Пресноводные моллюски помогли уточнить направления дрейфа тектонических плит

Биологи Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения РАН (ФИЦКИА УрО РАН, Архангельск) и Северного (Арктического) федерального университета (САФУ, Архангельск) подвели итоги участия в крупном международном проекте по изучению моллюсков, обитающих в водоёмах Индийского субконтинента и Мьянмы. Собранный материал позволил определить генетическое сходство пресноводной фауны Африки и Южной и Юго-Восточной Азии, а выполненные палеореконструкции подтвердили и уточнили концепцию дрейфа тектонических плит и их роль в формировании современной Евразии.

Немецкие и индийские биологи в течение нескольких лет провели масштабную работу по изучению фауны и экологии крупных пресноводных двустворчатых моллюсков (семейство Unionidae) в условиях рек Индии и Непала. Мягкотелые являются чувствительным биоиндикатором состояния пресноводных водоёмов и антропогенной нагрузки. Зарубежные учёные исследовали биотопы, собрали образцы раковин и провели ДНК-анализы обнаруженных видов. Для систематизации данных, определения видов и суперкомпьютерного моделирования эволюционных процессов международная группа обратилась к представителям одной из ведущих научных школ в области малакологии, учёным Лавёровского центра и САФУ. Российские учёные ранее накопили большой массив аналогичных данных по сопредельной Индии Мьянме и другим регионам мира. Обработка объединенного массива информации принесла значимые результаты – подчеркнули в пресс-службе научного центра.

Располагая данными ДНК-анализа, архангельские учёные смоделировали на суперкомпьютерах процесс эволюции индийских и непальских моллюсков. Оказалось, что генетически они близки к африканским видам. Полученные результаты были сопоставлены с палеогеографическими и геологическими данными. С помощью специальных программ для тектонического моделирования были выполнены реконструкции движения тектонических плит в древние эпохи.

Напомним, что 160-170 млн лет назад (юрский период) на планете существовало два суперконтинента – южный (Гондвана) и северный (Лавразия). Гондвана включала Африку, Южную Америку, Австралию и ряд других тектонических плит, а Лавразия – Северную Америку и Евразию. Согласно современным представлениям, Индия была частью Гондваны, состыковываясь с Африкой и Австралией. Также считалось, что небольшая тектоническая плита, на которой располагается современное государство Мьянма (до 1989 года – Бирма), изначально была частью Лавразии. В последние два года опубликованы научные работы в области геологии и тектоники плит, в которых учёные допускают, что Бирманская плита на самом деле представляет собой фрагмент Гондваны. Однако биологические доказательства этой гипотезы отсутствовали.

Выполненные российскими биологами на основании эволюции видов расчёты показали, что индийские и мьянмарские моллюски возникли на территории нынешней Африки. Тектонические плиты сыграли для них роль своеобразных природных паромов. Миллионы лет плиты дрейфовали через древний океан Тетис, перевозя на себе реки и другие водоёмы, населённые пресноводными видами, в том числе моллюсками и рыбами.

– На основании суперкомпьютерного моделирования мы пришли к выводу, что в юрском периоде западная часть Мьянмы в виде тектонического блока пристыковалась к Индии, которая являлась частью Гондваны. В меловом периоде (145 – 66 млн назад) Индия вместе с Мьянмой отделилась от восточной окраины суперконтинента и в виде гигантского острова начала дрейфовать в сторону Евразии. В конце мелового периода произошло разделение: Мьянма стала отдельным островом, который параллельно с Индией продвигался к Азии. Около 40 млн лет назад Мьянма пристыковалась к Индокитаю. Этот процесс маркируется в эволюции и расселении моллюсков, – комментирует руководитель исследования, директор ФИЦКИА УрО РАН, член-корреспондент РАН Иван Болотов.

Стыковка Бирманской плиты с Азией в районе полуострова Индокитай привела к кратковременному соединению речных систем этих регионов. В результате произошёл обмен пресноводными видами – вселение моллюсков из рек Бирманской плиты в азиатскую реку Меконг и встречное расселение представителей двух азиатских групп в водоёмы Мьянмы.

При этом в реках пристыковавшейся к Евразии Индии сохранилась исключительно реликтовая, пришедшая из Гондваны праафриканская фауна.

После соединения плит началось формирование Тибетского плато и Гималаев. Столкновение Индийского субконтинента и Евразийской плиты сопровождалось мощными тектоническими процессами и горообразованием. Выросший гималайский барьер воспрепятствовал распространению пресноводной фауны Гондваны вглубь Евразии. Схожая ситуация и с Бирманской плитой.

– В бассейн Меконга гондванские виды попали при первоначальной коллизии, но бурные тектонические процессы привели к тому, что между бассейном Меконга и Бирманской плитой образовались возвышенности и горные хребты, которые не позволили видам расселиться дальше. Самые крайние точки, где были обнаружены индийские моллюски, – бессточные бассейны рек Афганистана и восточной части Ирана на западе и реки Араканского берега Мьянмы на востоке. Например, в реке Гильменд наблюдается только один индийский вид. В реке Инд – обнаружено не менее трёх видов. Крупные двустворчатые моллюски – идеальный индикатор для тектонических и палеогеографических реконструкций, поскольку они не могут пересекать водоразделы, а расселяются вместе с рыбой только при прямом контакте рек и озёр, – уточнил Иван Болотов.

Попутно российские исследователи выполнили полную ревизию пресноводных моллюсков Индийского субконтинента (в последний раз она проводилась в начале XX века). Учёные установили, что фауна крупных моллюсков Индии, Шри-Ланки, Непала, Бутана и Пакистана насчитывает не менее 25 видов, в том числе особо угрожаемых и редких. Все описанные виды принадлежат к одному подсемейству и имеют родственников в Африке. Один новый для науки вид из юго-западной Индии, который назвали паррейсия керальская (Parreysia keralaensis), был также открыт в ходе этой работы.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале Scientific Reports (издательская группа Nature)