1. Эльгыгытгын — единственное древнее озеро в Арктике (находится на Анадырском плато), избежавшее щитовых оледенений в плейстоцене. За 2 млн. лет непрерывного существования озеро стало убежищем для древних видов, исчезнувших на других участках ареала; центром происхождения новых видов; местом современной адаптивной эволюции постледниковых вселенцев. В результате нашей работы описан уникальный уровень эндемизма фауны оз. Эльгыгытгын. В озере обитают гигантские нематоды отряда Mononchida и безглазые депигментированные рачки надсемейства Crangonyctoidea, служащие кормом реликтовой лососевой рыбе, длиннопёрой палии, способной прожить более 30 лет. Другие лососевые озера – глубоководные хищные гольцы, потомки поздней волны вселения, прошли вторичную адаптивную дивергенцию, в результате которой в ходе современного потепления образовался новый прибрежный вид. Состав мяса нового вида отличается высочайшей концентрацией эссенциальных омега-3 кислот.
Публикации - Esin, E. V., Shkil, F. N., Zlenko, D. V., Medvedev, D. A., Korostelev, N. B., & Markevich, G. N. Quaternary history and radiation of Salvelinus fish in the ancient Arctic Lake El’gygytgyn. Hydrobiologia. - 2024. - Vol. 851. - P. 2389–2404. DOI: 10.1007/s10750-023-05464-4; Copilaş-Ciocianu, D., Prokin, A., Esin, E., Shkil, F., Zlenko, D., Markevich, G., Sidorov, D. The subarctic ancient Lake El’gygytgyn harbours the world’s northernmost ‘limnostygon community’ and reshuffles crangonyctoid systematics (Crustacea, Amphipoda). Invertebrate Systematics. - 2024. - Vol. 38. DOI: 10.1071/IS24001
2. Изучены молекулярно-физиологические механизмы, запускающие дивергенцию адаптивных фенотипов в раннем индивидуальном развитии. Моделью исследования выбраны озёрные рыбы на начальных этапах эволюционной диверсификации. Анализ геномных данных позволил выявить ключевые мутации, затрагивающие немногие гены-регуляторы с плейотропным действием, в т.ч. гены, связанные с сигнальной ролью гормонов, и регуляторы развития соединительной ткани. Количественный анализ экзомов показал, что дивергентный морфогенез обеспечивается дифференциальной экспрессией областей генома, отвечающих за ключевые процессы роста и дифференциации хрящевой и мышечной тканей, проводимость нервных и межклеточных сигналов, а также энергетический метаболизм. Приспособление к местообитанию происходит через изменение энергетического метаболизма.
Публикация: Woronowicz, K. C., Esin, E. V., Markevich, G. N., Martinez, C. S., McMenamin, S. K., Daane, J. M., Harris, M. P., & Shkil, F. N. Plylogenomic analysis of the Lake Kronotskoe species flock of Dolly Varden charr reveals genetic and developmental signatures of sympatric radiation // Development (Cambridge). - 2024. - Vol. 150(20). - dev.203002. DOI: 10.1242/dev.203002
3. Африке в результате многолетних исследований на реках Абиссинского нагорья А.С. Голубцовым совместно с представителями других организаций были открыты так называемых "пучков форм" полиплоидныхкарповых рыб рода Labeobarbus [Levin et al., 2023]. Пучки состоят из 4–6 симпатрических морфотипов. Ряд обнаруженных пучков независимого происхождения демонстрируетоднотипное разделение фенотипов ротового аппарата; такие фенотипы можно связать с пищевой специализацией. Используяанализ стабильных изотопови содержимогокишечника, была проверена выраженность трофической специализации и эффективность разделения ниш в каждом пучке. Было обнаружено, что формы в составе пучков находятся наразных стадиях трофо-экологической дифференциации вне зависимости от выраженности фенотипических различий (рисунок 1). Случаи экологически нефункционального полиморфизма ротовой полости являются яркимпримером «парадокса Лайема» и подтверждаютконцепцию эволюции, основанной на пластичности. Диверсификация может быть основанана ранеесуществовавших геномных шаблонах, унаследованных от предков. Преадаптивныйполиморфизм ротовой полости можно считатьключевым новшеством этой группы рыб, способствующим их быстрой и эффективной трофической диверсификации.
Опубликовано: Levin, B. A., Komarova, A. S., Tiunov, A. V., & Golubtsov, A. S. Liem’s paradox in parallel trophic diversifications of polyploid fish: from preadaptive polymorphism to trophic specialization // Hydrobiologia. - 2024. - Vol. 851. - P. 5137–5138. DOI: 10.1007/s10750-024-05689-x
4. Установлена роль гормональных механизмов в адаптации лососевых рыб к обитанию в химически загрязнённых ручьях на склонах вулканов. Представлены результаты полевых и экспериментальных исследований физиологических основ приспособления к загрязнению тяжёлыми металлами у гольца мальмы (Salvelinus malma). Популяции из вулканических ручьев имеют физиологический фенотип, отличающий их от популяций, обитающих в чистых водах. Они характеризуются гипертиреоидным статусом, сопровождающимся повышенной скоростью метаболизма, повышенной активностью антиоксидантных ферментов, сниженной ионной проводимостью тканей и уменьшенными энергетическими запасами. Экспериментальные данные показывают, что гипертиреоз является адаптивной характеристикой, повышающей устойчивость к химическому загрязнению и задающий направление эволюционной специализации рыб.
Опубликовано: Esin E.V., Shulgina E.V., Shkil F.N., 2023. Rapid hyperthyroidism-induced adaptation of salmonid fish in response to environmental pollution // Journal of Evolutionary Biology. V. 36. P. 1471‑1483. doi: 10.1111/JEB.14220; Есин Е.В., Шульгина Е.В., Павлова Н.С., Зленко Д.В., 2023. Роль тиреоидных гормонов в адаптации гольцов рода Salvelinus (Salmonidae) к вулканическому загрязнению местообитаний // Вопросы ихтиологии. Т. 63. № 6. C. 731–739. doi: 10.31857/S0042875223060036
