Европейские угри: один генофонд для всех
Европейские угри нерестятся в субтропическом Саргассовом море, но большую часть взрослой жизни проводят в различных пресных и солоноватых водоемах по всей Европе и Северной Африке. Как угри адаптируются к столь разнообразным условиям, долгое время оставалось загадкой для биологов. Используя полногеномный анализ, группа ученых под руководством Уппсальского университета представила убедительные доказательства того, что все европейские угри принадлежат к единой панмиктической популяции, независимо от того, где они живут во взрослом возрасте. Это исключительное открытие для вида, обитающего в столь изменчивых условиях. Исследование опубликовано в PNAS.
«Угри имеют поистине увлекательную историю жизни и проходят несколько стадий метаморфоза», — объясняет соавтор работы доктор Хокан Викстрем. Нерест происходит в Саргассовом море, затем потомство дрейфует в виде личинок-лептоцефалов, пока не достигнет берегов Европы или Африки, где превращается в стеклянных угрей. Стеклянные угри становятся желтыми угрями после захода в солоноватую или пресную воду, а позже развиваются в половозрелых серебряных угрей, прежде чем вернуться в Саргассово море для нереста, завершая второе пересечение Атлантики. После этого они все погибают.
«Насколько нам известно, все угри нерестятся в Саргассовом море, но это не исключало возможного существования субпопуляций», — говорит один из первых авторов работы доктор Матс Петтерссон. В этом исследовании ученые поставили целью дать окончательный ответ на вопрос, принадлежат ли европейские угри к единой панмиктической популяции. Они сделали это, секвенировав полные геномы угрей, собранных по всей Европе и Северной Африке.
«Сравнивая последовательности ДНК угрей из разных частей Европы и Северной Африки, мы не обнаружили значимых различий в частоте генетических вариантов, — заявляет Матс Петтерссон. — Следовательно, мы делаем вывод, что европейские угри принадлежат к единой панмиктической популяции, а их способность обитать в таком широком диапазоне условий должна быть обусловлена фенотипической пластичностью».
«Важным следствием этих выводов является то, что для предотвращения сокращения популяции угрей требуется международное сотрудничество, поскольку этот вид представляет собой единую нерестовую популяцию», — отметил соавтор работы доктор Эрик Энбоди.
У многих других морских рыб субпопуляции, живущие в разных условиях, претерпевают генетические изменения, связанные с локальной адаптацией. Недавнее исследование той же группы (декабрь 2023) на атлантической сельди выявило обширную локальную адаптацию, связанную, например, с соленостью и температурой воды во время нереста. Европейские угри подвергаются воздействию гораздо более широкого спектра условий, чем атлантическая сельдь, но не имеют связанных с этим генетических изменений.
«Наша гипотеза заключается в том, что это разительное отличие атлантической сельди от европейских угрей объясняется тем, что все угри нерестятся в почти идентичных условиях в Саргассовом море. Атлантическая же сельдь нерестится в разных географических районах в разнообразных условиях с точки зрения солености, температуры и сезона. Эти условия требуют локальных генетических адаптаций, поскольку оплодотворение и раннее развитие личинок — самый чувствительный период в жизни рыбы», — объясняет руководитель исследования профессор Лейф Андерссон.
Важной темой для будущих исследований является изучение того, как угри способны справляться с такими разнообразными условиями окружающей среды. Вероятно, что в течение миллионов лет угри имели жизненный цикл, при котором нерест происходит в очень сходных условиях, в то время как большая часть жизни проходит в разнообразной среде. Механизмы решения этой задачи, возможно, развились под действием естественного отбора.