Дождевой червь — существо, с которым встречался каждый. Эти крошечные жители почвы не только влияют на экологию, но еще и показывают степень ее загрязненности и помогают специалистам в палеогеографических исследованиях. В последние 20 лет беспозвоночные «шагнули» из европейской части России в Сибирь. Их изучением занимаются сотрудники лаборатории молекулярной изменчивости ФИЦ Института цитологии и генетики СО РАН.
Под руководством заместителя директора ИЦиГ СО РАН Сергея Евгеньевича Пельтека исследования ведут кандидат биологических наук Сергей Викторович Шеховцов и студентка НГАУ Наталья Эдуардовна Базарова. В ходе своих изысканий ученые уделяют большое внимание филогеографии — распространению генетических линий животных и причин, которые к этому привели. До того, как сконцентрироваться на дождевых червях, он работал с описторхами. Эти паразиты не были идеальным объектом для исследований, ведь они быстро распространяются вместе с хозяевами — позвоночными животными. Сергей же искал малоподвижные организмы, которые имеют малую способность к миграции, и дождевые черви прекрасно подошли под это требование. Еще один их плюс — небольшое видовое разнообразие. На территории России обитает менее 50, а в Западной Сибири насчитывается лишь 16 видов — при этом широко распространены меньше десятка. Большая часть из них — космополиты, то есть пришедшие из Европы. А значит, определить тип конкретного червя можно со стопроцентной точностью.
За те четыре года, что ведется работа, Сергей Шеховцов изучал не только сибирских червей, но и тех, что водятся на Курилах, Камчатке и даже в Белоруссии. Кандидат биологических наук Елена Васильевна Голованова, работающая в Омске, помогает Сергею и его коллегам в морфологическом определении беспозвоночных. Далее исследователи работают с их ДНК и проводят секвенирование некоторых генов. В результате набирается большой объем информации, и ученые могут увидеть наиболее полное дерево видов и их различий.
Основное направление работ Сергея касается червя Eisenia nordenskioldi, который распространен по всей Сибири, а также в европейской части России, в Казахстане, Китае и Монголии. Это один из самых холодоустойчивых видов червей — обитает даже в тундре и на полярных островах, в холодных и засушливых условиях. Ученые уже накопили большой объем данных о его генетической изменчивости — внутри Eisenia nordenskioldi девять видов-двойников. Каждый из них имеет свои ареалы и, возможно, уникальные экологические особенности. Эти вопросы Сергей и его команда исследуют вместе с коллегой из Магадана — доктором биологических наук Даниилом Иосифовичем Берманом.
В рамках гранта Президента России Сергей Шеховцов изучает космополитных червей, которые распространены по всему миру. Считается, что эти виды произошли из Западной Европы и вместе с расселением человека распространились по земному шару.
— По генетике этих червей мы можем проследить не только пути их распространения, но и то, как изменяется их генетическое разнообразие, — отмечает ученый. — Что помогает прояснить характер заселения конкретного региона и вообще дает информацию о том, какие генетические изменения происходят у инвазивных (распространившихся в результате деятельности человека) видов, оказывающих большое влияние на природу. Если судить по биомассе, то в этом отношении дождевые черви, пожалуй, самые важные животные.
Впрочем, сказать, что именно беспозвоночные определяют облик того или иного региона, все же нельзя — как правило, они занимают культивируемые земли, а в Западной Сибири иногда вытесняют наших местных эндемиков из естественных мест обитания.
— Дождевые черви — это маркер загрязнений, — отмечает Сергей Шеховцов. — В зонах сильного радиационного или химического загрязнения, например, вблизи крупных комбинатов они исчезают. То есть, по их присутствию или отсутствию можно судить о состоянии окружающей среды.
К счастью, экологическая ситуация в Новосибирской области внушает оптимизм — в нашем регионе дождевых червей много. Не исключено, что с каждым годом их будет становиться все больше, ведь сейчас в сельском хозяйстве очень распространена вермикультура — разведение беспозвоночных с целью переработки компоста.
Впрочем, дождевые черви приносят пользу не только сельскому хозяйству. Их изучение помогает получать новые знания по палеогеографии. Ученые установили: на территории Магаданской области, Чукотки и Якутии популяции Eisenia nordenskioldi живут уже несколько сотен тысяч лет. Это доказывает, что в древности северо-восточная Сибирь была затронута только локальными оледенениями, и такого ледникового щита, как над Европой, там не было. А были пригодные для жизни условия — причем, не только для дождевых червей, но и для многих других организмов.
Вообще, дождевые черви зачастую оказывают большое влияние на экологию. Особенно это прослеживается в регионах, где раньше их не было совсем — скажем, в ряде областей Северной Америки. Завезенные фермерами европейские черви мигрируют туда и очень быстро выедают всю подстилку — напочвенный покров из разлагающегося листового опада и мелких растений. Соответственно, меняется вся экосистема и все пищевые цепи.
Подобные процессы происходят и в нашей стране — за последние двадцать лет они очень сильно продвинулись вглубь территории. В 1997 году доктор биологических наук Тамара Семеновна Всеволодова-Перель составила кадастр дождевых червей России и сопредельных государств. Сергей Шеховцов и его коллеги планируют провести подобную же работу, поскольку ситуация значительно изменилась. Часть видов, которые, по данным Всеволодовой-Перель, присутствовали только в европейской части и не доходили даже до Урала, теперь обнаруживаются и в Сибири. Предстоит найти ответ на вопрос: это естественная миграция червей вместе с человеком или идет изменение климата? У Сергея Шеховцова есть гранты Президента России и РФФИ, которые заканчиваются в 2016 году.
Павел Красин
Фото: (анонс) — vinyltoys.kz, остальные предоставлены Сергеем Шеховцовым
