ДНК из глубин раскрывает скрытую океанскую «супер-магистраль»

Офиуры. Автор фото: Ниш Низар. Источник: Museums Victoria

Новое исследование, проведённое под руководством Museums Victoria Research Institute, показало, что в холодном, тёмном и высокодавленном мире глубоководных океанов морская жизнь гораздо более взаимосвязана в глобальном масштабе, чем считалось ранее.

Опубликованное 23 июля в журнале Nature, это знаковое исследование картирует глобальное распределение и эволюционные связи офиур (Ophiuroidea) — древних иглокожих, обитающих от мелководья до глубоководных равнин и от экватора до полюсов.

Проанализировав ДНК тысяч образцов, собранных в ходе сотен исследовательских экспедиций и хранящихся в музеях естественной истории по всему миру, учёные обнаружили, как эти глубоководные беспозвоночные незаметно мигрировали через целые океаны на протяжении миллионов лет, связывая экосистемы от Исландии до Тасмании.

Этот беспрецедентный набор данных даёт новые важные сведения о том, как морская жизнь эволюционировала и распространялась по океанам за последние 100 миллионов лет.

«Можно подумать, что глубоководные районы — это удалённые и изолированные места, но для многих обитателей морского дна они представляют собой настоящую супермагистраль», — говорит доктор Тим О’Хара, старший куратор отдела морских беспозвоночных в Museums Victoria Research Institute и ведущий автор исследования.

«На длительных временных масштабах глубоководные виды расширяли свои ареалы на тысячи километров. Эта связность — глобальное явление, которое оставалось незамеченным до сих пор».

Это самое масштабное исследование такого рода, в котором использовалась ДНК 2699 образцов офиур из 48 музеев естественной истории по всему миру. Эти животные, существующие на Земле уже более 480 миллионов лет, встречаются на всех океанических глубинах, включая участки ниже 3500 метров.

В отличие от обитателей мелководья, ограниченных температурными границами, глубоководные условия более стабильны и позволяют видам распространяться на огромные расстояния. Многие офиуры производят богатые желтком личинки, которые могут дрейфовать на глубоководных течениях в течение длительного времени, что позволяет им колонизировать удалённые регионы.

«У этих животных нет плавников или крыльев, но они всё равно смогли расселиться по целым океанам, — объясняет доктор О’Хара. — Секрет кроется в их биологии: их личинки могут долго выживать в холодной воде, путешествуя на медленных глубоководных течениях».

Исследование показывает, что глубоководные сообщества, особенно в умеренных широтах, более тесно связаны между регионами, чем их мелководные аналоги. Например, морские животные, обитающие у южного побережья Австралии, имеют тесные эволюционные связи с видами из Северной Атлантики, расположенной на другой стороне планеты.

Тем не менее, глубоководные экосистемы неоднородны. Хотя виды могут широко распространяться, такие факторы, как вымирания, изменения окружающей среды и география, создают мозаику биоразнообразия на морском дне.

«Это парадокс. Глубоководные районы сильно взаимосвязаны, но при этом невероятно хрупки, — отмечает доктор О’Хара. — Понимание того, как жизнь распределена и перемещается в этой огромной среде, крайне важно для её защиты, особенно с учётом растущих угроз от глубоководной добычи и изменения климата».

Это исследование не только меняет наше представление о глубоководной эволюции, но и подчёркивает непреходящую научную ценность музейных коллекций. ДНК для анализа была получена из образцов, собранных в ходе 332 исследовательских экспедиций, многие из которых проводились десятилетия назад, и хранятся в таких учреждениях, как Museums Victoria Research Institute.

«Это наука в глобальном масштабе, — говорит Линли Кроссвелл, генеральный директор и директор Museums Victoria. — Оно демонстрирует, как музеи, благодаря международному сотрудничеству и сохранению образцов биоразнообразия, могут раскрывать новые знания о прошлом нашей планеты и помогать формировать её будущее».

Этот передовой проект стал возможен благодаря сотрудничеству с более чем 40 учреждениями по всему миру, включая музеи естественной истории, университеты и морские исследовательские организации, а также благодаря поддержке Австралийского морского национального центра CSIRO.

Источники: sciencedaily.com, материалы предоставлены Museums Victoria.