Мал да удал: как переизучение ветвистоусого рачка ведет к возможному пересмотру систематики целого отряда

Рис. 1. Изученные популяции Drepanothrix. Оранжевые круги – Drepanothrix dentata s. str. (Европа); желтый квадрат – популяция D. cf. dentata из Канады; треугольники – популяции D. asiatica sp. nov. (Восточная Евразия).

Исследователи Института экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН (ИПЭЭ РАН) пересмотрели систематическое положение редкого ветвистоусого рачка Drepanothrix (Branchiopoda: Anomopoda: Macrothricidae) и описали новый для науки вид — Drepanothrix asiatica sp. nov. Авторы работы — аспиранты лаборатории экологии водных сообществ и инвазий Иван Дадыкин и Дмитрий Перебоев.

Род Drepanothrix относится к аномоподам (Anomopoda) — микроскопическим пресноводным ракообразным, играющим важную роль в водных экосистемах. Дрепанотрис – представитель сравнительно небольшого, но морфологически разнообразного семейства Macrothricidae. Взгляды на положение макротрицид на эволюционном древе Anomopoda существенно различаются. Одни специалисты полагают эту группу продвинутой, поскольку макротрициды (как и некоторые другие семейства) имеют сильно видоизмененные скребущие ножки для соскабливания водорослей и детрита. Другие авторы указывают на ряд примитивных морфологических признаков, характерных для некоторых Macrothricidae, и отмечают, что семейство может объединять несколько не слишком родственных друг другу эволюционных линий. Ряд исследователей даже выдвигает “макротрицидный” тип строения как исходный для всего отряда.

До настоящего времени род Drepanothrix считался монотипическим: в его составе признавали только один вид — D. dentata. Считалось, что этот редкий рачок широко распространен в бореальных областях Евразии и Северной Америки. Однако, сравнение популяций D. dentata из разных частей ареала ранее не проводили, а доступные молекулярно-генетические данные были крайне скудны.

Рис. 2. Морфологические отличия Drepanothrix dentata и D. asiatica sp. nov. (сканирующая электронная микроскопия). А–В – Drepanothrix dentata s. str.: А – партеногенетическая самка, Б – самец, В – постабдомен самца. Г–E – D. asiatica: Г – партеногенетическая самка, Д – самец, Е – постабдомен самца.

В ходе работы авторы сравнили 15 популяций Drepanothrix из Европейской России, Восточной Евразии и Канады (рис. 1). Анализ морфологии показал, что строение конечностей Drepanothrix не вполне соответствует характерным признакам типичных представителей этой группы, объединенных в подсемейство Macrothricinae. Этот результат подтверждается и данными митогеномики — как филогенетическим анализом, показавшим отсутствие близкого родства между Drepanothrix и Macrothrix, так и уникальной структурой митохондриального генома Drepanothrix. Обособленность Macrothrix и Drepanothrix ставит под сомнение общее происхождение макротрицид и принятую в настоящее время систему отряда Anomopoda, где все представители со скребущими ножками объединены в группу Radopoda.

К сожалению, окончательно определить положение Drepanothrix в рамках Anomopoda и прояснить его родственные связи с другими макротрицидами пока не удалось. Для многих семейств в рамках отряда еще не получены геномные и даже молекулярно-генетические данные. Однако, полученные результаты показывают, что традиционное понимание границ и родственных связей семейства Macrothricidae нуждается в дальнейшем пересмотре.

Также авторы авторы показали обособленность восточноевразийских популяций Drepanothrix и их значительное отличие от D. dentata, сравнив их по трем генетическим маркерам (митохондриальные гены COI и 16S rRNA, а также ядерный участок ITS1). В то же время, канадские образцы из NCBI GenBank оказались генетически ближе к европейским, хотя и сформировали отдельную группу.

Проведенный морфологический анализ подтвердил, что восточноевразийские популяции относятся к самостоятельному виду — Drepanothrix asiatica. Новый вид отличается от D. dentata прежде всего формой постабдомена (заднего отдела тела) самцов (рис. 2). Дополнительным диагностическим признаком нового вида может служить редуцированный спинной зубец, хорошо развитый у партеногенетических самок и самцов D. dentata. Морфология самцов Drepanothrix была впервые подробно исследована, поскольку они встречаются значительно реже партеногенетических особей. К сожалению, изучить морфологию канадских образцов не удалось, поэтому статус данной митохондриальной линии остается неясен.

“Наша работа расширяет представления о видовом разнообразии пресноводных рачков Восточной Евразии и демонстрирует, что внешне сходные популяции могут представлять самостоятельные эволюционные линии, а многие традиционные таксоны нуждаются в тщательной ревизии”, - рассказал Иван Дадыкин, младший научный сотрудник ИПЭЭ РАН. 

Вот так сочетание морфологических и молекулярно-генетических методов позволило не только описать новый вид, но и уточнить направления дальнейших исследований эволюции ветвистоусых рачков.

Работа поддержана Российским Научным Фондом (грант 25-74-00070).