Лаборатория донной фауны океана

Эволюционная история двустворчатых моллюсков семейства везикомиид (Vesicomyidae) (2016 г.).

Вертикальное распространение 64-х современных видов везикомиид (верхняя часть). Реконструкция вертикального распространения предковых форм везикомиид на основе данных по филогении семейства и вертикального распространения современных видов (нижняя часть). Цвет кружочка каждого вида обозначает среднюю глубину вертикального диапазона

Впервые на основе молекулярных данных (митохондриальный ген СOI и пять ядерных генов) проанализированы филогенетические взаимоотношения 64 видов семейства Vesicomyidae.

Полученная филогенетическая дендро-схема была использована для молекулярного датирования с применением модели «строгих молекулярных часов». Для датирования использованы две калибровки по палео-нахождениям. Молекулярная филогения сопоставлена с данными по морфологии (учитывались 4 признака раковины и 3 анатомических признака).

На основе данных по вертикальному распределению современных видов и филогенетической схемы предложена реконструкция вертикального распространения предковых форм.

Показано, что диверсификация плиокардиин началась в раннем-среднем эоцене, вероятно, с приобретением симбиотрофии, и наиболее активно проходила в миоцене-плиоцене. Интенсивный процесс образования родов плиокардиин предположительно был связан с инфаунным образом жизни. Разнообразие условий в толще осадка восстановительных биотопов обеспечивает существование микрониш, разделение по которым способствует диверсификации.

Наиболее интенсивная молодая радиация, произошедшая в плиоцене-плейстоцене, отмечена для рода Abyssogena, эндемика абиссали. В морфологическом плане этот род является наиболее специализированным и характеризуется рядом апоморфных признаков. В настоящее время плиокардиины являются самой разнообразной и широко распространенной группой симбиотрофных двустворок в нижней батиали и абиссали.

Предполагается, что предковой группой плиокардиин могли быть мелкоразмерные двустворки, морфологически сходные с современными Vesicomyinae, обитавшие в батиали. Преадаптации к глубоководному образу жизни могли способствовать расселению на большие глубины. Колонизация абиссали в пределах группы происходила неоднократно и независимо в нескольких родах. Как минимум, два рода являются эндемиками абиссали.

Предполагаемое направление исторического расселения по вертикали плиокардиин в целом (из батиальных глубин) отличает этих двустворок от большинства симбиотрофных групп, для которых в качестве магистрального тренда предполагается расселение из сублиторали в более глубокие горизонты.

Austrogena nerudai в природе Laubiericoncha, вид сифонов сзади Laubiericoncha, чувствительные папиллы на внутренней стороне вводного сифона

Морфологические адаптации двустворчатых моллюсков семейства везикомиид (Vesicomyidae) к обитанию в восстановительных биотопах (2015 г.).

Одной из важнейших групп в сообществах восстановительных биотопов являются двустворчатые моллюски подсемейства плиокардиины (Bivalvia: Vesicomyidae; Pliocardiinae). Эти моллюски содержат в жабрах симбиотических тиотрофных бактерий и потребляют производимую ими органику. Различные виды моллюсков занимают узкие экологические ниши, однако морфологические адаптации, обеспечивающие высокую экологическую специализированность, известны недостаточно.

Важную роль в функционировании плиокардиин играют сифоны, обеспечивающие водный обмен между средой и мантийной полостью. С целью изучить морфологические основы узкой специализированности исследовано строение сифонов 30 видов 7 родов плиокардиин. Также проанализированы прижизненные фотографии 10 видов моллюсков в природе.

Впервые для плиокардиин описаны чувствительные органы, предположительно хеморецепторы, расположенные на внутренних боковых стенках вводного сифона и состоящие из папиллы с терминальным пучком ресничек. Впервые с помощью сканирующего микроскопа изучены клапаны вводного сифона и сифональные щупальца и показано морфологическое разнообразие этих структур в рамках подсемейства.

Сложное и разнообразное строение вводного сифона предполагает его участие в мониторинге потока воды, попадающей в мантийную полость. Поскольку питание плиокардиин непосредственно зависит от бактерий, нуждающихся в определенных концентрациях сульфидов, превышение которых в то же время может быть токсичным для самих моллюсков, рецепторная функция сифона представляется необходимой для жизнедеятельности плиокардиин.

На основе морфологических признаков выделено 7 типов сифонов плиокардиин. Разным филогенетическим ветвям подсемейства характерен определенный типа сифона. Это свидетельствует о тонком расхождении родов плиокардиин по экологическим микронишам, связанным с концентрацией сульфидов в окружающей среде, а также о важном таксономическом значении признаков сифона для системы семейства на родовом уровне.

Генетическое разнообразие хемосимбиотических двустворчатых моллюсков Calyptogena pacifica Dall, 1891 (Vesicomyidae: Pliocardiinae) (2024)

Впервые определено генетическое разнообразие на основе частичных последовательностей COI пространственно изолированных популяций хемосимбиотических моллюсков Calyptogena pacifica, обитающих в батиали в западной Пацифике в Беринговом море и в восточной Пацифике вдоль континента Северной Америки вблизи метановых и гидротермальных выходов, а также затонувших китовых останков.

Показано высокое генетическое сходство популяций Calyptogena pacifica в акватории от Берингова моря до Калифорнийского залива с глубин от 361 до 1675 м. Более высокие показатели генетического разнообразия отмечены в популяциях восточной Пацифики. Два массовых гаплотипа встречены в районах метановых выходов на Корякском склоне и на гидротермальных выходах вулкана Пийпа в Беринговом море, а также в большинстве районов восточной Пацифики. Уникальные гаплотипы обнаружены на Корякском склоне (1) и в четырех районах восточной Пацифики (9). Полученные результаты свидетельствуют о том, что колонизация восстановительных биотопов Берингова моря, с высокой степенью вероятности, происходила из Восточной Пацифики неоднократно и в недавнее время. Кроме того, мы предполагаем, что возраст ныне существующей популяции калиптоген на вулкане Пийпа относительно молодой; с учетом данных о последних по времени извержениях вулкана он может быть не старше голоцена. Заселение вулкана, возможно, происходило из популяций метановых выходов Корякского склона.

Исследование выполнено при поддержке гранта РНФ №24-27-00242

Рисунок 1. Местонахождение изученных локальных популяций Calyptogena pacifica. Географические районы обозначены цветом: красный – Корякский склон, Берингово море; зеленый – вулкан Пийпа, Берингово море; розовый – склон Орегона; бордовый – склон северной Калифорнии; фиолетовый – залив Монтерей; синий – склон южной Калифорнии; желтый – бассейн Гуаймас.

Рисунок 2. Сеть гаплотипов, построенная с применением TCS алгоритма по данным 165 последовательностей COI Calyptogena pacifica из Берингова моря (129 с Корякского склона и 36 с вулкана Пийпа) и 33 последовательностей из восточной части Тихого океана из Генетического банка. Частота гаплотипов пропорциональна размеру кругов; число нуклеотидных замен обозначено отрезками.