Ученые Санкт-Петербургского государственного университета вновь удивили журналистов на традиционной встрече в формате Science-ланча. Темой мероприятия стали результаты уникальных исследований, проводимых научной группой под руководством профессора кафедры энтомологии СПбГУ Владимира Лухтанова. Эксперты рассказали об открытии новых закономерностей в возникновении биологического разнообразия.

Группе исследователей СПбГУ удалось доказать, что образование нового вида бабочек может быть не только следствием их длительной географической изоляции, но и результатом усиления различий между двумя популяциями, которые сначала географически разошлись, а затем встретились вновь. Две эти модели видообразования описаны знаменитым генетиком Феодосием Добржанским. Однако энтомологи не только подтвердили его теорию, но и пошли дальше. Изучив окраску, данные об ареале обитания и эволюционных изменениях 130 видов бабочек-голубянок, ученые пришли к выводу о том, что если виды имеют давнюю историю и разные наборы хромосом, то при их гибридизации может возникнуть новый вид. 

Руководитель научной группы Владимир Лухтанов рассказал об огромной работе, проделанной во время экспедиций в Иран. Внимание энтомологов привлек оранжевый цвет одного из видов бабочек, резко отличающий его от близких родственников голубого, бурого и зеленоватого цвета. Оказалось, что хромосомный набор этой бабочки — результат гибридизации двух других видов (с синей и зеленой окраской). Изучив геном оранжевой бабочки, ученые установили, что крупные хромосомы она унаследовала от зеленого вида, а мелкие — от синего. Так был выявлен новый механизм формирования генома — из частей геномов двух других видов. «У гибридного вида гены берутся от родителей, а „оболочка“ (то есть хромосомный набор) становится другой — за счет перераспределения родительских хромосомных блоков. Образование нового генома приводит к образованию нового вида», — пояснил Владимир Лухтанов. 

Руководитель молодежного гранта РФФИ, выпускница СПбГУ Алиса Вершинина рассказала о своем проекте, посвященном исследованию хромосомного разнообразия и хромосомных перестроек бабочек. Эта работа представляется особенно интересной ввиду того, что бабочки-голубянки могут иметь от 20 до 268 хромосом (для сравнения: у человека их 46). И если для людей хромосомные перестройки могут быть фатальными, то у бабочек это лишь факторы видообразования, отметила Алиса Вершинина. 

О существовании криптических видов рассказала журналистам сотрудник ресурсного центра «Хромас» Научного парка СПбГУ Мария Вишневская. Криптическими называются виды-двойники, которые при внешней схожести репродуктивно изолированы друг от друга. С помощью филогенетического и цитогенетического анализа, выполненного на уникальном оборудовании ресурсного центра, ученые выявили разницу в ДНК и хромосомных числах у трех видов бабочек, ранее считавшихся одним видом.

Модельным объектом исследования студентки СПбГУ Елены Паженковой стали бабочки вида Brenthis daphne, обитающие на юго-востоке европейской части России. Доклад молодого исследователя был посвящен методу ДНК-штрихкодирования, который позволяет выявлять скрытое биологическое разнообразие. «Во время изучения генов митохондрий было обнаружено, что скорость эволюции митохондриальной ДНК оптимальна для выявления различий на уровне близких видов. Это значит, что по митохондриальной ДНК можно определить видовую принадлежность большинства видов», — пояснила Елена Паженкова.
Подводя итог встречи, Владимир Лухтанов подчеркнул значимость исследований, проводимых энтомологами. «Знание механизмов возникновения биоразнообразия необходимо нам, чтобы управлять экосистемой. Бабочки — опылители многих цветковых растений — являются очень важным звеном в этой системе. Если не будет бабочек, не будет и цветковых растений, которые, в свою очередь, являются основным продуцентом кислорода на планете», — отметил энтомолог.

Оригинал материала