Анализ адаптивных способностей организмов, а также лежащих в их основе механизмов, стоит в ряду наиболее общих и приоритетных биологических задач. Данное направление исследований неизменно привлекает внимание, поскольку сама проблема биологической адаптации находится в фокусе нескольких важнейших предметных областей. С одной стороны, анализ механизмов адаптаций позволяет все глубже понимать фундаментальную системную целостность организма; с другой – позволяет решать экологические задачи через понимание механизмов взаимодействия организмов со средой обитания. Наконец, проблема адаптивных способностей организма имеет и эволюционный контекст, поскольку именно формирование генетически обусловленных адаптаций к конкретным условиям среды обитания представляет движущую силу микроэволюционного процесса. Значимость исследования механизмов, обеспечивающих адаптивные реакции, была очевидна и в последние десятилетия, и ранее. Однако лишь в последние годы, в связи с разработкой и постоянным увеличением доступности адекватных инструментальных методов, стало возможным исследовать механизмы, определяющие адаптивные способности организма, в том числе глубоко анализировать данные механизмы не только с использованием лабораторных организменных моделей, но и в природных многокомпонентных системах на массовом материале. В предлагаемом проекте с использованием природной модели – комплексов популяций близких видов литоральных моллюсков будет выполнена оценка трех взаимодополняющих аспектов адаптогенеза.
1. Оценка последствий локальных адаптаций особей к конкретным биотопам для структуры популяции отдельных видов, как потенциального материала для эволюционного процесса.
2. Анализ молекулярных механизмов, лежащих в основе адаптивных реакций организмов на ключевые абиотические факторы природной среды обитания и воздействие биотических факторов, в частности, заражения трематодами, на работу этих механизмов.
3. Исследование степени консервативности этих механизмов у недавно дивергировавших видов. Для решения обрисованного комплекса задач в едином плане исследований объединяются протеомный, метаболомный, генетический, метагеномный анализ кишечной микрофлоры, а также физиологический, популяционный и паразитологический подходы.
Актуальность предлагаемого исследования определяется возможностью существенного вклада в несколько фундаментальных областей биологии. 1. На основании протеомного и метаболомного анализа материала природных сборов и лабораторных экспериментов будет систематически решаться проблема поиска молекулярных механизмов, обеспечивающих адаптивные реакции организмов. 2. Исследование позволяет анализировать внутривидовую пластичность механизмов адаптаций, что имеет важное значение для определения размерности экологической ниши. 3. Данные позволят провести межвидовое сравнение механизмов адаптаций, что, в контексте рассматриваемой модели - недавно сформировавшегося симпатрического видового комплекса, позволяет обсуждать микроэволюционные механизмы дивергенции. 4. Работа впервые позволит комплексно подойти к решению важнейшей паразитологической проблемы – оценке физиологического воздействия специфичных паразитов на особь хозяина. Это, в свою очередь, даст возможность зафиксировать популяционные, биоценотические последствия воздействия фактора зараженности и обоснованно оценивать роль паразитов в природных сообществах.
