Пришел невод с одною тиной…

Ученые из Института биологии внутренних вод РАН описали новый вид водорослей, обитающих в Волге и окрестных водохранилищах. Прежде считалось, что такие водоросли могут встречаться только в соленой морской воде.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

В обиходе такие водоросли еще называют тиной. Откуда этот вид взялся в наших реках, не опасно ли это и почему важно это знать, рассказывает Василий Вишняков, старший научный сотрудник лаборатории альгологии, кандидат биологических наук.

«Мой интерес в последние годы был связан с систематикой и распространением нитчатых водорослей, без которых почти невозможно представить любой водный объект — это и скопления "тины" в толще воды, и вдольбереговые выбросы, которые доставляют много неудобств купающимся,— рассказывает Василий Вишняков.— В августе 2018 года коллега-ботаник по институту сообщил, что собрал для определения нитчатые водоросли на Волжском плесе Рыбинского водохранилища в Ярославской области. Если честно, я отнесся к этой новости без большого энтузиазма: было известно, что среди волжских нитчаток преобладает кладофора (комплекс Cladophora glomerata), и ожидать чего-то нового не приходилось».

Но посмотрев пробу, ученый был очень удивлен. Вместо ожидаемой кладофоры он увидел водоросль с признаками хетоморфы (Chaetomorpha) — морского рода кладофоровых водорослей. К счастью, образцы водоросли были еще живыми, что позволило провести первые наблюдения за ее ростом и размножением. Эта по сути случайная находка стимулировала дальнейшие целенаправленные поиски.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Семейство кладофоровых водорослей очень богато и включает больше 300 видов, однако почти все они принадлежат к морским экосистемам. В пресных водах известно совсем немного представителей. Традиционно их классифицировали по морфологическим признакам (внешнему виду), таким как ширина и длина клеток, тип ветвления, наличие ризоидов (специальных выростов для прикрепления к субстрату). Но все они подвержены сильной морфологической изменчивости, что затрудняет определение видов. В современной науке о кладофоровых сложился подход, который предполагает обязательное изучение фрагментов ядерной ДНК для правильной идентификации видов. Однако волжская водоросль отличалась от известных пресноводных видов даже по морфологическим признакам: у нее толстые (до 200 мкм) и совершенно не ветвящиеся нити из многоядерных клеток, без боковых ризоидов.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

ДНК-исследования, проведенные совместно с коллегой из Ботанического сада Мейзе (Бельгия), поставили все точки над i. Они позволили уверенно классифицировать этот вид. Как оказалось, он не имеет близких родственников и поэтому был описан как новый для науки — Rhizoclonium volgense Vishnyakov et Leliaert, или волжский ризоклониум.

Начались многолетние поиски. В результате такие хетоморфо-подобные водоросли были отмечены в Рыбинском, Горьковском и Чебоксарском водохранилищах в пределах Ярославской и Нижегородской областей. Местами они образовывали массовые волокнистые скопления (маты) или были примесью к другим нитчаткам. В большинстве случаев отличить их не составляло труда из-за более ярко-зеленой окраски и проволоковидному облику. Микроскопические исследования показали, что разные популяции могут отличаться друг от друга только по ширине нитей.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

«Филогенетический анализ на основе фрагментов ядерной ДНК показал, что волжские образцы образуют единый и хорошо поддерживаемый кластер в роде Rhizoclonium,— рассказывает Василий Вишняков.— В настоящее время этот род включает около 30 видов, распространенных как в морских, так и пресноводных экосистемах, однако имеющиеся данные позволяют полагать, что много видов еще не описано формально». Ученый также учитывал экологические условия, из которых происходили образцы, взятые для филогенетического анализа, и выяснил, что многие родственные линии приурочены к морским или солоноватоводным условиям.

Чем же этот вид водорослей отличается от ранее известных? Типичные ризоклониумы характеризуются тонкими нитями (не более 30 мкм шириной), малым числом ядер (1-4 на клетку) и наличием боковых ризоидов. По сравнению с ними новый вид просто гигант. По многоядерности и отсутствию боковых ризоидов он очень напоминает морские виды Chaetomorpha, но ДНК-анализ позволяет их легко отграничить. Из пресных вод было описано несколько видов в роде Chaetomorpha, однако все они требуют специального таксономического изучения, так как наверняка представляют собой экологические формы Cladophora или других родов.

Возникает интригующий вопрос: существовал ли этот вид в Волге всегда или появился недавно? В научной литературе сколько-нибудь похожие на новый вид водоросли из Волги не упоминаются. Впрочем, учитывая, что нитчаткам, как и всем донным водорослям Волги, традиционно уделялось мало внимания, можно предположить, что вид был, но долгое время оставался нераспознанным. Однако интересно, что он не встречается в других типах водоемов Волжского бассейна, то есть небольших реках, озерах, прудах. Нет его и в старых научных гербариях по этому региону.

Так может быть, новый вид появился здесь из-за глобального потепления или антропогенного воздействия? По словам Василия Вишнякова, альгофлора, или флора водорослей Волги в целом, действительно, меняется в результате как потепления, так и антропогенного воздействия. Эти факторы действуют совместно, накладываясь друг на друга. Коренное изменение человеком гидрологического режима реки в XX веке — эта главная причина изменения состава и структуры водорослевых сообществ. Однако пока намного больше данных о микроводорослях, которые встречаются в планктоне, в то время как донные водоросли изучены очень слабо. Примечательно, что во многих местах, где был собран ризоклониум, выпускают коммунально-бытовые сточные воды.

Описание нового вида существенно расширило морфологическую характеристику рода ризоклониум, а филогенетические анализы подтвердили, что признаки, традиционно считавшиеся важными, проявляются у кладофоровых независимо. Это так называемая параллельная эволюция. Иными словами, это усложняет наши представления о систематике семейства и вызывает необходимость широкого внедрения молекулярно-генетических методов в работу гидробиологов для корректной идентификации видов.

Открытие может иметь и прикладное значение. Если исследования покажут приуроченность нового вида к загрязненным водам, его можно использовать в качестве индикатора качества воды. В любом случае массовое развитие ризоклониума, как и других однолетних нитчаток, свидетельствует о повышении биогенной нагрузки и должно вызывать обеспокоенность: в конце вегетационного периода, после отмирания, биомасса нитчаток остается в водоеме, и ее разложение приводит к вторичному загрязнению.

Подготовила Наталия Лескова