Потерянная история Антарктиды раскрыта с помощью ДНК осьминогов

Около 100 000 лет назад, как полагают ученые, огромный западный ледниковый щит Антарктиды рухнул, временно открыв водные пути между тремя морями, окружающими континент. Новые свидетельства для этого сценария поступили из неожиданного источника: ДНК осьминогов.


Распад ледникового щита позволил долгое время отдельно находившимся популяциям осьминога Туркета (Pareledone turqueti) скрещиваться тысячи лет. Когда щит снова образовался, животные были изолированы, а эта история записана в генах морских существ, сообщают исследователи в журнале Science. Эта работа также подтверждает опасения, что в ближайшем будущем нашей планеты может наступить значительный подъем уровня моря.


— Андреа Даттон, геолог из Университета Висконсин-Мэдисон, изучающая древние уровни морей.

Геологические свидетельства говорят, что такое разрушение происходило неоднократно в течение последних нескольких миллионов лет, возможно, во время последнего межледникового периода. Команда биологов полагала, что они могут найти дополнительные доказательства, проанализировав ДНК существ, которые обычно отделены ледниковым щитом. Помог осьминог Туркета, головоногое животное с телом длиной с карандаш без учета щупалец. Оно обитает повсюду вокруг Антарктиды на глубине до 1 километра, питаясь щетинчатыми червями, беспозвоночными креветками и другими мелкими беспозвоночными.

Участники исследования взяли небольшие образцы тканей у 96 осьминогов, собранных в течение 33 лет, многие из которых были случайным уловом рыболовных судов. Из них команда извлекла и выполнила секвенирование ДНК животных.

Основной целью этого исследования было извлечение и секвенирование ДНК этих морских существ. Салли Лау, высококвалифицированный эволюционный генетик из Университета Джеймса Кука, провела обширное исследование, направленное на идентификацию и анализ специфических генетических маркеров, известных как однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) у осьминогов. Эти SNP служат важными индикаторами, которые помогают различать различные популяции этих удивительных существ. Инновационные исследования Лау включали разработку и внедрение демографических моделей, специально предназначенных для изучения и тестирования широкого спектра сценариев скрещивания среди древних популяций осьминогов. Моделируя эти сценарии, Лау стремилась понять сложные генетические закономерности, наблюдаемые у современных осьминогов, тем самым проливая свет на их эволюционную историю и предлагая ценную информацию об их увлекательной генетической структуре.

Модель предполагала, что несколько миллионов лет назад, до ледниковых периодов, четыре популяции осьминогов, живших в Море Уэделла, Море Амундсена, Море Росса и на Восточной Антарктиде, были связаны океаническими течениями, окружающими Антарктиду, что сохраняло генетическую схожесть популяций между собой. Но после того, как западный ледниковый щит Антарктиды расширился, эти популяции стали изолированы друг от друга и начали аккумулировать генетические различия. Щит расширяется при снижении глобальной температуры, образуя больше льда и приводя к понижению уровня моря.

Лау использовала свои модели для прогнозирования влияния различных условий ледникового щита во время последнего межледникового периода на геномы осьминогов. В одном сценарии разрушение щита позволило бы трем популяциям снова объединиться через морские пути, оставив осьминогов Восточной Антарктиды изолированными. В другом сценарии предполагалось, что ледниковый щит частично рухнул, что привело бы к объединению только популяций в Море Уэделла и Амундсена. В третьем, заключительном сценарии предполагалось, что ледниковый щит остался нетронутым, и популяции оставались изолированными друг от друга до настоящего времени.