«Апостериори»: Ученые обнаружили в глубоководных каньонах Индийского океана ДНК гигантского кальмара и безликого угря

Новости науки и технологий

Поддержите «Эхо», если вы не в России

Учёные впервые провели масштабное исследование двух малоизученных подводных каньонов у западного побережья Австралии с помощью анализа так называемой экологической ДНК. Этот метод позволяет обнаруживать организмы по следам ДНК, которые они оставляют в окружающей среде: в воде, почве или воздухе.

Подводные каньоны – это гигантские разломы на континентальном шельфе, уходящие на глубину нескольких километров. Они считаются одними из самых богатых экосистем океана. Такие структуры работают как своеобразные «магистрали» между мелководьем и глубинами. Течения переносят через них органические вещества и питательные элементы, благодаря чему в каньонах могут формироваться необычные и очень разнообразные сообщества организмов. Однако изучать такие районы крайне сложно. Глубины достигают нескольких километров, рельеф часто слишком сложен, а экспедиции требуют дорогостоящих глубоководных аппаратов.

В новой работе, опубликованной в журнале Environmental DNA, исследователи изучили каньоны Cape Range и Cloates в восточной части Индийского океана. Учёные собрали 178 проб воды на глубинах от поверхности до примерно 4,5 километров. Затем из этих проб выделили фрагменты ДНК и сравнили их с генетическими базами данных.

Всего исследователи обнаружили более 230 видов животных из 11 различных типов организмов – от рыб и кальмаров до медуз, кораллов и иглокожих. При этом многие находки оказались неожиданными.

Например, учёные обнаружили следы ДНК гигантского кальмара Architeuthis dux – одного из самых загадочных глубоководных животных на Земле. Несмотря на всемирную известность гигантских кальмаров, наблюдать их в природе удаётся крайне редко. Также исследователи зафиксировали ДНК так называемого «безликого» угря Typhlonus nasus. Эта глубоководная рыба получила своё название из-за необычного строения головы: её рот расположен снизу, а глаза практически редуцированы, из-за чего кажется, будто у рыбы вообще нет лица.

Кроме того, исследователи обнаружили следы карликового кашалота, клюворыла Кювье и акулы рода Somniosus – родственника гренландской полярной акулы. Некоторые из найденных организмов ранее вообще не регистрировались у берегов Австралии или в восточной части Индийского океана.

Всего авторы работы выделили 83 потенциально новых региональных находки или случаев значительного расширения известных ареалов обитания некоторых видов. При этом в нескольких случаях речь может идти даже о неизвестных науке видах. Однако исследователи подчёркивают, что для окончательного подтверждения необходимы дополнительные морфологические и генетические исследования.

Интересно, что состав сообществ сильно менялся с глубиной. На поверхности преобладали мелкие ракообразные – прежде всего веслоногие рачки. На больших глубинах возрастала доля сифонофор – колониальных хищных организмов, родственников медуз, а также глубоководных рыб и других обитателей батипелагиали.

Авторы также обнаружили, что разные генетические маркеры дают различную картину вертикального распределения организмов. Один из использованных методов показывал очень чёткое разделение экосистем по глубине, тогда как другой выявлял более сильные различия именно между самими каньонами. По словам исследователей, это связано с тем, что ДНК в океане может переноситься течениями, а разные группы организмов выделяют и сохраняют генетический материал по-разному.

Это одна из главных проблем метода экологической ДНК. Следы ДНК не всегда означают, что сам организм находится именно в том месте, где была взята проба воды. Поэтому интерпретация таких данных требует учёта гидродинамики, поведения животных и особенностей конкретной среды.

Чтобы повысить точность идентификации, учёные параллельно использовали дистанционно управляемый глубоководный аппарат. Он проводил видеосъёмку и собирал реальные образцы организмов со дна. На основе этих образцов исследователи создали собственную локальную генетическую базу данных для сравнения с обнаруженными фрагментами ДНК. Это позволило существенно повысить точность определения видов.

По мнению авторов работы, подобные методы особенно важны сейчас, когда глубоководные экосистемы всё сильнее испытывают влияние человека. Подводные каньоны могут подвергаться воздействию рыболовства, добычи полезных ископаемых, загрязнения и изменения климата, оставаясь при этом биологически практически неизученными.

Исследователи считают, что анализ экологической ДНК в ближайшие годы может стать одним из ключевых инструментов для изучения и мониторинга глубоководных экосистем. Особенно в районах, куда традиционные экспедиции добираются крайне редко.