Коллектив ученых КНЦ РАН выяснил, что два вида изученных ими печеночников встречаются не только в Америке, но и в Евразии, в том числе в Сибири, на Урале и в Мурманской области. Исследователи выполнили тщательное морфологическое описание и выявили яркие отличия этих видов.
Apopellia endiviifolia / © Н. Константинова
Мохообразные — обширная группа растений, которые распространены по всему миру и считаются важнейшими «кирпичиками» многих экосистем. Особенно велика их роль в растительном покрове северных и горных районов.
В конце XX века в связи с бурным развитием молекулярно-генетических методов их использование в бриологии (науке о мохообразных) привело в кардинальному пересмотру сложившихся к тому времени систем. Было показано, что мхи и печеночники представляют собой разные отделы царства растений. Выяснилось, что многие группы печеночников, считавшиеся ранее родственными, представляют собой разные ветви эволюции. В результате были описаны новые роды и семейства.
Бриологи Полярно-альпийского ботанического сада-института имени Н. А. Аврорина Кольского научного центра совместно с биохимиками из Института имени Белозерского при МГУ имени М.В. Ломоносова одними из первых в мире подключились к работам по уточнению родственных связей печеночников на основе интегративного подхода, то есть учета наряду с морфологией, экологией, географией видов также и молекулярно-генетических данных. К этому времени в Полярно-альпийском ботаническом саду был создан и постоянно пополнялся гербарий печеночников, в котором были собраны многочисленные образцы как из разных регионов России, так и из-за рубежа.
Гепатикологи (ученые, изучающие печеночники) вели активный обмен с различными институтами России и зарубежными гербариями. Накопившийся материал и постоянное пополнение гербария позволили проводить ревизии отдельных родов и семейств в мировом масштабе. Одной из последних таких работ ученых Полярно-альпийского ботанического сада-института и Главного ботанического сада РАН стало исследование по ревизии рода печеночников Apopellia в мировом масштабе, опубликованное летом этого года в журнале Diversity.
В холодных и умеренных регионах Северного полушария широко распространен род Pellia. До середины прошлого века он насчитывал три вида, однако в 1981 году выдающийся американский гепатиколог Рудольф Шустер описал еще один вид Pellia megaspora, – имеющий, как видно из названия, очень крупные споры. До работ российских ученых считалось, что этот вид встречается только на востоке Северной Америки, однако в 1991 году тот же автор описал уже с запада Северной Америки подвид Pellia endiviifolia subsp. alpicola R.M. Schust., который немецкие ученые Николь Шютц, Дитмар Квандт и Мартин Небель в 2016 году повысили до ранга вида.
Они же первыми провели молекулярно-генетическое исследование рода Pellia и выделили новый род Apopellia, куда и включили оба американских вида наряду с евроазиатской Pellia endiviifolia. Однако недостатком их работы было то, что в молекулярно-генетические исследование не были включены образцы Apopellia alpicola, выборка (число изученных образцов) была очень небольшой, а морфологические описания были достаточно кратки и формальны.
Проведя молекулярно-генетическое исследование большой выборки образцов из Евразии, а также включив в него топотип A. megaspora, собранный в том месте, откуда он был описан, коллектив ученых КНЦ РАН выяснил, что эти два вида встречаются не только в Америке, но и в Евразии, в том числе в Сибири, на Урале и в Мурманской области. Ученые выполнили тщательное морфологическое описание и выявили яркие отличия видов, проиллюстрировав их микрофотографиями.
Результаты радикально меняют представления о распространении видов рода Apopellia. Вид A. megaspora имеет почти циркумполярное распространение, но наиболее распространен в восточной части Северной Америки. A. alpicola в Евразии встречается рассеянно и широко распространена в западной части Северной Америки. A. endiviifolia наиболее распространена в Европе, к востоку от Евразии встречается рассеянно в горах Южной Сибири и Средней Азии, а в Северной Америке не обнаружена. У западных, восточноамериканских и евразийских экземпляров A. alpicola и A. megaspora выявлены генетические различия, что говорит о достаточно давней изоляции популяций на этих территориях.
Исследователи выяснили, почему нередко роды Apopellia и Pellia путают, и указали самые характерные морфологические особенности обоих родов. Дополнительно подтвердили обоснованность рассмотрения Apopellia как отдельного рода.
Авторы подчеркивают: пока рано говорить о том, что распространение видов рода Apopellia установлено точно. Дело в том, что стерильные или мужские растения трех видов практически неотличимы, а спорофиты встречаются нечасто. Они формируются весной и в зависимости от региона могут развиваться в мае или начале июня. Поэтому для выяснения истинного распространения видов рода необходим целенаправленный сбор растений со спорофитами или периантиями (защитными структурами развивающегося спорофита) и тщательная ревизия коллекций гербариев на основе опубликованного подробного описания.
Неожиданным результатом исследования стало то, что один из изученных экземпляров и генетически, и морфологически отличается от известных видов Pellia и Apopellia. А это значит, что в ближайшее время будет описан новый для науки вид.
