Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
19 февраля 2018, понедельник, 17:16
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

10 февраля 2018, 19:37

Атака раков-клонов

Мраморный рак
Мраморный рак

Вряд ли кто-то мог предположить, что вид некрупных пресноводных раков, обитавших на весьма ограниченной территории восточной части США, сможет проникнуть в десятки стран мира. Однако он утроил свой геном, перешел к партеногенетическому размножению и успешно покоряет водоем за водоемом в Европе, Азии и Африке.

Надо признать, что сперва ему сильно помогли люди, когда он стал популярным питомцем у аквариумистов. Но, попав из аквариумов вновь в дикую природу в тысячах километров от исторической родины, раки уже полагались только на себя. И сумели доказать свою высокую конкурентоспособность.

Проследим историю с самого начала. На самом юге штата Джорджия есть река длиной 378 километров, впадающая в Атлантический океан. Испанцы называли ее Санта-Илла, но затем это название превратилось в Сантилла. Именно в этой реке и ее притоках, текущих по южной Джорджии и северной Флориде, и обитали изначально раки длиной примерно по десять – пятнадцать сантиметров в взрослом состоянии. Научное описание им дал в 1870 году немецкий зоолог Герман Август Хаген, и известны они под латинским наименованием Procambarus fallax, а в США их называют речными раками Джорджии (Georgia crawfish). Принадлежат они к тому же отряду десятиногих ракообразных (Decapoda), что и знакомые нам европейские речные раки, но относятся к другому семейству.

Так уж случилось, что этих раков стали содержать в аквариумах. Поскольку они достаточно неприхотливы, их разводили многие любители в Америке и в Европе. И вот в 1990-е годы в Германии в аквариумах появились особи необычной красивой расцветки, получившие название «мраморные раки» (Marmorkrebs). Это только увеличило их популярность. Биологи же выяснили, что мраморные раки, в отличие от своих сородичей обычной расцветки, не размножаются половым путем. Все мраморные раки оказались самками, получившими способность к партеногенезу – “девственному размножению”. Такой способ размножения известен у представителей разных групп животных, в том числе и ракообразных, например, у мелких пресноводных рачков дафний, но ранее он никогда не встречался среди отряда десятиногих. Причем партеногенез мраморных раков – соматический (апомиктический), то есть их половая клетка не проходит стадию мейоза, а просто делится, давая начало эмбриону. В итоге всё появившееся на свет потомство представляет собой клоны рака-матери.

Новая разновидность получила название Procambarus fallax forma virginalis, но в 2015 году группа исследователей предложила считать мраморных раков уже отдельным видом, так как партеногенетические самки утратили способность спариваться с обычными самцами Procambarus fallax. Для нового вида было предложено название Procambarus virginalis.

Задав поисковый запрос «мраморные раки» можно найти множество описаний этих существ на сайтах и форумах аквариумистов с подробными советами, как их содержать. В объявлениях о продаже мраморных раков их способность к партеногенезу представляется как дополнительное достоинство: «Каждый из них может размножаться сам по себе, почти так же как растения размножаются семенами без участия других растений. Каждая особь мраморного рака — самка, но они размножаются партеногенезом, и могут раз за разом выводить малышей как две капли воды похожих на родителей». Биологически этот копируемый с сайта на сайт текст не вполне точен, так как для семенного размножения растений все-таки необходимо опыление (хотя есть исключения, например, часто партеногенетически образуются семена у всем известного одуванчика). Скорее партеногенетическое размножение мраморных раков можно сравнить с размножением растений черенками. Также ошибочно аквариумисты порой называют своих питомцев гермафродитами. У организмов-гермафродитов одна особь производит как мужские и женские половые клетки, и для дальнейшего размножения оплодотворение необходимо. У мраморных раков же оплодотворения нет вовсе, все они партеногенетически размножающиеся самки.

Обитатели домашних аквариумов не так уж редко попадают в водоемы. Вспомним, что и в Москве-реке была найдена популяция рыбок гуппи. Неудивительно, что такая судьба ожидала и мраморных раков. Их проникновение облегчалось тем, что для основания новой популяции было достаточно всего одной особи. К тому же эти раки весьма плодовиты и неприхотливы, они питаются как растительной, так и животной пищей, могут жить при широких диапазонах кислотности и температуры воды.

В результате сейчас они отмечены в природных водоемах не только Германии, но и Чехии, Словакии, Нидерландов, Венгрии, Италии, Румынии, Хорватии Швеции. В 2015 году украинские зоологи сообщили об обнаружении мраморных раков в затопленном карьере в Днепропетровске и в каскаде прудов в Одессе. Проникли мраморные раки и на другие континенты: их встречают в Японии и на Мадагаскаре (с 2007 года). Причем распространение этих раков на Мадагаскаре вызывает серьезные опасения, так как они успешно конкурируют с местными видами. Специалисты утверждают, что теперь под угрозой оказались семь мадагаскарских видов пресноводных раков. Места обнаружения мраморных раков в природных экосистемах можно увидеть на карте.

Уже последовали первые охранные меры. Мраморных раков запретили продавать в странах Евросоюза. Хотя в Северной Америке их популяции в дикой природе пока не отмечены, штаты Миссури и Теннеси превентивно запретили их ввоз. Правда, есть и те, кто рад мраморному раку. У жителей Мадагаскара он стал популярной пищей (хотя на сайтах любителей аквариума об этом не упоминают, мраморные раки съедобны), и именно с этим связано его распространение на острове. Британский биолог Джулия Джонс рассказывает, как она в 2009 году на Мадагаскаре встретила в автобусе мужчину, который вез целый пакет живых мраморных раков. Он намеревался выпустить их в воду на своем рисовом поле и надеялся, что они там приживутся и внесут разнообразие в его меню.

Активное заселение водоемов мраморными раками вызывает у исследователей ассоциации с их тезкой – раком, которые распространяет опухолевые клетки по организму. «Во многих отношениях инвазивное распространение мраморных раков аналогично раковой клеточной линии, распространяющейся бесцеремонно за счет своего хозяина», – говорит Жан-Франсуа Фло (Jean-François Flot) из Свободного университета Брюсселя.

Новое исследование, опубликованное в Nature Ecology & Evolution, было посвящено генетике мраморных раков. Исследователи из Германии, США и Мадагаскара секвенировали геномы четырех мраморных раков. Один происходил из самой первой («гейдельбергской») популяции аквариумных раков, известной с 1995 года, второй был выловлен в водоеме в Германии в 2013 году, третий жил в одной из лабораторий США и происходил из немецкого зоомагазина, а четвертый был куплен на рынке в Мадагаскаре. Для сравнения были также секвенированы геномы четырех Procambarus fallax и одного Procambarus аlleni – так называемого флоридского синего рака, близкородственного вида, обитающего в центральной и южной Флориде и тоже служащего популярным аквариумным животным.

Геном мраморного рака состоит из 3,5 миллиарда пар оснований и содержит 21 000 генов. Исследование выявило еще ряд качеств этого животного, обеспечивающих ему преимущества в конкурентной борьбе. У него оказалось не два, а три комплекта по 92 хромосомы. Все три соответствуют Procambarus fallax, только два почти идентичны, а третий несколько отличается. Триплоидный набор хромосом возник в результате аномалии при оплодотворении, когда яйцеклетка или сперматозоид, которые должны были содержать гаплоидный (одинарный) комплект хромосом, почему-то сохранили двойной. После оплодотворение комплектов стало три. Судя по всему, это произошло в немецком аквариуме, причем раки, ставшие основателями партеногенетического вида, принадлежали к разным аквариумным популяциям. Авторы работы исключают возможность подобного события в дикой природе.

Полиплоидность, и как частный ее вариант – триплоидность, встречается в природе. Особенно часто она бывает у растений, но иногда попадается и у животных. Например, триплоидны многие особи европейской съедобной лягушки (Pelophylax esculentus) – природного гибрида озерной и прудовой лягушек. Триплоидны многие нематоды. В удачных случаях полиплоидия может улучшить приспособленность вида.

Особо удачным для мраморного рака оказалось то, что гены в его гомологичных хромосомах сравнительно часто представлены не одинаковыми, а разными аллелями, то есть мраморный рак гетерозиготен по большому числу генов. В сочетании с утроенным набором хромосом это позволяет ракам избежать накопления вредных мутаций, которое угрожает партеногенетически размножающимся видам.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi автоматизация бизнеса Адыгея акустика Александр Лавров альтернативная энергетика «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Байконур бактерии бедность библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса Византия викинги вирусы военная полиция Вольное историческое общество воспитание Вселенная вулканология гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление гравитация грибы грипп дельфины демография демократия дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение змеи зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура картография католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые научный юмор неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. одаренные дети онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психоанализ психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент Россотрудничество русский язык рыбы Сергиев Посад сердце Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология физическая антропология финансовый рынок фольклор химия христианство Центр им.Хруничева черные дыры школа эволюция экология эмбриональное развитие эпидемии эпидемиология этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 495 980 1894.
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.