27.11.2017

Ученые разобрались в родстве африканских «электроговорящих» рыб

Российские ученые провели молекулярно-генетический анализ рыб семейства мормириды (Mormyridae), которые способны общаться с помощью электрических импульсов, а отношение массы мозжечка к массе тела у них во много раз выше, чем у человека. Выяснилось, что иногда между представителями одного рода рыб сходства меньше, чем между представителями двух разных родов. Результаты исследования опубликованы в Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research. Исследование поддержано грантом РНФ.

В своей работе биологи изучали рыб семейства мормириды (Mormyridae), или клюворылые. Ученые установили, что один из изученных ими видов, Pollimyrus petherici, на самом деле относится к другому роду, цифомиров (Cyphomyrus). Это подтверждают данные анализа как митохондриальной, так и ядерной ДНК. Генетическая дистанция – мера генетического сходства или различия двух биологических видов – между изучаемым видом и другими видами рода поллимиров намного больше, чем между Pollimyrus petherici и цифомирами. Более того, изученный Pollimyrus petherici из Эфиопии гнездится среди цифомиров. Этот вывод подтверждает и анализ строения тела. Отнеся вид Pollimyrus petherici к другому роду, ученые значительно «расширили» его ареал: ранее считалось, что представители рода обитают только в Западной Африке и бассейне озера Виктория, теперь область его распространения также включает в себя бассейн Нила и озера Туркана.

Для изучения этих рыб в районы их обитания была отправлена экспедиция. Ее поддержали Российский научный фонд и Совместная Российско-Эфиопская биологическая экспедиция. У рыбок брали небольшой образец тканей, кусочек плавника, выделяли из него митохондриальную и ядерную ДНК, которую секвенировали (определили последовательности аминокислот и нуклеотидов) и анализировали с помощью специальных алгоритмов. Последовательности участков генома эфиопских мормирид также сравнивали с последовательностями ДНК других видов мормирид, представленными в Генбанке – базе данных последовательностей ДНК, РНК и белков. На основе полученных данных биологи составили генетическое древо, показывающее родственные отношения между видами.

Другим результатом работы стало доказательство того, что две формы поллимиров, совместно обитающие в бассейне Белого Нила и имеющие разную окраску тела (светлые и темные), не настолько близкие родственники, как было принято считать. Биологи предполагают, что темная форма может относиться к виду Pollimyrus nigricans, обитающему в Восточной Африке южнее Эфиопии, или даже представляет собой отдельный вид.

Семейство мормирид включает в себя около 200 видов. Они обитают в пресных водоемах тропической Африки, длина тела этих рыб составляет от 5 до 150 сантиметров. Мормириды способны генерировать и воспринимать электрические импульсы, которые помогают им ориентироваться в пространстве, искать пищу и общаться с сородичами, например, искать половых партнеров и опознавать «чужаков», принадлежащих к другой «семье» – группе организмов внутри одного вида.

Возможно, с электросенсорным типом коммуникации связана и другая особенность мормирид – большая величина головного мозга, вес которого достигает у некоторых клюворылых от 1/50 до 1/80 веса тела, то есть намного больше, чем у всех других низших позвоночных, и сравнимо с подобным соотношением у птиц и сумчатых млекопитающих. Кроме того, отношение массы мозжечка к массе тела у мормирид во много раз выше, чем у человека.

«Их изучают довольно давно, и в нашей стране сложилась замечательная школа по изучению электрокоммуникации у рыб в Институте проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова. Однако в России до сих пор не проводили генетических исследований этих рыб, а без генетики довольно трудно определить многие виды и разобраться, что это за вид. По морфологическим признакам не все виды определяются, и в последнее время генетика зачастую имеет определяющее значение для идентификации видов», – рассказал ведущий научный сотрудник Института биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина РАН Борис Лёвин.

Источники:

1. polit.ru