Музейная ДНК проливает свет на эволюцию среднеазиатских осетровых

Автор: Артем Недолужко

Редакторы: Антон Чугунов, Андрей Панов

Проанализировав полные последовательности митохондриальных геномов лжелопатоносов — загадочного рода осетровых, представители которого обитают в бассейнах рек, впадающих в Аральское море, — ученые пришли к выводу, что два симпатрических вида этих хрящевых рыб, населяющих мутные воды Амударьи, образуют единый генетический кластер.
Новости СМИ2
Показано также, что сырдарьинский лжелопатонос, экземпляры которого можно увидеть лишь в музейных коллекциях, «отделился» от своих сородичей относительно давно.

Род среднеазиатских осетровых — лжелопатоносы (Pseudoscaphirhynchus) — включает в себя три вида: амударьинский большой (P. kaufmanni) и амударьинский малый (P. hermanni) лжелопатоносы, обитающие в бассейне реки Амударья, и сырдарьинский лжелопатонос (P. fedtschenkoi), чьим последним известным местом обитания была другая среднеазиатская река — Сырдарья.

Амударьинские лжелопатоносы до сих пор могут быть встречены в естественной среде обитания, несмотря на то, что они находятся под угрозой исчезновения из-за экологической катастрофы в Аральском регионе (рис. 1), вызванной чрезмерным использованием водных ресурсов Амударьи и Сырдарьи для орошения хлопковых полей, а также загрязнением этих рек пестицидами [1], [2].

Рисунок 1. Ареал лжелопатоносов (I — в 1960-е годы; II — в 2010-е годы). А — ареал амударьинских лжелопатоносов в прошлом. B — ареал вымершего cырдарьинского лжелопатоноса в прошлом. С — предполагаемый современный ареал амударьинских лжелопатоносов.
[1]

Сырдарьинский лжелопатонос в настоящее время может быть встречен лишь в виде чучел в музейных коллекциях (рис. 2), да на раритетных почтовых марках. Считается, что этот вид уже стал жертвой аральской экологической катастрофы и, по-видимому, вымер еще в прошлом веке.

Рисунок 2. Чучело сырдарьинского лжелопатоноса, выставленное в Андижанском краеведческий музее (Узбекистан)
фото предоставлено Мюге Н.С.

Группа российских ученых, в числе которых и автор этой заметки, определила последовательность митохондриальных геномов всех трех лжелопатоносов, используя как стандартные подходы, так и методы работы с музейной (исторической) ДНК [3] — генетический материал сырдарьинского вида удалось выделить их кусочка чучела (плавника), хранившегося в одном из музеев Узбекистана.

Филогенетический анализ показал значительную эволюционную дистанцию между амударьинскими и сырдарьинским лжелопатоносами, при этом подтвердив монофилетическое (от одного общего предка) происхождение рода. Исследователи также наглядно продемонстрировали, что амударьинские виды лжелопатоносов образуют единый генетический кластер (рис. 3), что поднимает вопрос о дальнейших исследованиях для оценки возможной межвидовой гибридизации, а также для разработки природоохранных мероприятий для спасения этих уникальных хрящевых рыб от полного вымирания [4].

Рисунок 3. Сеть гаплотипов, построенная для среднеазиатских лжелопатоносов на основании последовательностей митохондриального гена цитохрома Б. Поперечные линии указывают мутации (нуклеотидные замены), отличающие гаплотипы. A. stellatus (Acipenser stellatus — севрюга) — вид осетровых, использованный в качестве внешней группы.