Жизненный цикл – одна из основополагающих характеристик любого живого существа. Каждый вид имеет определённую структуру жизненного цикла, которая воспроизводится при развитии организма от зиготы до стадии зрелости. Однако насколько жизненные циклы неизменны? Или же они – пластичны и могут варьировать в зависимости от условий среды? Исследования пластичности жизненных циклов были выполнены в основном для двух высокоорганизованных таксонов - насекомых и амфибий. Можно предположить, что пластичность жизненных циклов должна существовать и у более примитивных таксонов, располагающихся в базальной части филогенетического дерева многоклеточных животных. Для проверки данной гипотезы мы выбрали таксон «Гидроидные» из типа Стрекающих (Cnidaria: Hydrozoa). В наиболее типичном случае жизненные циклы гидроидных включают донную полипоидную, и планктонную медузоидную стадии. Однако многие виды гидроидных утратили свободно плавающую и питающуюся медузу. Развитие половых продуктов в таком случае происходит на редуцированных медузоидных особях, которые остаются прикреплёнными к донным колониям. В конце 19 века известный естествоиспытатель Жан Луи Родольф Агассис описал два варианта реализации жизненного цикла у гидроидов Corynemirabilis- со свободноплавающей медузой и прикреплённым медузоидом (L.Agassiz, 1862). Он считал, что жизненные циклы гидроидных могут варьировать в зависимости от условий среды. Эта гипотеза была отвергнута во второй половине 20 века, когда тип жизненного цикла стали использовать для выделения новых видов и родов гидроидных. Новая переоценка эволюционной значимости жизненных циклов у гидроидных в начале 21 века связана с появлением молекулярно-генетических методов, которые используются для идентификации видов, частичной реконструкции жизненных циклов, изучения генетической гетерогенности популяций и для филогенетических построений. Именно эти методы запланировано использовать в нашем проекте, в сочетании с экспериментальным исследованием жизненных циклов гидроидных Белого моря для получения представлений о пластичности жизненных циклов данного таксона. Предварительные результаты, полученные нами в ходе выполнения предыдущих проектов, позволяют нам отнестись с большим вниманием к мнению Л. Агассиса. Результаты предложенного нами проекта, которые будут получены современными методами и подкреплены оригинальными экспериментальными наблюдениями, послужат для переоценки представлений об эволюционной значимости структуры жизненного цикла и могут быть использованы при построении естественной системы данного таксона.

Результаты:

В процессе выполнения проекта нами были изучены гидроидные рода Sarsia (Corynidae), а также гидроидные рода Bougainvillia (Bougainvilliidae) в Белом море. В ходе предварительных наблюдений нами было обнаружено, что морфологически неотличимые колонии гидроидных полипов из одного местообитания способны формировать как медуз нормального строения, так и редуцированных медузоидных особей (медузоидов), которые оставались прикреплёнными к материнской колонии. Согласно нашей первоначальной гипотезе наличие разных типов гонофоров (медуз и медузоидов) на морфологически сходных полипоидных колониях может объясняться пластичностью жизненного цикла исследуемых видов. Однако полученные нами результаты позволяют иначе интерпретировать предварительные наблюдения. Процессы видообразования в сочетании с редукцией медузоидной стадии приводят к формированию генетически близких таксонов с разными типами гонофоров. Так в случае Sarsia lovenii мы интерпретируем наличие двух типов гонофоров, как ранний этап процесса видообразования (Prudkovsky et al., 2019). Однако в случае Bougainvillia superciliaris процесс видообразования зашёл дальше и мы можем выделить два близких вида, один из которых является новым для данного семейства. Полученные результаты важны для понимания процессов видообразования и эволюционных тенденций у гидроидных, а также для исследования механизмов редукции медузоидной стадии.

Prudkovsky 2019 1

Публикации:
1. Prudkovsky A.A., Neretina T.V., 2018. The first record of Bougainvillia principis (Steenstrup, 1850) (Hydrozoa: Anthoathecata) from the White Sea // Invertebrate Zoology. Vol.15. No.4: 333–339 [in English].
http://kmkjournals.com/journals/Inv_Zool/IZ_Index_Volumes/IZ_15/IZ_15_4_333_339

2. Прудковский А.А., Неретина Т.В., Екимова И.А., 2018. Изменчивость структуры жизненного цикла у гидроидных Sarsia lovenii в Белом море.// "ЗООЛОГИЯ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ – НОВЫЙ ВЕК": материалы конференции, посвященной 160-летию Кафедры зоологии беспозвоночных Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова (19-21 декабря 2018 г.). с.105. pdf

3. Prudkovsky, A.A., Ekimova, I.A. & Neretina, T.V. (2019) A case of nascent speciation: unique polymorphism of gonophores within hydrozoan Sarsia lovenii // Scientific Reports 9, 15567 doi:10.1038/s41598-019-52026-7 https://www.nature.com/articles/s41598-019-52026-7