Новости

13 Августа, 2020 10:48

Ученые составили родословную для крошечных азиатских лягушек

Международная команда исследователей под руководством специалистов из МГУ построила эволюционное древо для узкоротых квакш из рода Microhyla. Они обнаружили, что этих амфибий можно разделить на три клады, две из которых обитают в Индокитае, а третья расселилась по всей Восточной Азии. Анализ генетических данных также показал, что микрохилы по крайней мере четырежды приобретали крошечные размеры и несколько раз становились более крупными. Исследователи полагают, что многие виды рода еще ждут своего открытия. О своей работе ученые сообщили в журнале PeerJ. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ).

Мельчайшая лягушка Азии – Microhyla nepenthicola – на монете в один рубль. Источник: Николай Поярков/МГУ

Узкоротые квакши из рода Microhyla широко распространены по всей Азии: этих маленьких лягушек можно встретить от Шри-Ланки до Окинавы и от Центрального Китая до Бали. Ученым известно около 50 видов микрохил, среди которых есть и «великаны» с длиной тела до трех с половиной сантиметров, и «карлики», достигающие чуть больше сантиметра в длину. Именно к этому роду относится мельчайшая лягушка Азии – Microhyla nepenthicola с острова Борнео. Длина тела взрослых самцов этого вида не превышает 11 миллиметров.

О родственных связях внутри рода микрохил известно немногое. Это неудивительно, отмечает руководитель проекта по гранту РНФ Николай Поярков, кандидат биологических наук, доцент Московского государственного университета. Дело в том, что изучение морфологии миниатюрных лягушек требует огромных усилий, а молекулярные данные о большинстве видов отсутствовали. Например, лишь недавно стало известно, что крупные роющие лягушки из рода Glyphoglossus очень близки к роду Microhyla.

Разобраться в этом вопросе решили биологи из МГУ. Обратившись к коллегам из Таиланда, Вьетнама, Китая, Тайваня, Японии, Малайзии, Бангладеш, Индии, Германии, США и Шри-Ланки, они смогли получить генетические данные 48 из 50 известных видов микрохил, в том числе узкоареальных эндемиков и видов, известных только по типовым экземплярам. Часть информации была извлечена из образцов, а часть – из базы данных GenBank. На их основе было построено первое полное филогенетическое древо для рода.

Анализ выявил три основные клады этих лягушек: Microhyla I (с семью подкладами), Microhyla II и Glyphoglossus. Расхождение этих эволюционных линий произошло в Юго-Восточной Азии в среднем эоцене, то есть около 43,8 миллионов лет назад. Сюда узкоротые квакши проникли, вероятно, около 50-55 миллионов лет назад, когда их родная Индостанская плита, дрейфовавшая от Африки на север, впервые столкнулась с континентальной Азией.

Большинство представителей клад Microhyla II и Glyphoglossus остались верны Юго-Восточной Азии, однако, клада Microhyla I смогла расселиться намного шире. Например, ее представители пять раз независимо заселили Индостан, который к тому времени окончательно соединился с Азией. По мнению исследователей, экспансия Microhyla I связана с климатическими изменениями в регионе, которые привели к формированию муссонного климата с выраженными сухим и влажным сезонами.


Филогенетическое древо лягушек рода Microhyla. В составе рода выявлены три основные филогенетические линии: Microhyla I, Microhyla II и Glyphoglossus. Источник: Николай Поярков/МГУ

Члены команды также решили выяснить, как в процессе эволюции менялись размеры микрохил. Анализ показал, что миниатюрные виды с длиной тела менее 15 миллиметров независимо друг от друга появлялись в четырех эволюционных линиях рода. Вероятно, миниатюризация связана с освоением нового субстрата для размножения – фитотелм, то есть заполненных водой полостей растений. На это указывает тот факт, что из пяти самых мелких видов микрохил три откладывают икру в дупла деревьев или ловчие кувшинчики хищных растений непентесов. В то же время представители клады Glyphoglossus и некоторых линий Microhyla I, напротив, увеличились в размерах. Возможно, это связано с адаптацией к рытью и жизни в сезонно засушливом климате – крупные виды могут запасти больше воды, необходимой им во время летней «спячки», которую лягушки обычно проводят, зарывшись в землю.


Биогеографическая история лягушек рода Microhyla. Общий предок узкоротых квакш попал в Азию на дрейфующей к северу Индостанской плите (А), проник на территорию современных Зондских островов (В) и здесь разделился на три основные линии (С). На фоне начавшихся в олигоцене (около 30-25 миллионов лет назад) изменений климата различные линии Microhyla не менее пяти раз вторично проникли на территорию Индостана (D). Источник: Николай Поярков/МГУ

На последнем этапе исследования ученые применили к имеющимся генетическим данным несколько алгоритмов «разграничения видов». Так они выяснили, что многие линии микрохил представляют собой новые, еще не описанные виды. Согласно приблизительным расчетам, их может быть от 15 до 33. Это значит, что уже в ближайшем будущем герпетологов ждут новые открытия.

17 Сентября, 2020
Создан программный комплекс для моделирования самосборки молекулярных слоев
Российские ученые разработали программу, которая позволяет моделировать процессы на поверхностях тве...
17 Сентября, 2020
Извержения вулканов станут более предсказуемыми
Российские ученые установили закономерности извержения вулканов, выявив влияние вязкости магмы на фо...