• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13.07.2022
Михаил Орлов
923

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

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
Вчера, 13:12
Ольга Иванова

Исследователи из Швеции и Великобритания узнали, что «правило деревьев» да Винчи, который считал, что толщина всех веток дерева на любой его высоте, сложенная вместе, равна толщине ствола, ошибочно на микроуровне.

Вчера, 18:00
Алиса Гаджиева

Древние представители рода Homo жили около водопада Каламбо в Южной Африке 476 тысяч лет назад. К такому выводу пришли британские ученые, рассказавшие о самом раннем случае обработки древесины в строительных целях.

Вчера, 08:41
Михаил Орлов

Обнаруженные в Китае остатки нижней челюсти причудливо сочетают признаки древних и современных людей. Антропологи сравнили их с другими гомининами, жившими примерно в то же время, и сделали вывод, что речь может идти о неизвестной ветке родословной людей.

Вчера, 13:12
Ольга Иванова

Исследователи из Швеции и Великобритания узнали, что «правило деревьев» да Винчи, который считал, что толщина всех веток дерева на любой его высоте, сложенная вместе, равна толщине ствола, ошибочно на микроуровне.

18 сентября
JuliaT

Людям, работающим посменно, студентам во время сессии и молодым родителям часто приходится не спать по ночам. Новое исследование показало, что усталость и сонливость после вынужденного бдения можно побороть с помощью специальной стратегии отдыха.

Вчера, 18:00
Алиса Гаджиева

Древние представители рода Homo жили около водопада Каламбо в Южной Африке 476 тысяч лет назад. К такому выводу пришли британские ученые, рассказавшие о самом раннем случае обработки древесины в строительных целях.

31 августа
Сергей Васильев

Вопреки предсказаниям, кислород-28 оказался крайне неустойчивым. Физики не успели даже зарегистрировать такие ядра, хотя теоретически они должны быть дважды магическими, а значит — особенно стабильными.

31 августа
Дарья Губина

Тотальная память — плохо для мозга. Чтобы детально запомнить событие, стоит о нем вспоминать как можно реже. Чем больше вы знаете по теме, тем больше новой информации вы запомните. Но если информации будет слишком много, то не вся она будет зафиксирована в мозге. Naked Science разбирается, как сегодня ученые, нейробиологи и психологи объясняют способности нашего мозга запоминать и учиться.

24 августа
Сергей Васильев

Двадцать лет спустя после завершения проекта «Геном человека» ученые продолжают восполнять оставленные им пробелы. Недавно им удалось установить последовательность мужской половой хромосомы, особенно трудной для секвенирования.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: