Проекты

Краткое описание

Кавказ является всемирно признанным центром биоразнообразия, однако его подземные водные экосистемы (пещеры, родники) — одна из наименее изученных его частей. Эти уникальные биотопы населены исключительно эндемичными улитками семейства Hydrobiidae. Предварительные данные указывают, что фауна Кавказа может включать десятки неизвестных науке видов и родов, большинство из которых имеют крошечные ареалы, часто в пределах одного родника или пещерной системы. При этом эти ключевые местообитания абсолютно не охраняются и критически уязвимы к загрязнению, водозабору и рекреационной нагрузке. Фактически, неизученное и никак не защищенное биоразнообразие гибнет еще до своей научной оценки.
Цель проекта: На примере модельной группы моллюсков семейства Hydrobiidae реконструировать историю формирования фауны грунтовых вод Кавказа и оценить современные угрозы для ее сохранения, создав научную основу для охраны.
Задачи:
1. Провести интегративную ревизию гидробиид Кавказа (молекулярно-генетический и морфологический анализ) для оценки реального разнообразия и описания новых таксонов.
2. Реконструировать филогенетические отношения, время дивергенции и пути расселения моллюсков для выявления исторических центров видообразования (рефугиумов).
3. Оценить современное состояние популяций и выявить виды-индикаторы, наиболее чувствительные к антропогенному воздействию.
4. На основе полученных данных разработать палеогеографический сценарий и практические рекомендации по мониторингу и охране ключевых местообитаний.
В основе проекта будет лежать интегративный подход, объединяющий данные морфологии, молекулярно- филогенетического анализа и экологии. Морфологический анализ будет использован как для видовой идентификации, так и для дополнения филогенетических реконструкций. Молекулярно-филогенетические исследования будут включать как реконструкцию эволюционных отношений с помощью алгоритмов Байесова анализа и метода максимального правдоподобия, так и новейшие методы молекулярной видовой делимитации, построения сетей гаплотипов, датировки кладогенетических событий и филогеографический анализ, результаты которого будут трактоваться с учётом современных данных о геологических процессах и палеоклимате.
Прогнозирование изменений в биосфере требует не только данных текущего мониторинга, но и понимания долгосрочных исторических процессов. Современные молекулярно-генетические методы позволяют реконструировать эти процессы — определять время расхождения видов и пути их миграции, — что служит надежной основой для прогнозов. Наиболее чувствительными индикаторами состояния среды являются пресноводные беспозвоночные, в частности, брюхоногие моллюски. Их развитие напрямую зависит от абиотических факторов. Изучение эволюционной истории моллюсков семейства Hydrobiidae — доминирующей группы в грунтовых водах Кавказа — позволяет по-новому интерпретировать современные климатические изменения. Однако фауна кавказских подземных вод изучена крайне фрагментарно. Экосистемы грунтовых вод уязвимы к климатическим изменениям и антропогенной нагрузке. Оценка этих воздействий невозможна без изучения их естественного биоразнообразия и разработки методов мониторинга, где ключевую роль играют моллюски – как индикаторы состояния среды. Кавказский регион не имеет развитой природоохранной политики в отношении беспозвоночных животных, населяющих пещеры и грунтовые воды. Единственным средством охраны являются охраняемые территории, которые не превышают 10 % территории региона. Однако существующих охраняемых территорий недостаточно, чтобы гарантировать защиту экосистем грунтовых вод.
Ожидаемые результаты:
• Дана первая комплексная оценка биоразнообразия гидробиид Кавказа с описанием новых видов и родов.
• Установлены пути формирования фауны подземных вод Кавказа и проверена ключевая гипотеза о ее происхождении.
• Разработана методика мониторинга состояния грунтовых вод на основе генетических маркеров и видов-индикаторов.
• Подготовлены картографические материалы и научное обоснование для выделения новых охраняемых территорий в местах концентрации эндемиков
• Создана уникальная база генетических и морфологических данных; коллекционные образцы переданы в государственные музеи.
География проекта
Полевые исследования будут сфокусированы на территории Российской Федерации и Абхазии, что обеспечит репрезентативный охват ключевых карстовых районов Западного и Центрального Кавказа:
• Северный Кавказ: Кабардино-Балкария, Карачаево-Черкесия, Северная Осетия
• Краснодарский край: Горные и предгорные районы
• Республика Абхазия: Карстовые массивы на южных склонах Большого Кавказа (Гагрский, Бзыбский хребты, Джальское, Дурипшское карстовые плато, крупные водоносные пещерные системы: Шакуранские пещеры, Новоафонская пещера), известные многочисленными пещерами и источниками.