Улитки из Заполярья: ученые СПбГУ впервые за 130 лет провели перепись арктических моллюсков

Сотрудники лаборатории макроэкологии и биогеографии беспозвоночных СПбГУ на основе ранее опубликованных данных и собственных исследований дали оценку видовому разнообразию пресноводных моллюсков Северной полярной области. Всего ученые насчитали 104 вида этих беспозвоночных, обитающих в водоемах, расположенных севернее полярного круга. Выжить в условиях Крайнего Севера моллюскам помогли гермафродитизм, умение вмораживаться в лед и «дружба» с птицами.

Результаты исследования опубликованы в журнале Hydrobiologia.

Список видов, составленный учеными, отражает все имеющиеся сведения по данному вопросу, в том числе и впервые полученные авторским коллективом. Последний раз подобный список был опубликован в Швеции в 1887 году и к настоящему времени серьезно устарел.

Согласно результатам исследования, на территорию Арктики сумело проникнуть менее 2 % от глобальной фауны пресноводных моллюсков. Из-за специфических природных условий Северной полярной области видовое разнообразие улиток и двустворчатых здесь небольшое. Проанализировав биологию и экологию арктических видов моллюсков, ученые предположили, какие биологические особенности помогли этим беспозвоночным попасть в Заполярье и выжить там.

«Прежде всего это гермафродитизм, благодаря которому отдельная особь в условиях ограниченного числа особей своего вида может спариваться с любым членом популяции (к тому же многие виды арктических моллюсков способны к самооплодотворению). Другая полезная черта — способность к расселению по воздуху, например с птицами. Помимо этого, короткий жизненный цикл моллюсков помогает быстро размножиться и образовать жизнеспособные популяции в северных водоемах. Отдельно стоит выделить умение этих беспозвоночных сохранять жизнеспособность будучи вмерзшими в лед. Сочетание этих биологических признаков, по-видимому, и является "входным билетом" в Арктику для моллюсков, позволяющим им просочиться через невидимый фильтр, создаваемый средой обитания», — рассказал руководитель лаборатории макроэкологии и биогеографии беспозвоночных СПбГУ Максим Винарский.

Пресноводные двустворчатые моллюски из рода Sphaerium умеют прикрепляться к ножкам водяных насекомых.
Пресноводные двустворчатые моллюски из рода Sphaerium умеют прикрепляться к ножкам водяных насекомых.

Генетический и биогеографический анализ показал, что в циркумполярной зоне Арктики нет ни одного эндемика — вида, который бы проживал только в Арктике. Как оказалось, все обитающие на данной территории пресноводные моллюски — пришельцы из более низких широт. Еще в 2017 году профессор СПбГУ Максим Винарский и старший научный сотрудник кафедры прикладной экологии Иван Нехаев получили такие результаты для Гренландии, а сейчас этот вывод удалось распространить на весь Арктический регион. Ученые полагают, что отсутствие эндемичных моллюсков в Заполярье связано с геологической молодостью этой территории, сравнительно недавно освободившейся от покровного ледника.

Биологи также сравнили видовое богатство отдельных субрегионов Арктики: европейского Заполярья, Крайнего Севера Сибири, Берингии и Северной Америки. Оказалось, что наибольшее видовое разнообразие наблюдается в Сибири — здесь обитает 57 из 104 описанных видов. Беднее всего фауна моллюсков в Северной Америке, где было обнаружено всего 39 видов пресноводных моллюсков. Такая разница не может объясняться слабой изученностью моллюсков Северной Америки, которая исследуется уже более 200 лет.

Исследователи арктических континентальных моллюсков прошлого. Верхний ряд: Биргит Эсмарк и Уильям Далл. Нижний ряд: Александр Миддендорф и Карл Вестерлюнд
Исследователи арктических континентальных моллюсков прошлого. Верхний ряд: Биргит Эсмарк и Уильям Далл. Нижний ряд: Александр Миддендорф и Карл Вестерлюнд

Отдельно ученые рассмотрели геотермальные экосистемы Арктики и Субарктики, которые, по их мнению, могли служить потенциальным убежищем для моллюсков в ледниковые периоды. В отличие от большинства водных объектов Северной полярной области, тепловой режим которых в значительной степени определяется сезонными изменениями температуры, в геотермальных источниках круглый год поддерживается высокая (более 20 градусов Цельсия) температура воды. Большинство пресноводных улиток и двустворчатых не выживают в подобных экстремальных условиях, однако биологи Университета установили, что не мене пяти видов отряда Pulmonata (легочные брюхоногие улитки) оказались способны побороть термический шок после вселения в геотермальные источники и сформировать в них устойчивые популяции.

Несмотря на то, что арктическая биота в целом весьма уязвима к глобальным изменениям и вмешательству человека, только три моллюска из числа представленных в списке к настоящему моменту получили международный охранный статус: Margaritifera margaritifera (пресноводная жемчужница), Euglesa hinzi и Valvata mergella. Большинство арктических видов относятся к числу широко распространенных и массовых форм. Однако, как утверждают биологи СПбГУ, это не означает, что эти виды не нужно защищать. К негативному влиянию от интенсивного хозяйственного освоения Арктики, ведущему к деградации пресноводных экосистем, добавляются и глобальные климатические изменения.

«Из-за потепления в Арктический регион проникают виды животных, которые раньше обитали в менее суровых условиях. Уже сейчас можно сделать вывод о том, что как минимум три рода улиток и двустворчатых могут расширить свои ареалы обитания далеко на север в условиях глобального изменения климата. Это может оказать непредсказуемое пока воздействие на аборигенные экосистемы — например, вызвать вытеснение местных видов моллюсков. Возможно и продвижение на север очагов паразитарных заболеваний, промежуточными хозяевами которых выступают многие виды пресноводных моллюсков. Пока влияние чужеродных видов моллюсков на пресноводные сообщества Арктики минимально, но в ближайшие десятилетия эта ситуация может измениться», — подчеркнул Максим Винарский.

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (проект № 19-14-00066).