Этим летом ученые Байкальского музея Сибирского отделения Российской академии наук при поддержке нашего фонда изучали хетофоровые эндемичные водоросли. Эксперты заложили основу для изучения эволюционных связей – или “родословной” водорослей, а также выявили отдельные морфотипы и возможно открыли новый вид водорослей, распространенных только в озере Байкал.
Предпосылки изучения эндемичных зеленых водорослей
Уже более 10 лет – с 2011 года – в ряде районов прибрежной зоны озера Байкал развиваются неблагоприятные экологические явления, которые влияют на состав водорослей и зообентоса и, как следствие, на экосистему озера в целом. В разные периоды хаотично распространялись нитчатые и сине-зелёные водоросли, токсинпродуцирующие цианобактерии, в воду попадали промышленные загрязняющие вещества и т.п.
Для расширения фундаментальных знаний и более глубоко изучения проблемы был запущен проект по изучению эндемичных зеленых водорослей Байкала родов Draparnaldioides, Ireksokonia и Myxonemopsis.
Этапы проведения исследования
В апреле были проведены подготовительные мероприятия: закуплен инструментарий и необходимые для фиксации образцов препараты, а также сделаны микрофотографии, по которым можно определить признаки отдельных видов водорослей. Благодаря поддержке проекта удалось приобрести специальный инструмент для выделения ампликонов (фрагментов ДНК) из геля.
Май ознаменовался интересной находкой – во время исследования отобранных ранее образцов на филогенетическом древе ученые предположительно выделили новый вид: Ольхонский морфотип Draparnaldioides, который ранее не был представлен ни в одном из научных исследований и вероятно может оказаться десятым видом данного рода.
Также прослеживается схожесть Myxonemopsis с родом Draparnaldioides – возможно это лишь стадия развития, а не отдельный род. Дополнительно была прослежена генетическая дистанция между представителями родов Draparnaldia и Сhaetophora и высказано предположение, что у них с Draparnaldioides был общий предок, после отделения от которого они развивались параллельно.
В июле сотрудники Байкальского музея приступили к отбору образцов Draparnaldioides в районе пос. Большое Голоустное и р.п. Листвянка. Из-за разницы во времени развития видов не удалось собрать некоторые образцы, но это станет задачей будущих экспедиций.
Удалось отобрать образец Draparnaldia plumosa в р. Мха. Через эту реку проходит два моста, у одного из которых и были обнаружены образцы. Байкальские драпарнальдиоидес отличаются от драпарнальдии большим размером, сетчато продырявленным хлоропластом и нитевидным покровом.
Для удобства определения каждого вида используются схемы с отличительными признаками, которые разработала Людмила Александровна Ижболдина, известный альголог-байкаловед, изучавшая биологию, морфологию и занимавшаяся ежегодным картированием байкальских макрофитов с 1963 года.
С какими сложностями столкнулись в ходе проекта
Для выделения ДНК необходимо отобрать чистые образцы. Так, например, самой сложной для изучения является ДНК D. Baicalensis – в ее слизи множество обитателей: простейшие, микроскопические грибы, одноклеточные водоросли, а сам раствор ДНК в воде слизистый. Никогда количество собранных образцов не равно получению нужных нуклеотидных последовательностей, потому что зачастую не получается, к примеру, полностью очистить образец от микроскопических грибов. И вместо нуклеотидной последовательности драпарнальдиоидес получаем последовательность какого-то гриба. Но путем кропотливой работы удалось оптимизировать условия ПЦР настолько хорошо, что получили практически идеальные сиквенсы.
Что дает это исследование
Полученные результаты будут способствовать пониманию механизмов формирования эндемичной байкальской флоры, пополнению международных баз данных информацией о макрофитах, играющих важную роль в экосистеме Байкала. Данный проект – это и своеобразный импульс для развития исследований байкальских эндемиков.
Кроме того, будет расширена экспозиция в Байкальском музее, которая доступна всем посетителям.
Планы по дальнейшему изучению байкальских макрофитов
Исследования будут продолжены. На основе молекулярно-генетических данных будет проведена реконструкция эволюционной истории байкальских эндемичных родов хетофоровых водорослей. Будут продолжены попытки культивирования эндемичных водорослей в аквариумном комплексе и на питательных средах, а также попытки создания живой экспозиции в Байкальском музее.
Более 20 лет практически не ведутся работы по оценке состояния и распределения байкальских макрофитов. В 2025 году Байкальский музей планирует осуществить кругобайкальскую экспедицию для картирования эндемичных макрофитов.