Сколько видов тихоходок живет в России?

Тихоходки — не очень большая, но и не самая маленькая (всего известно около 1400 видов) группа беспозвоночных животных. Долгое время эти крохотные существа — не более полутора миллиметров длиной — были известны лишь специалистам-зоологам.

Фотография тихоходки, полученная при помощи сканирующего электронного микроскопа

Фото: Предоставил Денис Туманов

Они и тогда вызывали значительный интерес особенностями своего строения, которые не позволяли однозначно отнести их к какой-нибудь из крупных групп животных. Ряд признаков сближал их с членистоногими (насекомыми, ракообразными, паукообразными), но другие признаки неожиданно сближали их с круглыми червями-нематодами (к этой группе относятся, например, глисты аскариды). Этот парадокс был разрешен лишь недавно, с развитием молекулярно-генетических методов определения степени родства между группами животных. Оказалось, что нематоды и членистоногие — вовсе не очень далекие друг от друга группы, а составляют (вместе с несколькими небольшими таксонами) единую ветвь на эволюционном дереве животных — группу «Линяющие» (Ecdisozoa). В нее входят животные, тело которых покрыто кутикулой, которая периодически сбрасывается в процессе линьки. В настоящее время считается, что тихоходки являются древней реликтовой группой, близкой к предкам членистоногих животных, сохранившей в своей организации признаки древних форм, которые, вероятно, были общими предками всех линяющих животных.

Широкую известность тихоходки получили относительно недавно, когда стали известны результаты экспериментов по отправке этих животных на орбиту Земли, где они находились в условиях открытого космоса. После этого тихоходки были возвращены на Землю, где вернулись к активной жизни (в космосе они находились в высушенном состоянии) и успешно размножались, что свидетельствует: нахождение в космическом пространстве не повредило их генетический аппарат. Именно такая способность этих существ переносить экстремальные условия окружающей среды стала причиной возросшего в последние годы интереса к их биологии.

Ученые пока только в самом начале пути исследования удивительной жизнестойкости тихоходок, однако уже сейчас понятно, что их устойчивость определяется способностью синтезировать специфические (и довольно разнообразные) вещества, защищающие содержимое клеток тихоходок в условиях высыхания или замерзания и обеспечивающие сохранность их ДНК при воздействии радиации. Однако изучение этих механизмов невозможно без точного определения видовой принадлежности исследуемых тихоходок, ведь даже очень близкие, похожие друг на друга виды тихоходок могут иметь разные экологические предпочтения, а следовательно, и различный набор адаптаций к условиям окружающей среды. Для того чтобы полученные разными учеными результаты можно было сравнивать между собой (в том числе и для проверки их достоверности), нужно быть уверенным, что работа велась на представителях одного и того же вида.

Кроме такого «прикладного» интереса изучение видового состава тихоходок России важно и для реализации более фундаментальной задачи — инвентаризации видового богатства животных, обитающих на территории страны и всей Земли. Эта работа далеко не закончена, и многие группы мелких беспозвоночных животных еще ждут своих исследователей.

Нельзя сказать, что фауна тихоходок России не исследовалась ранее, однако в последнее десятилетие представления ученых о видовом разнообразии этой группы претерпели значительные изменения. Использование молекулярно-генетических методов привело к тому, что многие широко распространенные изменчивые виды оказались в действительности группами отдельных видов, каждый из которых приурочен к определенной, иногда довольно ограниченной территории. В этой ситуации практически все «старые» фаунистические данные, основанные на чисто морфологическом подходе, нуждаются в проверке современными методами. Наше исследование, результаты которого были опубликованы в отечественном журнале Invertebrate Zoology, было первой попыткой изучить фауну тихоходок России, используя метод молекулярного баркодинга. Он состоит в том, что для обнаруженных особей тихоходок определяется последовательность нуклеотидов в участках некоторых генов. Предыдущими исследованиями показано, что эти участки являются уникальными для большинства видов животных, как бы «отпечатками пальцев» вида, или «баркодами» (в русском языке обычно называемыми штрихкодами). Использование этого метода позволило нам идентифицировать обнаруженные виды тихоходок даже в случаях, когда был встречен всего один экземпляр, не достигший взрослого состояния. Обычное морфологическое определение в таком случае было бы невозможно, а в ряде случаев оно невозможно и для взрослых форм, так что только определение с помощью анализа последовательностей ДНК может считаться достаточно надежным.

До нашей работы для всей территории России было известно всего три вида тихоходок, определенных методом молекулярного баркодинга. Нами было обнаружено и идентифицировано 11 видов. Причем четыре из них ранее не отмечались для территории нашей страны, но были известны на территории других европейских стран. Три других являются новыми для науки видами, формальное описание которых будет произведено позднее, когда мы получим достаточное число экземпляров для морфологического описания. Еще три вида ранее указывались для фауны России, но без подтверждения современными молекулярно-генетическими методами эти указания не были полностью достоверны. Учитывая, что наше исследование было фактически пробным, материал был собран на очень ограниченной территории (Санкт-Петербург и окрестности) и число взятых проб было очень невелико, полученный результат свидетельствует о значительном и пока не выявленном видовом разнообразии тихоходок на территории России. Исследования будут продолжены благодаря полученному нами гранту Российского научного фонда, и в ходе нашей работы, несомненно, будут открыты многочисленные новые виды этих удивительных животных. Кроме того, будет получен значительный массив данных по баркодам обитающих в России тихоходок, что позволит проводить точное определение обнаруженных видов не только специалистам-систематикам, но и другим исследователям, например, занимающимся изучением функционирования почвенных сообществ. Это позволит лучше понять вклад тихоходок в процессы, протекающие в различных экосистемах.