Проекты

Описание инициативы (проектной идеи)

Прибрежные сообщества внутренних морей отличаются высокой уязвимостью и чувствительностью к изменениям климата и антропогенному влиянию. Здесь особенно интенсивно протекают процессы вселения чужеродных видов: международная торговля, туризм и судоходство создают новые пути биологических инвазий в Азово-Черноморском регионе. С каждым годом появляется информация о новых инвазивных видах и расширении распространения и обилия редких нативных видов в регионе. Поэтому оценка разнообразия фауны, выявление новых чужеродных видов, предупреждение инвазий и ограничение распространения особо опасных вселенцев относятся к приоритетным задачам сохранения биоразнообразия морей России.
Проект направлен на изучение разнообразия нативных и чужеродных видов трех крупных таксономических групп донных беспозвоночных, играющих важное значение для прибрежной Азово-Черноморской экосистемы (Mollusca, Polychaeta, Decapoda), с применением гидробиологических и молекулярно-генетических методов. Среди представителей этих групп известно наибольшее количество инвазивных бентосных видов региона, поскольку им свойственна долгоживущая планктонная личиночная стадия в онтогенезе. Для изучения их распространения важно достоверно определять видовую принадлежность на разных стадиях развития и сопоставлять результаты исследований разных лет. Однако пластичность морфологических признаков многих организмов затрудняет точное определение близких видов, особенно на личиночной стадии. В таких случаях помогает ДНК-баркодинг: метод, в котором используется короткий фрагмент ДНК определенного гена для идентификации того или иного образца при сравнении с базой данных, включающей нуклеотидные последовательности и информацию о ранее идентифицированных и описанных образцах. Для беспозвоночных животных обычно используется участок субъединицы митохондриальной цитохромоксидазы COI. ДНК баркодинг лежит в основе крупной базы данных BOLD и является успешным методом для проведения инвентаризации биологических ресурсов и экологического мониторинга.
Фауна Азово-Черноморского региона имеет длительную историю изучения, однако молекулярно-генетические исследования донных беспозвоночных охватывают лишь отдельные виды и районы этого бассейна. Отсутствует информация о генетическом разнообразии большинства нативных видов, а у давно закрепившихся видах-вселенцах она остается отрывочной. Этих фрагментарных данных о генетическом разнообразии не достаточно для систематического мониторинга инвазивных и местных видов. Основная задача проекта - восполнить данный пробел и создать базу данных генетического разнообразия нативных и чужеродных видов бентоса в Азово-Черноморском регионе.
В ходе выполнения проекта будут изучены образцы беспозвоночных из коллекции ИО РАН (более 1000 единиц хранения) и ФИЦ ИнБЮМ, а также новый материал из различных районов Кавказского побережья Черного моря, Керченского пролива, Таманского залива и лиманов Азовского моря. Для каждого образца будут зафиксированы место сбора, характеристики местообитания и проведено фотофиксирование. У морфологически идентифицированных образцов будут изучены последовательности участка гена COI, а при необходимости будут использованы дополнительные маркеры (16S, 18S, H3). Полученные генетические данные будут размещены в международных открытых базах GenBank и BOLD.
На выбранных станциях планируется изучение видового состава прибрежного планктона, в частности личиночных стадий донных беспозвоночных (меропланктона) с помощью метабаркодинга проб интегральных сетных ловов. Анализ будет основан на высокопроизводительном секвенировании (NGS) участков генов 18S и COI. Сопоставление полученных последовательностей с референсными ДНК-баркодами таксономически верифицированных видов позволит оценить возможности метода для идентификации личиночных стадий и раннего выявления видов-вселенцев.
Сведения о встречаемости видов, генетическом разнообразии их популяций и состоянии местообитаний станут основанием для рекомендаций по изучению и мониторингу видового разнообразия в ООПТ. Эти результаты могут быть использованы, в частности, при планировании наблюдений в морской акватории ФГБУ Государственный заповедник "Утриш" и в природном парке “Анапская пересыпь”.
Таким образом, проект позволит выявить состав современной фауны доминирующих таксонов макробентоса (Mollusca, Polychaeta, Decapoda) Азово-Черноморского бассейна и создать базу последовательностей ДНК с привязкой к образцам и местам их сбора. Эти данные позволят проверять видовую принадлежность новых находок, разрабатывать тесты для обнаружения отдельных видов и изучать состав сообществ с помощью метабаркодинга. По итогам проекта будет опубликована одна научная статья, а результаты будут доложены на научной конференции. Также будет создана и размещена в открытом доступе база данных изученных образцов.