Лемминги — это грызуны из семейства хомяков, приспособленные к жизни в условиях холодного климата. Летом они припрятывают еду в расщелинах земли, а зимой роют в снегу ходы и отыскивает свои запасы, и так тысячелетие за тысячелетием.
Во многих местах Арктики живут копытные лемминги, напоминающие мышей очень плотного телосложения с короткими лапками. Весь облик копытного лемминга говорит о приспособленности к арктическим условиям жизни. Даже подошвы лапок покрыты шерстью. Название они получили из-за «копытообразного» строения передних лап: разросшиеся когти, которые стачиваются в зимний период, ороговевшие подушечки и подошвенные пластинки средних пальцев лапы по форме напоминают копытце. Вероятно, гипертрофированные когти помогают зверьку рыть глубокие норы в твёрдой, промёрзшей тундровой почве.
Копытных леммингов обнаружили и на Новой Земле — в 1841 году известный русский натуралист Карл Бэр описал особый новоземельский подвид копытных леммингов. Они живут в основном на Южном острове, но в периоды всплеска численности животные могут доходить и до северной оконечности Северного острова — мыса Желания. Но если это уникальный подвид, который нигде кроме как на Новой Земле не водится, как он мог сохраниться во времена Ледникового периода, когда весь север Европы был покрыт огромным ледяным щитом?
Биологи Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Уральского отделения РАН в Архангельске решили выяснить, действительно ли обитающий на архипелаге копытный лемминг — изолированный подвид, не покидавший пределы архипелага. Для этого они секвенировали полный митохондриальный геном животного.
"Ранее наука не располагала генетическими данными о новоземельском копытном лемминге, — рассказывает молодой архангельский учёный, аспирант ФИЦКИА УрО РАН Виталий Спицын. — Мы собрали его образцы в районе полярной станции Малые Кармакулы (о. Южный), отсеквенировали, получили митохондриальный геном. Исследование показало, что это действительно эндемичный подвид, который живёт только на Новой Земле. У них значительная разница в геномах с материковым копытным леммингом, хотя внешне они не так сильно отличаются. Окраска — в пределах внутривидовой изменчивости, но есть различия по строению зубов. Геномные данные подтверждают, что эти лемминги пережили два последних пика оледенения на Новой Земле».
"Сравнение его митохондриального генома с геномами образцов копытного лемминга с материка показывает, что они существенно отличаются генетически — не просто по одному-двум генам-маркерам, а по нуклеотидным заменам в полной последовательности, — рассказал директор ФИЦКИА УрО РАН, член-корреспондент РАН Иван Болотов. — Подтверждение его статуса как отдельной островной расы основано на очень хорошем генетическом материале. Полный митохондриальный геном новоземельского реликта состоит из 16 341 пар нуклеотидов и насчитывает 13 генов, кодирующих белки, а также ряд вспомогательных элементов».
Неужели на арктическом архипелаге всегда оставалась трава, так что во времена Великого оледенения он мог служить убежищем и для других видов животных, приспособленных к холоду? На эту смелую гипотезу наводят и другие открытия. Есть уже по крайней мере три находки, которые показывают, что на Новой Земле были так называемые рефугиумы - участки, где группы видов пережили неблагоприятный для них период геологического времени. Так, недавно биологи Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Уральского отделения
РАН открыли на Новой Земле особый подвид другого вида лемминга — норвежского, популяция которого предположительно была изолирована на острове Южный около 90 тысяч лет назад. А до этого ученые описали еще два эндемичных вида — новоземельского шмеля "бомбус гляциалис" и новоземельского арктического гольца.
«Получается, когда на территории Северо-Запада Европы был сплошной ледник, то до Новой Земли он не доходил. Новая Земля в период последнего оледенения была с участками экосистем, которые были в нормальном состоянии: цвели растения, летали шмели, жили лемминги. И получается, что Новая Земля может рассматриваться как такой парк плейстоценового периода, потому что там живет эндемичный лемминг, живет особенный ледниковый шмель, а в озерах живет арктический голец — еще одна генетически изолированная популяция" — говорит Болотов.
По всей вероятности, популяция леммингов на Новой Земле представляет собой древние генетические линии, которые были распространены на территории современной Европы в позднем плейстоцене. Предположительно, они заселились на территорию архипелага примерно 80 — 100 тысяч лет назад, когда острова являлись частью суши, которая была на месте нынешнего шельфа. Дальнейшее потепление климата, вызвавшее повышение уровня Мирового океана, обособило популяцию новоземельских леммингов. А оставшиеся в материковой Европе популяции, принадлежавшие к этой генетической линии, вымерли вместе с крупной фауной плейстоцена — мамонтами, шерстистыми носорогами и пещерными львами.
Почему Новая Земля не покрылась льдом целиком, ученым еще предстоит выяснить. Согласно гипотезе «парка плейстоценового периода» эколога Сергея Зимова, сохранение устойчивых экосистем «мамонтовой степи» во времена ледникового периода было возможно там, где сохранились и крупные животные, вытаптывающие снег и удобряющие почву. Недаром на острове Врангеля на протяжении всего ледникового периода жили карликовые мамонты, вымершие лишь незадолго до нашей эры.
Результаты исследования опубликованы в журнале Ecologica Montenegrina.
