Новосибирские биологи совместно с китайскими учеными исследовали пространственно-временную эволюцию подсемейства Василисниковых (Thalictroideae) из семейства Лютиковых. Специалисты реконструировали распространение подсемейства на уровне видов и выяснили, что самый близкий общий предок появился из Восточной Азии около 36 миллионов лет назад. Исследование опубликовано в ботаническом журнале Annals of Botany.
Ученые отобрали 217 таксонов Thalictroideae (Ranunculaceae), представляющих примерно 66 % сохранившихся видов. Их собирали в Китае, России и других регионах в ходе совместных экспедиций. Часть материала для ДНК анализа была отобрана из гербарных фондов. После этого исследователи выделяли ДНК из листьев растений, секвенировали ее (определяли нуклеотидную последовательность ядерной и хлоропластной ДНК). На основе ДНК уже строили филогенетические деревья, графические схемы, показывающие эволюционные связи.
«Благодаря комплексному использованию филогенетического, биогеографического, цитогенетического анализов и молекулярного датирования мы реконструировали филогению подсемейства, изучили пространственно-временную эволюцию Thalictroideae. Это подсемейство состоит примерно из 320 травянистых видов, многие из них обладают полезными фармацевтическими свойствами. Виды этой группы широко распространены в Северном полушарии с центром разнообразия в Восточной Азии. Наш анализ молекулярных датировок и оценок предкового ареала показывает, что ближайший общий предок Thalictroideae сформировался в Восточной Азии в конце эоцена (~36 млн лет назад), но не мигрировал в другие регионы Северного полушария до раннего миоцена. Чтобы объяснить современное распространение Thalictroideae, необходимо указать по меньшей мере 46 событий расселения, 34 из них связаны с Восточной Азией (включая 26 событий расселения за ее пределы и восемь миграций обратно). Важно отметить: проведенный анализ диверсификации показывает, что восточноазиатские линии Thalictroideae стабильно накапливались с 36 до 10 млн лет назад и пережили быстрое накопление около 10 млн лет назад», — рассказывает один из авторов статьи ведущий научный сотрудник Центрального сибирского ботанического сада СО РАН кандидат биологических наук Андрей Сергеевич Эрст.
Восточная Азия — регион, известный богатым растительным разнообразием. Это исключительное место насчитывает больше 20 000 видов семенных растений и более 600 эндемичных родов. Многие исследователи считают Восточную Азию ключевой областью биоразнообразия Северного полушария. Однако до конца неизвестно, является ли эта территория источником или приемником биоразнообразия (гипотеза «музея или колыбели»). Изучаемое подсемейство стало идеальной моделью для проверки этого утверждения. По результатам исследования биологи предполагают, что Восточная Азия является как музеем (сохраняет существующие виды), так и колыбелью (создает новые виды) для Thalictroideae и, возможно, других травянистых растений Северного полушария. Для окончательных выводов нужны дополнительные исследования.
В дальнейшем специалисты будут изучать взаимосвязи исторических изменений с трансформациями морфологии, ДНК и биохимии растений. Также ученые собираются исследовать противовирусный и противоопухолевый потенциал отобранных растений. Члены коллектива совместно с сотрудниками Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН и Томского государственного университета уже провели лабораторные работы по изучению метаболомных фитохимических профилей.
Статья вышла в рамках совместного российско-китайского проекта РНФ 24-44-00027 «Исследование взаимосвязи и эволюционных механизмов покрытосеменных флор Цинхай-Тибетского нагорья и Арктики».
Полина Щербакова
Фото предоставлены исследователями и из открытых источников
