КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-74-00129
НазваниеМолекулярные механизмы, обеспечивающие эволюцию жизненного цикла и предпосылки видообразования у гидроидов Арктического региона.
Руководитель Кремнёв Станислав Валерьевич, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН , г Москва
Конкурс №60 - Конкурс 2021 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-106 - Биология развития
Ключевые слова Cnidaria, Hydrozoa, низшие многоклеточные, морфогенез, жизненный цикл, план строения, эволюционная биология развития, сигнальные каскады
Код ГРНТИ34.33.15
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Повышение биоразнообразия, которое мы можем наблюдать в "реальном времени" связано с дивергенцией популяций и видообразованием. Интенсивное видообразование может приводить к нарушениям равновесия экосистемы, что особенно актуально в условиях действия эволюционно новых факторов среды, связанных с деятельностью человека и/или изменением климата. Изменение климата (или вселение вида в новые для него условия) могут индуцировать аллохронию - расхождение популяций по времени размножения. В настоящее время аллохрония считается одним из наиболее распространенных механизмов симпатрического видообразования (Servedio et al., 2011).
Яркий пример аллохронии - формирование в условиях Арктики фенологических популяций гидроида Sarsia lovenii (Cnidaria. Hydrozoa) (Prudkovsky et al., 2019). Пики полового размножения разных популяций не совпадают, а уровень их гибридизации минимален. В жизненном цикле одной популяции имеется стадия свободноплавающей медузы, а у второй стадия медузы редуцирована до прикрепленного гонофора. Таким образом, только одна из популяций вносит вклад в формирование "желетелого" планктона - важнейшего компонента морских экосистем, который используется в качестве индикатора их нестабильности (Lynam et al., 2011).
Возникает следующий вопрос: Какие молекулярные механизмы обеспечивают сопряжение эволюции жизненного цикла и видообразования у колониальных гидроидов (в частности) и многоклеточных животных (в целом)? Цель нашего исследования - поиск ответа на этот вопрос. Для выполнения заявленной цели мы исследуем молекулярные механизмы, обеспечивающие "переключение" между альтернативными траекториями развития у беломорских популяций S. lovenii. Эти траектории ведут к формированию медуз двух морфотипов, свободноплавающей или прикрепленной, и связаны с аллохронией.
Для ответа на поставленные вопросы будут охарактеризованы гистологические и анатомические особенности строения, а также паттерны клеточной пролиферации и локализации стволовых клеток на последовательных стадиях развития медуз двух морфотипов. Методами RNA-seq и гибридизации in situ будет проведен анализ дифференциальной экспрессии генов в тканях формирующихся медуз двух морфотипов. Будет проведено экспериментальное исследование сигнальных путей, вовлеченных в формирование медуз двух морфотипов. Перспективными для изучения являются каскады, обеспечивающие интеграцию восприятия сигналов среды, регуляции жизненного цикла и морфогенетических процессов: каскад ретиноевой кислоты, инсулиновый каскад (IIS/mTOR), Wnt.
Результаты нашего исследования позволят впервые охарактеризовать молекулярные механизмы, которые лежат в основе эволюционных преобразований жизненного цикла, и одновременно служат предпосылками симпатрического видообразования у представителей книдарий. Полученные в ходе выполнения проекта результаты расширят наши представления о реакции изучаемой группы книдарий на изменения климата и могут стать основой для долгосрочного прогнозирования изменения биоты Арктики при различных сценариях глобального изменения климата Земли.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ