| Аннотация |
Перу – это страна с фантастическим разнообразием живых организмов и огромным разнообразием экосистем, от
тропических лесов Амазонии до высокогорных преледниковых ландшафтов. Около четверти мировой фауны
млекопитающих (1620 видов) обитает в Неотропиках (Burgin et al. 2018). По числу видов млекопитающих Перу
занимает пятое место среди всех стран, уступая в Западном полушарии лишь Бразилии (Ramírez-Chaves et al.,
2016). Биомы расположенных в Перу восточных склонов Центральных Анд являются наиболее богатыми, и в то же
время наименее изученными, экосистемами на Земле (Young 1992). Уникальность этой территории заключается в
богатстве местной эндемичной фауны и максимально выраженном высотном градиенте природных условий,
предоставляющих множество потенциальных экологических ниш. Подобное сочетание предоставляет редкую
возможность детального изучения механизмов адаптации разнообразных организмов к экстремальным условиям
обитания. В этом ключе особого внимания заслуживают высокогорья Центральных Анд. Результаты недавних
исследований грызунов этих территорий изменили наши представления о высотных пределах распространения
млекопитающих. Так, обнаружено обитание представителей четырех родов южноамериканских хомячков
(Abrothrix, Akodon, Phyllotis, Punomys) на высотах выше 5200 м над ур. м., существенно превышающих верхнюю
границу присутствия любой растительности (Storz et al., 2024). Постоянное обитание одного из этих видов
(Phyllotis vaccarum) на высоте 6739 м над ур. м. (Storz et al., 2020, 2023) является рекордным среди не только
млекопитающих, но и всех позвоночных (Steppan et al., 2022). Очевидно, что высокогорья Центральных Анд являются идеальным полигоном для изучения механизмов адаптации животных к предельно экстремальных
условиям существования. Пресноводная фауна Перу исследована явно недостаточно, хотя по ряду групп были
выполнены монографические исследования (Valdivia Villar, 1985). По уровню изученности околоводных
насекомых и водных ракообразных Перу явно уступает близлежащим Колумбии и Эквадору (López et al., 2018;
Fuentes-Reinés et al., 2019). При этом, как было сказано выше, разнообразие биомов в Перу выше. Таким образом,
данная страна является удобным полигоном для исследования биоразнообразия модельных групп беспозвоночных,
в том числе, обитателей высокогорья. Для ряда групп показано, что именно в высокогорье Анд расположен один из
основных центров эндемизма ракообразных глобального уровня. Весьма велика вероятность нахождения ранее
неизвестных видов, в том числе, представляющих интерес для аквакультуры и биотехнологии. С участием членов
нашего коллектива изучены микроракообразные высокогорной пустыни Атакама, где найден целый ряд
эндемичных таксонов (Bertios et al., 2010). Показано, что микроскопические разнообразные хорошо адаптированы к
жизни в экстремальных условиях высокогорья, в частности, они окрашены меланином для компенсации
повышенных доз средневолнового УФ излучения. Для защиты от коротковолнового УФ излучения (в диапазоне на
границе с видимым спектром), ракообразные выработали способность синтеза ряда каротиноидов, представляющих
интерес для биотехнологии (Smirnov, 2017). В тоже самое время, в условиях низин резко повышается
интенсивность выработки гемоглобина, также окрашивающего микроскопических ракообразных в красные тона.
Род микроскопических ветвистоусых ракообразных Daphnia является моделью для подобных работ, и именно
геномы этого рода исследуются в ИПЭЭ РАН, однако, высокогорные (в частности, перуанские) дафнии ещё не
были затронуты геномными работами, включающих аннотации упомянутых выше генов. Основными вызовами,
стоящими перед населяющими высокогорья живыми организмами, являются низкие температуры окружающей
среды, низкое содержание кислорода и высокий уровень солнечной радиации (Hassanin et al., 2009).
Предполагается, что особую роль в адаптации высокогорных обитателей к подобным экстремальным условиям
могут играть аминокислотные замены в белках – компонентах дыхательной цепи. В частности, подобные замены,
предположительно позволяющие нормализовать количество активных форм кислорода в условиях оксидативного
стресса, интерпретируются как адаптация к гипоксии при освоении высокогорных местообитаний (Luo et al., 2008;
Fonseca et al., 2008). С другой стороны, существование в условиях низких температур высокогорья требует
усиления теплопродукции организма и, соответственно, интенсификации клеточного метаболизма, которая может
быть достигнута модификацией дыхательных пигментов (Fonseca et al., 2008; Boratynski et al., 2014; Melo-Ferreira et
al., 2014). Следует отметить, что проверка этих предположений традиционно проводилась лишь на отдельных генах
мтДНК. Подобные же исследования на геномном уровне в настоящее время крайне редки.
|
| Типы НИОКТР |
Разработка новых материалов, научно-методических материалов, продуктов, процессов, программ, устройств, типов, элементов, услуг, систем, методов, методик, рекомендаций, предложений, прогнозов; Поисковое (ориентированные фундаментальные) исследование
|
