Сотрудники МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с коллегами из РАН изучили межвидовые взаимоотношения и реконструировали эволюционную историю видового комплекса лядвенец рогатый (Lotus corniculatus). Ранее предполагалось, что виды с двойным и четверным наборами хромосом внутри этого видового комплекса могли произойти от одного или нескольких предков, но их эволюционная история оставалась дискуссионной. В ходе исследования учёные установили один из предполагаемых регионов, откуда берут начало все виды комплекса, и выявили дальшейшие пути их распространения. Работа проходила в рамках проекта «Ноев ковчег», поддержанного Российским научным фондом (РНФ), её результаты опубликованы в Botanical Journal of the Linnean Society.
Лядвенец рогатый — видовой комплекс, относящийся к семейству бобовых (Fabaceae). На протяжении огромного ареала, тянущегося от Атлантического побережья Европы до Центральной и, фрагментарно, Восточной Азии, внешние признаки представителей комплекса значительно изменяются. Одни исследователи трактовали все разновидности как один вид, другие — выделяли множество отдельных. Используя современные молекулярно-генетические методы, учёные пришли к выводу, что все разновидности Lotus corniculatus можно трактовать как сложный видовой комплекс, произошедший от единого общего предка. Однако регион обитания наиболее древних линий оставался неизвестным.
«Наше исследование посвящено изучению межвидовых взаимоотношений и эволюционной истории полиплоидного комплекса Lotus corniculatus в Восточной Европе и Северной Азии. Генетическая изменчивость шести видов комплекса изучена в 51 локальной популяции и сопоставлена с характером морфологического варьирования, — комментирует доцент кафедры высших растений биологического факультета МГУ Татьяна Крамина. — Мы показали различия в генетической структуре популяций изученных видов в европейской и азиатской частях ареала, связанные с системой скрещивания, и предложили филогеографический сценарий расселения группы от Средиземноморья до Центральной и Восточной Азии».
По результатам филогенетического анализа, учёные установили, что все виды комплекса Lotus corniculatusпроисходят от общего предка, который во время ледникового периода обитал в Средиземноморье. После схода ледника произошла дивергенция линий, сопровождающаяся гибридизацией и расширением ареала. Один из всплесков разнообразия приходится на Восточную Европу, другой (меньший) — на Центральную Азию. Азиатские популяции Lotus corniculatus отличаются от европейских меньшим генетическим разнообразием, что вероятно связано с переходом растений от перекрестного опыления к самоопылению.
Лядвенец рогатый считается ценным хозяйственным растением по ряду причин. Во-первых, благодарю симбиозу с азотфиксирующими растениями все бобовые обогащают почву азотом, и их используют в сельском хозяйстве при севообороте. Во-вторых, из-за большого содержание белка в тканях этот вид ценят как кормовое и сенокосное растение. И в-третьих, пчёлы охотно потребляют нектар Lotus corniculatus, несмотря на то, что медоносная продуктивность этого вида относительно невысокая (около 15 кг с га сплошных посевов).
В исследовании принимали участие сотрудники Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН, Института общей генетики имени Н.И. Вавилова РАН и Главного ботанического сада имени Н.В. Цицина РАН.