ОСТАННІЙ ПОДКАСТ
Підписуйся на найнауковішу розсилку!
І отримуй щотижневі новини науки і технологій

    Ми під'їдаємо крихти cookies за вами. Навіщо це нам?

    Читати

    Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

    Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

    Повідомлення успішно надіслано

    Для пошуку
    введіть назву запису
    Біологія — 06.02.21
    ТЕКСТ: Олеся Павлишин
    Ілюстрації: Каталіна Маєвська
    Ми любимо тексти без помилок. Якщо ви все ж таки щось знайшли, виділіть фрагмент і натисніть
    Ctrl+Enter.
    Два полюси мої

    Попри поширені асоціації, зоологи досліджують не лише ссавців. Наприклад, Андрій і Сергій Утєвські роками працюють із п’явками і відкрили важливі нові види цих тварин. Останній із їхніх новодосліджених видів живе в Антарктиці й дуже схожий на іншу п’явку, поширену на протилежному полюсі Землі. І це неабияке відкриття! Про нього та інші неймовірні дослідження «Куншт» і поговорив із Сергієм та Андрієм Утєвськими.

    Чому ви вирішили досліджувати п’явок Арктики і Антарктики? Як починався ваш науковий шлях? 

     

    Андрій Утєвський: 

     

    Харків – це місто, пов’язане з вивчення п’явок. У Харкові працювали видатні вчені, зокрема професор Єфим Лукін – дуже відома свого часу людина. Він долучився до створення синтетичної теорії еволюції. Його до сьогодні цитують як одного із засновників цієї теорії. Професор Лукін займався вивченням фауни п’явок колишнього СРСР. Продовжувачем його справи був професор Веніамін Епштейн. Вони обоє працювали в Харківському університеті. Ми були знайомі з професором Лукіним і вчилися у професора Епштейна, стали його аспірантами. Це були справжні вчені, ентузіасти. Своїм ентузіазмом вони залучили нас до цікавих досліджень.

     

    Арктика і Антарктика – це найбільш віддалені регіони, і вони досі малодосліджені. Тому ми з захопленням долучилися до таких цікавих досліджень. 

     

    Сергій Утєвський: 

     

    Крім того, це були теми наших дисертацій. Андрій обрав тему кандидатської дисертації про п’явок Антарктики, а я – про п’явок Північного Льодовитого океану і північної частини Тихого океану. 

     

    Якщо підсумовувати, то у Харкові сформувалася дуже давня потужна зоологічна традиція і зокрема – традиція з гірудології (вивчення п’явок). У нас є Харківський університет, де з моменту його заснування на початку ХІХ століття вивчали зоологію і де працювали відомі зоологи. Ми теж долучилися і тепер маємо своїх аспірантів. 

     

    Але до таких тварин має бути хист або якесь зацікавлення. Нам подобалися дрібні тварини. Вони невідомі, і їх більше (тому що більшість тварин на Землі – це безхребетні). Особливо це стосується тварин, що живуть на великих глибинах. Там ще багато чого не відомо. Тому ми, так би мовити, підсвідомо сприймали великих тварин як уже відомих, а от маленькі здавалися нам недостатньо вивченими, і це правда. Тому ми зосередилися на морських п’явках. 

     

    Широкому загалу здається, що зоологи вивчають птахів і ссавців, але насправді це не так. Будь-який зоолог вибирає певну групу тварин. Це може бути і зовсім невелика група, родина чи навіть окремий рід тварин. І зоолог вивчає цю групу все життя. 

    В Антарктиці є станція «Академік Вернадський», де можна проводити наукові дослідження. А як саме ви вивчаєте п’явок в Арктиці? 

     

    Сергій Утєвський: 

     

    Це була моя дисертація 1996 року. Вона ґрунтувалася на великих колекціях, які мені надав мій науковий керівник. І я працював, обробляв ці колекції. Багато матеріалів зберігалося в музеях. Це було ще задовго до війни, я їздив до Санкт-Петербурга. Там є великий зоологічний інститут зі своєю колекцією, і ми обробляли ці колекції. 

     

    Ще в ті часи я їздив в експедиції до Мурманська, на Далекий Схід, Сахалін, Японське море, збирав матеріали. Зараз ситуація вже інша. Але ми маємо багато колег з усього світу, які можуть надіслати різні матеріали. Якщо зоологи бачать, що є фахівець з певної групи, вони надсилають матеріали, екземпляри з експедицій і просять, щоб ці зразки визначили.

     

    Зараз я досліджую не лише морських п’явок, а й п’явок України та інших країн. Торік ми з Андрієм і моїм аспірантом описали новий вид з Кримського півострова з тих матеріалів, що ми збирали до окупації. Цей вид потребує великої уваги, бо має дуже обмежене поширення. Він ендемічний, тобто не живе в інших місцях, а лише на нашій території. Через висихання річок він може вимерти. Цей вид має таке, скажімо, політичне значення, але про нього було менше розголосу. 

     

    Тому ми займаємося не лише Арктикою та Антарктикою, а й досліджуємо прісноводні види з усього світу. 

     

    Андрій Утєвський: 

     

    Мої дослідження антарктичної фауни почалися ще до того, як Британія передала Україні станцію, яка зараз має назву «Академік Вернадський». Ми отримали матеріали від різних музеїв, фахівців, експедицій. Багато матеріалів передавали колеги з Німеччини, Великої Британії. А зараз ми отримали дуже цікаві матеріали від колег з Італії, Нової Зеландії, Чилі, Південно-Африканської Республіки, Білорусі. Тобто ми співпрацюємо з багатьма фахівцями з різних країн, не обмежуємося акваторією нашої станції. Нас цікавить уся акваторія Антарктики. 

    На які ще ваші минулі дослідження варто звернути увагу? 

     

    Андрій Утєвський: 

     

    В Антарктиці ми знайшли тварину, дуже схожу на медуз. Це їхній родич, представник так званих реброплавів. Як і вся фауна Антарктики, ця тварина дуже специфічна. Цей реброплав називається Lyrocteis flavopallidus, але він не плаває, а чіпляється ротом за ґрунт, водорості чи корали і так сидить на дні. Виявилося, що до того його бачили лише двічі. Перший раз його описали американські зоологи з моря Росса у 1972 році, потім про нього була одна публікація без ілюстрацій, кілька разів його бачили дайвери. І от мені вдалося відібрати кілька зразків в акваторії нашої станції (на іншому боці Антарктики, порівняно з морем Росса) на глибинах близько 30 метрів, сфотографувати під водою, визначити його. Ми з моєю студенткою-дипломницею описали її, виділили ДНК, провели баркодинг за кількома генами, виявили еволюційні зв’язки з іншими реброплавами з вод Індійського, Атлантичного, Тихого океанів. Тобто реконструювали еволюційну історію цієї тварини. 

     

    Також ми займаємося мікробіологічними дослідженнями в Антарктиці. Не лише в описовому аспекті, а й в еволюційному. Нас цікавить не тільки факт знахідки, а й те, що призвело до появи мікроорганізмів у певному місці. Минулого року ми знайшли на кількох островах Аргентинського архіпелагу патогенну бактерію Serratia marcescens. Вона викликає серйозні ураження кишківника, легень людей та інших істот. Її появу пов’язують з діяльністю людини, а походження – з азійським регіоном: Китаєм, Кореєю. Потім її знаходили в Європі. Ймовірно, туди її завезла людина на яхтах або туристичних кораблях.

     

    Ми вперше знайшли цю бактерію в Антарктиці в екскрементах пінгвінів. Разом з харківським Інститутом експериментальної і клінічної ветеринарної медицини

     ми виділили цю бактерію, ідентифікували завдяки генетичним дослідженням і опублікували статтю в журналі «Polar Biology». 

     

    Бактерія може вплинути на місцеву фауну, і це проблема. Вона навіть вражала корали в тропічних регіонах. Ця бактерія може дуже швидко адаптуватися і вражати практично всі типи тварин. Ми припускаємо, що вона може бути небезпечною і для пінгвінів, і для інших антарктичних тварин. 

    Повернімося до вашого останнього дослідження, у якому ви відкрили новий вид антарктичних п’явок. Ви назвали його на честь Володимира Вернадського. Чому ви обрали саме цю назву і чи були інші варіанти? 

     

    Андрій Утєвський: 

     

    Вигадати назву для тварини – це дуже складно. Зараз тварин існує понад два мільйони, а, за вимогами Кодексу зоологічної номенклатури, назва не повинна повторюватися. Це дуже складна процедура.

     

    Але ми вирішили відзначити ім’я Вернадського, тому що цього року – ювілей передачі антарктичної станції Україні, 25 років. І ми хотіли присвятити відкриття такої тварини цьому ювілею. 

     

    Загалом історія Вернадського, його наукової діяльності – дуже цікава. Наприклад, у своїх публікаціях він писав, що океанологічні дослідження не мають особливого сенсу. Він вважав, що увесь тваринний світ і взагалі біота у світовому океані поширена рівномірно, і якщо десь її вивчили, то вона буде такою самою і в іншій точці світового океану. Він навіть написав, що не бачить сенсу досліджувати Антарктику. Але попри це, його іменем назвали нашу антарктичну станцію. І такою назвою нового виду ми наче трішки підкреслюємо, що Вернадський помилявся в цьому аспекті, і одночасно його внесок у розвиток вітчизняної і світової науки. 

     

    Сергій Утєвський: 

     

    Але головне – це те, що Україна має свою антарктичну станцію імені академіка Вернадського, і українські дослідження в Антарктиці асоціюються з його ім’ям. Усі пам’ятають, що Вернадський – це Академія наук і наша станція в Антарктиці. А погляди 

    в нього були досить дивні на сьогодні. Але час іде, ситуація змінюється, наука розвивається. 

    Яким був процес дослідження нового виду?

     

    Андрій Утєвський: 

     

    Насправді дослідження тривало 13 років. Перші знахідки з’явилися у 2007 році. Але якби ми опублікували статтю тоді, то це було б просто «ну, новий вид десь знайшли на якійсь рибині». А за ці 13 років виявилося, що вид поширений майже в усій акваторії Антарктики. Цим дослідженням ми охопили дві третини акваторії Антарктики. Звісно, ми дуже ризикували, тому що наші наукові конкуренти теж могли її знайти, але ми встигли.

     

    Дослідження відбувалося в щільній співпраці з Інститутом рибного господарства й екології моря, який після окупації переїхав з Керчі до Бердянська. Його фахівці працювали науковими наглядачами в антарктичних промислових експедиціях. Це система моніторингу ресурсів океану, виконання квот на вилов риби. 

     

    Протягом цих років працівники Інституту працювали наглядачами в Антарктиці  й одночасно збирали паразитів промислових риб для визначення. Нам вдалося, базуючись на цих матеріалах, у співавторстві зі співробітником Інституту Романом Солодом, описати новий вид в міжнародному журналі «Marine Biodiversity».

     

    Сергій Утєвський: 

     

    Найголовніше, що ми тепер маємо матеріали з усієї Антарктики і можемо порівняти різні популяції. Це важлива наукова проблема – не лише з однієї точки описати якийсь вид, але й мати порівняльний матеріал. Наразі ми такий матеріал маємо, і цей опис більш ґрунтовний.

     

    Ми проводили всебічне дослідження. Спершу вивчали зовнішню морфологію, будову. У нового виду дуже цікава будова та є дивні утворення на спині – візерунок, який нагадує чи літери, чи руни. Функція цього утворення не зовсім зрозуміла. Ми думаємо, що вона сенсорна або дихальна (тобто це зовнішні зябра). Але це лише припущення, напевне ніхто не знає. Потрібні додаткові дослідження і спостереження.

     

    Далі ми досліджували внутрішню будову, анатомію. Андрій розтинав п’явку. Були дослідження структури тканин, гістологічні дослідження. Ми робили зрізи товщиною п’ять мікронів і досліджували тканини й клітини. 

     

    Це різні рівні організації біологічних систем. І найнижчий рівень – це нуклеотидні послідовності трьох генів мітохондрій. Послідовності цих генів аналізувалися методами біоінформатики за допомогою потужних комп’ютерних програм. Ми будували дерева, які відображають шляхи еволюції. Зараз ми розуміємо еволюційні зв’язки цього виду: які види є спорідненими, які віддаленими. Тож ми пройшли шлях від вимірювань розмірів тіла до вивчення окремих генів.

    Ви згадали про еволюційні зв’язки. І, наскільки я розумію, еволюційне значення в цього відкриття доволі велике. Розкажіть про нього детальніше, будь ласка.

     

    Сергій Утєвський: 

     

    По-перше, за допомогою наших філогенетичних досліджень (філогенетика вивчає шляхи еволюції) ми бачимо, що ця п’явка споріднена з іншими антарктичними видами й належить до однієї групи з видами, що живуть в Антарктиці. Є інший вид, дуже схожий на наш новий антарктичний вид Pterobdellina vernadskyi. «Pterobdellina» перекладається як «п’явка з плавцями». У неї по боках тіла є складки, які, можливо, виконують функцію плавців. Тобто вона плаває, шукає хазяїна або партнера, використовуючи ці плавці. І схожа п’явка з плавцями була знайдена в Північній Атлантиці. Ми їх порівняли й дійшли висновку, що вони є спорідненими видами та їх треба віднести до одного роду – Pterobdellina

     

    Якщо вони споріднені, мають дуже схожу зовнішню і внутрішню будову, то це свідчить про біполярне поширення роду Pterobdellina. Тобто він є і на півночі, у Північній Атлантиці, і на півдні, в Антарктиці. 

     

    Як пояснити таке біполярне поширення? Ми маємо споріднені популяції або види на півдні й на півночі, але в тропіках їх немає. Тобто колись вони перетинали ці теплі води. Ми припускаємо, що фауни Арктики й Антарктики певним способом сполучалися, контактували у віддалені періоди, коли були відповідні кліматичні умови, коли температура в тропіках була нижчою, ніж зараз. Або вони могли сполучатися через глибокі води, де температура завжди залишається низькою.

     

    Так ми бачимо, що фауна Світового океану еволюціонує як єдине ціле. Тобто немає повної ізоляції між окремими регіонами. І це головний висновок. 

     

    Коли ми писали цю статтю, то не мали послідовностей ДНК північноатлантичного виду. А зараз ми маємо ці послідовності, і це наступна наша робота. Ми можемо довести, що вони схожі не лише за будовою, зовнішнім виглядом, але й генетично. І ми покажемо це в наступних публікаціях.

    Біполярність п’явок – це унікальний випадок чи вона також характерна для інших тварин? 

     

    Сергій Утєвський: 

     

    Є й інші приклади, але їх не так багато. Зокрема це ракоподібні, деякі краби, морські павуки й рослини. Але такий яскравий приклад для п’явок знайдений вперше. І кожна така пара – це окрема історія. Тому кожен такий випадок заслуговує на увагу. 

     

    Андрій Утєвський: 

     

    Це ще один штрих до розуміння походження фауни Антарктики. Бо до цього ми опублікували дуже цікаве дослідження, але воно було ще в 2007 році. Ми показали, що в Антарктиці збереглися дуже древні елементи фауни. Ми досліджували найбільшу в світі п’явку Megaliobdella, що перекладається як «гігантська п’явка». Її довжина у спокійному стані – 34 сантиметри. Якщо вона нап’ється крові, наприклад, глибоководної акули, то її довжина може становити й 70 сантиметрів. У нас є два зразки цієї п’явки. І нам вдалося виділити ще тоді, у 2007 році, ДНК і показати, що це генетично найдавніший вид п’явок з тієї фауни, що зараз відома. Тобто ми сформували гіпотезу, що риб’ячі п’явки походять з антарктичного регіону. 

     

    А це дослідження показує, що справді відбувалася міграція видів. Як вона відбувалася – це інше питання. 

     

    І от ми бачимо таку цікаву картину. З одного боку, маємо прадавню фауну, яка зберігається в Антарктиці, з іншого боку, бачимо еволюційні зв’язки з іншим полюсом. 

     

    У нас є ще один цікавий вид. Білоруські колеги зібрали матеріал, а ми провели генетичне дослідження і зараз готуємо статтю. Покажемо, що п’явки не тільки виходили з Антарктики, а ще й поверталися туди. Відбулося таке собі повернення «блудного сина». Він не такий великий за розмірами, але розмір не має значення. Має значення те, що ми можемо завдяки молекулярно-генетичним дослідженням реконструювати такі глобальні еволюційні процеси.

     

    Сергій Утєвський: 

     

    Наша увага зосереджена на одній родині п’явок – на риб’ячих п’явках. Це паразити риб. І ми за допомогою філогенетичних досліджень показали, що вся ця родина, найімовірніше, походить з Антарктики. Вони розповсюдилися по всьому світу саме звідти. Усі риб’ячі п’явки мають антарктичне походження. І ми бачимо, що деякі види повертаютьcя в Антарктику. Це, так би мовити, повернення на історичну батьківщину. 

     

    І це показує нам, як розвивалася біота, що відбувалося з нашою планетою. А такі процеси – дуже складні. Викопні рештки нам теж щось показують, але не все. І дуже важливі дані ми отримуємо, аналізуючи нуклеотидні послідовності. Послідовності ДНК показують таку картину, яку рештки відобразити не можуть. Тому що не всі тварини зберігаються в палеонтологічних рештках. Ми можемо реконструювати цю історію за допомогою аналізу послідовностей ДНК. І це, власне, результат нашої роботи.  

     

     

    Сергій Утєвський ‒ доктор біологічних наук, професор кафедри зоології і екології тварин Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна.   

    Андрій Утєвський ‒ кандидат біологічних наук, доцент кафедри зоології і екології тварин Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна, старший науковий співробітник Національного антарктичного наукового центру МОН України.

    ТЕКСТ: Олеся Павлишин
    Ілюстрації: Каталіна Маєвська
    Статті
    Промо
    Проєкт інтелект. Воєнний сезон. Епізод 5: NFT та Україна

    Чи можна написати «Проєкт інтелект» на гривні й продати за мільйони доларів як NFT?

    Людина
    Від батька до сина: що таке генеалогія і як досліджувати свій рід

    Що таке ДНК-генеалогія і як далеко кожний з нас може просунутися у вивченні свого роду?

    Наука
    Екологічно чиста отрута: уривок з книжки «Зоологічна екскурсія супермаркетом»

    Чому краще утриматися від «дикого» промислу морепродуктів, особливо у водоймах, де цвіте вода?

    Наука
    Передумови приходу диктаторів до влади: Італія, Німеччина, РФ

    Що стало передумовами приходу диктаторів до влади на прикладі фашистської Італії, нацистської Німеччини та путінської росії? Розповідає співавтор і ведучий каналу «Історія Без Міфів» Владлен Мараєв.

    Людина
    Як кожен з нас може подякувати військовим і допомогти їм з адаптацією

    Як змінюється світосприйняття військових і що ми можемо зробити, аби висловити їм вдячність і допомогти в адаптації до мирного життя?

    Біологія
    Не тільки в історії. Який слід залишить війна в наших генах

    Як війни, голод та важкі психологічні травми залишають слід у геномі людини й чи можемо ми на це якось повпливати?

    Повідомити про помилку

    Текст, який буде надіслано нашим редакторам: