далее. Однако теперь в распоряжении ученых, помимо усовершенствованных микроскопов, оказались секвенаторы (приборы, позволяющие получить последовательность ДНК), Хеннигова систематика и математические методы реконструкции филогении на основании молекулярных данных.

Весь спектр этих методов использовал международный коллектив авторов, который возглавил Владимир Эрнстович Федосов, доктор биологических наук и ведущий научный сотрудник кафедры экологии и географии растений МГУ имени М. В. Ломоносова. Объектом нового исследования стали широко распространенные в Северном полушарии околоводные мхи рода Pseudohygrohypnum, до недавнего времени включавшего всего два вида.

Владимир Эрнстович признается, что новая работа не была запланирована в том виде, в котором в итоге оказалась опубликована. «В 2014 году я собрал в Приморье, на горе Ольховая, необычный околоводный мох винно-красного цвета. Попытка определить его показала, что наиболее точно он соответствует японскому Pseudohygrohypnum purpurascens (который сейчас считается синонимом описанного с острова Ньюфаундленд P. subeugyrium)», — сообщил Naked Science исследователь.

В то же время этот образец не показался ученому похожим на P. subeugyrium. Поэтому он решил обратиться к баркодированию ДНК, которое позволяет идентифицировать даже родственные организмы по небольшим вариабельным участкам последовательности генома (это несколько напоминает сканирование штрихкода на товарах), и результаты подтвердили подозрения ученого.

Фактические места находок (точки) и предсказанные с помощью SDM ареалы (заливка) нескольких разновидностей рода Pseudohygrohypnum / © Fedosov et al.

Дальше все пошло по нарастающей: новые регионы, новые последовательности ДНК из баз данных, сотрудничество с коллегами из других стран и обширная переписка. Работа заняла ни много ни мало семь лет и позволила получить большой набор данных, на основании которого сделаны неожиданные выводы. «Классические» образцы P. subeugyrium из Европы и с востока Северной Америки не похожи на прочие образцы — ни с Дальнего Востока, ни из Сибири.

Однако исследователи не ограничились исключительно анализом ДНК и традиционным изучением морфологии. Разумеется, обитающие на огромном пространстве от полуострова Ньюфаундленд (Канада) до Таймыра и Японии мхи сильно различаются по своей экологии, и это необходимо учитывать при выделении систематических групп.

С этой целью авторы использовали моделирование пространственного распространения (англ. Species Distribution Modelling — SDM) — очень популярный и современный метод, основанный на машинном обучении. SDM помог реконструировать видообразование мхов на основании данных о климате прошлого. Исходным материалом послужили ископаемые остатки мхов, найденные в янтарях.

Оказалось, расхождение видов рода Pseudohygrohypnum пришлось на похолодание в миоцене, когда на Севере Евразии в холодных и засушливых условиях появились экосистемы нового типа.

«Это изменение климата было своеобразным вызовом для организмов, существовавших вокруг, поскольку приводило к образованию совершенно новых экологических ниш, хоть и не привычных (и не благоприятных) по своим условиям. Прогрессивные группы поспешили эти ниши освоить, что естественно привело к интенсивному видообразованию, — это история про P. subeugyrium (из одного вида за сравнительно короткое время образовалось пять). Что касается P. eugyrium, здесь мы имеем дело с классическим аллопатрическим видообразованием в Атлантическом секторе, тогда как восточноазиатский вид представляет собой пример параллелизма — то есть сходен с европейскими растениями, но не родственен им. Очевидно, то же происходило с другими группами мхов, с которыми наша группа под руководством М. С. Игнатова работает в рамках проекта «Флора мхов России». Эти исследования выявили множество новых видов, приуроченных к Азиатскому сектору, которые ранее ошибочно относили к хорошо известным европейским и американским видам», — продолжил автор.

Сильной стороной опубликованной в научном журнале PeerJ статьи следует назвать именно удачное сочетание очень разных методов, которое позволило всесторонне описать виды мхов — довольно сложный объект биологических исследований. «Мне кажется, комбинация подходов, примененных в нашем исследовании, имеет огромный потенциал, поскольку позволяет получить данные, принципиально новые по сравнению с тем, с чем имеют дело во время своей рутинной работы систематики, даже современные. Она позволяет понять, что стало причиной возникновения разнообразия, которое мы открыли и описали», — подвел итог Владимир Эрнстович.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
19 июля
ПНИПУ

День металлурга в 2024 году россияне отмечают 21 июля. Ученые Пермского Политеха рассказали, какой металл самый распространенный, какой — не утонет в воде, где можно встретить титан, можно ли потрогать обедненный уран, что опаснее — вдохнуть или проглотить ртуть, есть ли ее безопасный аналог и какой элемент не существует в чистом виде.

1 час назад
Редакция Naked Science

Новый анализ настроений жителей Великобритании старше 40 лет, показал, что горожане имеют более низкий уровень благополучия, удовлетворенности социальным и материальным положением по сравнению с жителями сельской местности. Но есть нюанс.

Позавчера, 16:02
Александр Березин

Ровно 55 лет назад США высадили людей на Луне. Почему они, а не мы? Это объясняли и неспособностью создать достаточно мощные двигатели для советской лунной ракеты, и ошибками в проектировании ракеты, и нехваткой финансирования. Все эти версии объединяет одно: они резко противоречат документам. Из них складывается совершенно иная картина проигрыша. Так что же на самом деле погубило советскую лунную программу? И отчего последствия этого удара до сих пор так больно бьют по «Роскосмосу»?

17 июля
Игорь Байдов

Команда китайских инженеров разработала модель магнитоэлектрического генератора, способного эффективно преобразовывать энергию падающих капель в электричество. Устройство может быть полезно для районов с повышенной сезонной влажностью. Разработка ученых в теории выглядит перспективно, но вызывает некоторые вопросы. В частности, пока не ясно, можно ли найти ей практическое применение.

Позавчера, 16:02
Александр Березин

Ровно 55 лет назад США высадили людей на Луне. Почему они, а не мы? Это объясняли и неспособностью создать достаточно мощные двигатели для советской лунной ракеты, и ошибками в проектировании ракеты, и нехваткой финансирования. Все эти версии объединяет одно: они резко противоречат документам. Из них складывается совершенно иная картина проигрыша. Так что же на самом деле погубило советскую лунную программу? И отчего последствия этого удара до сих пор так больно бьют по «Роскосмосу»?

Вчера, 15:14
Редакция Naked Science

Ожирение за последние 50 лет стало встречаться втрое чаще и заняло устрашающую пятую позицию в причинах смерти. Не отстает от него и диабет второго типа. Исследователи из Мичиганского университета предложили новый метод пятикратного увеличения эффективности в снижении аппетита и потере веса.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно