Потолок не царапает: Дафнии для защиты от хищников вырастили короны на голове

Два вида маленьких рачков, которых называют водяными блохами, — Daphnia atkinsoni и Daphnia triquetra, — в процессе эволюции независимо друг от друга отрастили на голове шипы. Эти шипы внешне похожи на корону.

Такая «корона» помогает рачкам защищаться от хищников, поэтому у них больше шансов выжить.

Ученые из России и Чехии выяснили, что эта «корона» появилась у рачков очень давно, еще в мезозойскую эру, то есть примерно 145–66 миллионов лет назад. Это показал анализ генома рачков.

Эти данные помогают понять, как развивались защитные механизмы у беспозвоночных животных.

Дафнии, или водяные блохи, — это маленькие рачки, которые живут в большинстве пресных водоемов мира. Ими питаются мелкие рыбы и другие животные.

Еще в XVIII веке ученые заметили, что у некоторых видов дафний есть специальные защитные приспособления. Например, хвостовая игла, твердая пластинка на голове или шипы вокруг нее. Из-за сходства с короной биологи называют эту структуру «терновым венцом».

«Венец» появляется у рачков только тогда, когда в воде есть хищники. Если опасности нет, он исчезает.

Ученые до сих пор спорят, появился ли «терновый венец» у дафний один раз или разные виды приобрели его независимо друг от друга.

Исследователи из Института проблем экологии и эволюции в Москве изучали два вида дафний с «терновым венцом» на голове.

Ученые взяли образцы ДНК у рачков, которых поймали в водоемах на юге России, в Монголии и Казахстане. Затем они расшифровали генетическую информацию и сравнили ее с данными рачков без такой защиты на голове.

Исследование геномов показало, что Daphnia atkinsoni и Daphnia triquetra — это два разных вида дафний. У каждого из них есть близкие «родственники» среди видов без „тернового венца“.

Daphnia atkinsoni близка к виду Daphnia tibetana, а Daphnia triquetra связана с видом Daphnia studeri.

Также ученые выяснили, что группа видов, в которую входят Daphnia atkinsoni и Daphnia triquetra, появилась давно — примерно 145–66 миллионов лет назад. Тогда же появился и «терновый венец» у дафний — как способ защиты от хищников, которые появились примерно в то же время.

Мы получили информацию, которая помогает понять, как в процессе эволюции у пресноводных животных появились защитные механизмы.

Мы изучаем маленьких ракообразных, чтобы разобраться в этом вопросе. У них есть структуры, похожие на «терновый венец». Они помогают животным выживать, когда поблизости находятся естественные враги. Это важно для сохранения вида.

В будущем мы продолжим изучать рачков Daphnia atkinsoni. Есть данные, что под этим названием скрывается несколько похожих видов. Мы хотим выяснить, сколько видов в этой группе и как у них работает механизм появления и исчезновения «тернового венца», когда в водоеме есть или нет хищников, — рассказал участник проекта Алексей Котов, член-корреспондент РАН, профессор РАН, главный научный сотрудник лаборатории экологии водных сообществ и инвазий Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН.

В исследовании принимали участие сотрудники Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН (Борок), Института биологии развития имени Н.К. Кольцова РАН  (Москва) и Карлова университета  (Чехия).

Результаты исследования опубликованы в журнале Zoologica Scripta.

17.11.2024