Ледяной червь - один из крупнейших организмов, который проводит всю свою жизнь во льду, и ученый из Вашингтонского государственного университета Скот Хоталилнг - один из немногих людей на планете, изучающих его.
Он является автором новой статьи, в которой показано, что ледяные черви во внутренних районах Британской Колумбии эволюционировали в то, что может быть генетически отличным видом от ледяных червей Аляски.
Hotaling и его коллеги также идентифицировали ледяного червя на острове Ванкувер, который тесно связан с отдельной популяцией ледяных червей, обитающих на расстоянии 1200 миль на юге Аляски. Исследователи полагают, что генетическое смешение является результатом того, что птицы поедают связанных с ледником червей (или их яйца) в одном месте, а затем сбрасывают их в другом, когда они мигрируют вверх и вниз по западному побережью.
«Если вы червь, изолированный на вершине ледника, вы, скорее всего, никуда не денетесь», - сказал Хоталинг, исследователь биологии с докторской степенью. «Но вот, мы нашли одного ледяного червя на острове Ванкувер, который очень тесно связан с ледяными червями на юге Аляски. Единственное разумное объяснение, которое мы можем придумать, это птицы».
Супер крутой организм
Ледяной червь похож на обычного дождевого червя, но меньше и темнее по цвету. Что отличает ледяного червя от других представителей рода Mesenchytraeus, так это его способность жить всю свою жизнь во льдах.
Миллионы, а возможно, и сотни миллионов ледяных червей в летние месяцы извиваются к вершинам ледников от гор Чугач на юго-востоке Аляски до Каскадных вулканов Вашингтона и Орегона. Осенью и зимой ледяные черви обитают глубоко под поверхностью ледников, где температура держится около нуля.
Интерес Хоталинга к ледяным червям проявился еще в 2009 году, когда он работал альпинистом-рейнджером на высокогорных склонах горы Райнер. Он поднимался в три часа утра, когда заметил множество маленьких черных червей, ползающих по поверхности ледника.
«Я еще даже не был студентом-биологом, но помню, как был очарован тем фактом, что этот червь может жить в леднике», - сказал он. «Это не то место, где мы думаем, что жизнь может процветать, и таких вещей может быть около 200 на квадратный метр, настолько плотных, что вы не можете ходить, не наступив на них».
В конце концов Хоталинг вернулся в школу и получил докторскую степень по биологии в Университете Кентукки, где изучал влияние изменения климата на биоразнообразие гор.
Летом 2017 года он, наконец, получил возможность вернуться и провести некоторые исследования ледяного червя, когда он прибыл в Пуллман, чтобы начать постдокторскую должность в лаборатории доцента Джоанны Келли, старшего автора исследования. исследование, специализирующееся на эволюционной геномике и экстремофильных формах жизни.
«В лаборатории Келли мы изучаем организмы, которые эволюционировали, чтобы жить в местах, неблагоприятных практически для всего остального», - сказал Хоталинг. «Определение эволюционных механизмов, которые позволяют чему-то вроде ледяного червя жить в леднике или бактериям жить в горячих источниках Йеллоустона, - это действительно захватывающий способ узнать о том, что возможно на границах эволюции. Вот над чем мы сейчас работаем, понимание эволюции ледяных червей."
В кабинете
Хоталинг и его коллеги извлекли и секвенировали ДНК 59 ледяных червей, собранных с девяти ледников на большей части их географического ареала. Их анализ выявил генетическое расхождение между популяциями ледяных червей, обитающих к северу и западу, югу и востоку от Прибрежных гор Британской Колумбии.
Исследователи предсказывают, что это более глубокое разделение на две генетически различные группы ледяных червей произошло в результате сжатия ледниковых щитов около нескольких сотен тысяч лет назад, что изолировало червей на северо-западе Тихого океана от их собратьев на Аляске.
Самым удивительным открытием исследования стало обнаружение на острове Ванкувер одного ледяного червя, который был тесно связан с популяцией ледяных червей на расстоянии 1 200 миль на Аляске.
«Сначала мы подумали, что должна быть какая-то ошибка в анализе или методах подготовки, но после дальнейшего расследования мы подтвердили наши первоначальные результаты», - сказал Хоталинг. «Это черви, изолированные на вершинах гор, и нет никакого объяснения тому, как они заполнили этот пробел, кроме как на перелетных птицах или, возможно, внутри них».
Исследование проливает свет на важную взаимосвязь между двумя из немногих крупных организмов, населяющих высокогорные альпийские экосистемы Северной Америки, ледяным червем и розовым вьюрком с серой короной, одной из самых высокогорных гнездящихся птиц Северной Америки.
«Мы знали, что ледяные черви были важным источником пищи для птиц, но до сих пор мы не знали, что птицы также, вероятно, очень важны для ледяных червей», - сказал Хоталинг.«Если вы слишком изолированы, как ледяной червь, вы можете легко стать инбридом. Но если птицы привносят немного нового разнообразия в ваш ледник на вершине горы, это может быть действительно полезно для вас».
Исследование Хоталинга и Келли было опубликовано в этом месяце в Proceedings of the Royal Society B.