• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
13 июля
Михаил Орлов
750

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
Предстоящие мероприятия
Вчера, 14:02
Иван Лавренов

Некоторые пульсары покидают остатки сверхновых со скоростями более тысячи километров в секунду. Согласно новому исследованию, такую скорость им может придавать весьма необычное явление - мощное направленное нейтринное циклотронное излучение.

Позавчера, 14:54
Сергей Васильев

Крошечные маячки помогли ученым следовать за мигрирующими насекомыми в небольшом самолете, показав, что те уверенно ориентируются в пространстве, перелетая на тысячи километров.

12 августа
Ольга Иванова

Исследование американских нейробиологов на грызунах показало, что повышенный уровень тестостерона способствует не только агрессивному, но и просоциальному поведению.

Вчера, 14:02
Иван Лавренов

Некоторые пульсары покидают остатки сверхновых со скоростями более тысячи километров в секунду. Согласно новому исследованию, такую скорость им может придавать весьма необычное явление - мощное направленное нейтринное циклотронное излучение.

12 августа
Василий Парфенов

В конце июля многие СМИ опубликовали новости с заголовками вида «Земля стала вращаться быстрее — и ученые не знают почему». К концу первой недели августа тема добралась и до русскоязычного сегмента Сети. На поверку этот инфоповод пусть и без негативных последствий, но демонстрирует основные пороки современной (не только научно-популярной) журналистики. Рассказываем, как в действительности изменяется скорость вращения нашей планеты, насколько хорошо известны причины таких осцилляций, а также почему ученые никогда ничего не знают наверняка (и это нормально).

12 августа
Ольга Иванова

Исследование американских нейробиологов на грызунах показало, что повышенный уровень тестостерона способствует не только агрессивному, но и просоциальному поведению.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

27 июля
Алиса Гаджиева

Новое исследование показало, что появившаяся у человека способность переваривать молочный сахар никак не сказалась на распространенности потребления продуктов молочного животноводства.

[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: