ISEA ИСиЭЖ СО РАН
630091 Фрунзе, 11
Новосибирск, Россия

Тел/Факс: +7 (383) 2170 973
Header picture

Заведующий лабораторией: Андрей Александрович Легалов, доктор биологических наук.

Заведующий лабораторией: Андрей Александрович Легалов, доктор биологических наук.

Состав лаборатории:

Аспиранты:

Основные направления исследований лаборатории

  1. Реконструкция исторического развития модельных групп животных;
  2. Моделирование кладогенеза модельных групп животных;
  3. Построение систем животных на основе родственных связей;
  4. Выявление направлений исторического морфогенеза;
  5. Описание новых таксонов в изучаемых группах;
  6. Оценка и мониторинг современного биоразнообразия и определение путей его возможного изменения;
  7. Реконструкция происхождения фауны;
  8. Теоретический анализ филогенетических и эволюционных моделей.
  9. Макроэкологические исследования.

Основные результаты, полученные за последние 5 лет

Выявлен и охарактеризован энтомокомплекс позднечетвертичных насекомых в аллювиальном местонахождении Буньково на реке Чик, возраст 11550±125 лет назад (поздний плейстоцен). Это первый исследованный тафоценоз на юге Верхнего Приобья. В тафоценозе выявлено 90 видов жесткокрылых из 15 семейств и 4 вида перепончатокрылых, преобладающие группы – Curculionidae и Carabidae. Выявленный комплекс жесткокрылых уникален и отличается от всех известных энтомокомплексов, как в четвертичных отложениях, так и современных. Основное большинство видов, в том числе самый массовый (Otiorhynchus karkaralensis), обитают в аридных (преимущественно степных) ландшафтах. Также значительна доля (17%) тундровых видов. Характерно, что в отложениях практически отсутствуют виды, связанные с древесной растительностью, причем облигатно лесных видов не обнаружено совсем. На основании этого сделано предположение о том, что в это время в Верхнем Приобье преобладали тундрово-степные (криоаридные) ландшафты, а климат был более холодным (предположительно на 4-5 °C) и сухим.

Показано, что распространение многих видов жесткокрылых (Carabidae, Curculionidae, Brentidae, Silphidae), преобладающих в отложениях позднего плейстоцена на юге Западно-Сибирской равнины, резко сократилось в сохранились лишь в рефугиумах (в горах Южной Сибири, Центрального Казахстана, или в зональных тундрах). На территории Западного Алтая в наиболее холодное время плейстоценовых оледенений одним из основных факторов элиминации термофильных (неморальных) видов могли стать резкие, но непродолжительные летние похолодания, которые уничтожили всех обитающих открыто неморальных хортобионтов, мало затронули герпетобионтов (имеющих возможность пережить холода в напочвенных укрытиях), и практически не затронули геобионтов (обитающих в почве).

С помощью анализа нуклеотидных последовательностей митохондриальных генов COI, COII и ядерного спейсера ITS2 было реконструировано филогенетическое древо саранчовых семейства Acrididae. Установлена полная нуклеотидная последовательность выбранных генов для более 100 видов саранчовых. Эти данные частично помещены в международный банк данных (GenBank). Все эти нуклеотидные последовательности были использованы для построения кладограмм, отражающих дивергенцию исследованных видов саранчовых по выбранным молекулярным маркёрам. Топология полученных филогенетических деревьев свидетельствует о полифилии Catantopinae (=Catantopidae) и Acridinae. Поддержана монофилия совокупности родов, выделенная Уваровым в подсемейство Gomphocerinae. Кластеризация Eremippus pusillus с представителями трибы Gomphocerini свидетельствует в пользу принадлежности рода Eremippus к Gomphocerini, а не Dociostaurini. Поддержано мнение о включении рода Euchorthippus Tarb. в состав монофилетической клады, соответствующей трибе Chrysochraontini. На основе принципов молекулярной филогенетической систематики разработан оригинальный вариант иерархической таксономической системы саранчовых.

Получены ранее неизвестные сведения о цитогенетических особенностях половых хромосом саранчовых фауны России, Центральной Азии, Казахстана, Армении и Турции. Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) теломерной ДНК-пробы (TTAGG)n с хромосомами саранчовых семейства Pamphagidae показала, что в исследуемой модели ключевым моментом дифференциации Y-хромосомы стала центромерная транслокация, приведшая к утрате структурной гомологии между аутосомным плечом neo-X и neo-Y хромосомой. Гетерологичный хромосомный пэйтинг не выявил гомологию повторённых последовательностей ДНК в Y-хромосоме у разных видов. Это свидетельствует о том, что гетерохроматинизация Y-хромосомы происходит за счёт амплификации случайных, быстро эволюционирующих повторов ДНК. У представителей трибы Nocarodeini (подсемейство Pamphaginae) это закономерно приводит к миниатюризации и значительной гетерохроматинизации Y-хромосомы, а у видов родов Asiotmethis и Glyphotmethis (подсемейство Thrinchinae) к частичной гетерохроматизации проксимального района Y-хромосомы без изменения её размеров.

На основании исследования генов H1 и COI было доказано очень молодое время образования дизъюнкций амфипалеарктических (в широком смысле, включая алтайско-дальневосточные дизъюнкции) видовых ареалов (на примере Eversmannia exornata, Uraniidae, Lepidoptera), которое может соответствовать голоцену, и неогеновое время (до 6-7 млн. лет) возникновения восточноазиатско-североамериканских неморальных дизъюнкций (на примере трёх видов рода Oreta, Drepanidae, Lepidoptera).

Обобщены данные о ископаемых долгоносикообразных жуках мезозоя и кайнозоя. Выявлено 10 видов Obrienioidea и 895 видов Curculionoidea, из них Nemonychidae – 88 видов, Anthribidae – 43, Ithyceridae – 44, Scolytidae – 65, Belidae – 12, Brentidae – 67, Curcuionidae – 508, Rhynchitidae – 45, Attelabidae – 6, Platypodidae – 16. Из триаса известно 6 ископаемых видов, из юры – 64, с границы юра/мел – 2, из мела – 105, из палеогена – 510, из неогена – 190, из плейстоцена – 22. Богатейшим мезозойским местонахождением с 62 видами является средне-верхнеюрское Каратау. По 10 видов известно из раннемеловых Монтсек (Испания), Исяня (Китай), Байсы и Хетаны (Россия). В кайнозое наибольшее число видов описано из миоценового доминиканского янтаря (119). Обильны долгоносикообразные жуки также в позднеэоценовом балтийском янтаре (89 видов), среднеэоценовой формации Грин Ривер (40 видов) и олигоценовом Экс-ан-Прованс (36 видов). Обобщены данные о 103 местонахождениях с неописанными Curculionoidea. Проанализированы признаки, характеризующие семейства и подсемейства долгоносикообразных жуков. Установлены новое подсемейство и 5 новых триб, описаны 5 новых родов и 12 новых видов. Составлены таблицы для семейств и подсемейств Curculionoidea.

Переизучены долгоносикообразные жуки верхнемелового сеноманского янтаря из Мьянмы. Род Anchineus при описании был помещен в семейство Curculionidae из-за коленчатых усиков, хорошо развитых усиковых бородок и маленьких вертлугов бедер. Однако этот род характеризуется также мандибулами с зубцами на наружном крае, вершинами голеней без ункуса, мукро и двух пучков щетинок, но со шпорами, а также почти равными по длине вентритами. Примитивные Curculionidae характеризуются явственным ункусом и двумя пучками щетинок на вершинах голеней, коленчатыми усиками и удлиненными 1-м и 2-м вентритами. Эти признаки (кроме пучков щетинок, не видимых на отпечатках) обнаружены у самых ранних Curculionidae трибы Palaeoerirhinini. Коленчатые усики и удлиненные первые вентриты наблюдаются не только у долгоносиков, но и в различных группах долгоносикообразных жуков (усики у Nanophyinae из Brentidae, Brachyceridae, Scolytidae и Platypodidae; вентриты у Brentidae, некоторых Brachyceridae, Scolytidae и Platypodidae). Ункус часто исчезает у продвинутых групп Curculionidae, но пучки щетинок на вершинах голеней сохраняются. У представителей Curculionidae мандибулы с зубцами на наружном крае никогда не встречаются. Шпоры представлены у некоторых жуков-долгоносиков, но у них 1-й и 2-й вентриты всегда удлиненные, пучки щетинок явственные, а голени обычно с ункусом. Таким образом, род Anchineus Poinar and Brown, 2009, n. placem. перемещен из подсемейства Curculioninae семейства Curculionidae семейство Ithyceridae. Мандибулы с зубцами на наружном крае позволяют поместить род Anchineus в подсемейство Carinae. К этому подсемейству относится также род Mesophyletis Poinar, 2006 с аналогичным строением мандибул.

Семейство Rhynchitidae часто объединяют с семейством Attelabidae, но эти группы хорошо отличаются друг от друга, а их сходство объясняется параллелизмами. Rhynchitidae происходят от представителей подсемейства Carinae семейства Ithyceridae. Семейство Attelabidae представляет собой очень специализированную группу происхождение которой не ясно. Возможно, они происходят от Ithyceridae или Belidae. Родственные связи между трибами ринхитид выявлены еще недостаточно, вероятно, кладистическая модель филогении, не в полной мере отражает реальные связи. Большинство триб Rhynchitidae хорошо очерчены. Riedel at al. повысил ранг трибы Sayrevilleini с двумя родами (Sanyrevilleus Gratshev et Zherikhin, 2000 и Baltocar Kuschel, 1992) до подсемейства, но не проанализировал связи этой группы с остальными ринхитидами. Важнейшей характеристикой Sayrevilleinae являются только сильно расходящиеся коготки на лапках без зубцов, тогда как немного удлиненные 1-й и 2-й вентриты представлены в различных трибах Rhychitidae. При этом трибы Minurini и Vossicartini обладают также расходящимися коготками. Можно объединить эти три трибы (Sayrevilleini, Minurini и Vossicartini) в одном подсемейство, если этот признак синапоморфия, а не параллелизм. Minurini и Vossicartini отличаться от Sayrevilleini коготками с зубцами. Первые отличаются местом прикрепления усиков и ринхитоидными мандибулами. Вторые характеризуется ринокартоидными мандибулами и голенями с острым дорсальным краем, как у наиболее продвинутых триб Rhynchitini и Byctiscini. Последний признак возникает независимо в различных группах ринхитид. Например, в трибе Auletini - у представителей подтриб Auletina, Auletorhinina и Pseudomesauletina голени без острого дорсального края, но подтрибы Mandelschtamiina и Pseudauletina отличаются голенями с острым дорсальным краем. Следует отметить, что все Rhynchitidae характеризуется сросшимися 1-м и 2-м вентритами, но, как правило, у самок сростаются первые три вентрита, а иногда срастаются 1-й - 4-й вентриты, при этом подобное срастание вентритов явно происходило независимо в разных группах. Трибы подсемейства Rhynchitinae характеризуются слабо расходящимися коготками на лапках. Надтриба Rhinocartitae с трибами Rhinocartini и Parauletanini отличаются ринокартоидными мандибулами (т.е. без наружного зубца). Трибы Auletini, Mandelschtamiina, Pseudauletina, Pseudomesauletina), Cesauletini, Eugnamptini, Deporaini, Pterocolini, Rhynchitini (включая подтрибы Lasiorhynchitina, Temnocerina, Perrhynchitina, Rhynchitinaи Byctiscini надтрибы Rhynchititae характеризуются ринокартоидными мандибулами (т.е. с наружным зубцом). Следует отметить, что иногда внешний зубец на мандибулах отламывается и они кажутся ринокартоидными. Составлены определительная таблица подсемейств, триб и подтриб семейства Rhynchitidae мировой фауны. Также выявлено разнообразие жуков семейства Rhynchitidae Гималаев, представленное 77 видов из 39 родов (Poinar, Legalov, 2015a).

Описаны новый род и новый вид Palaeonanophyes zherikhini gen. et sp. nov. из раннего-среднего эоцена Грин Ривер (США), отличающийся от современного рода Ctenomerus Schoenherr, 1843 слабее утолщенными бедрами без явственных зубцов, более мелкими глазами, усиковой бороздкой начинающейся в начале второй трети, основанием головы с поперечной штриховкой и мелкими размерами тела. Это самая ранняя находка представителя подсемейства Nanophyinae семейства Brentidae (Легалов, 2015).

Из нижнеэоценового янтаря Уаз описаны первые новые род и вид Palaeotanaos oisensis gen. et sp. nov. Новый род относится к тирбе Tanaini и сходен с родом Tanaos Schoenherr, 1826, но отличается от последнего усиками, прикрепленными в базальной трети головотрубки, выпуклым, неупрощенным и несколько удлиненным телом, сравнительно длинным жгутиком и удлиненной булавой, крупными и сильно выпуклыми глазами, узкими и длинными голенями, короткой предкоксальной частью переднегруди, более узкими и длинными лапками, выпуклым (не уплощенным) и несколько удлиненным телом. Это первый описанный представитель надсемейства Curculionoidea из французского янтаря Уаз (Kirejtshuk et al., 2015).

Новый вид Archaeocallirhopalus alekseevi описан из позднеэоценового балтийского янтаря. Новый вид, близок к описанному виду A. larssoni Legalov, 2013 но отличается более мелкими размерами тела, лбом без явственных выпуклостей возле глаз и узким стволиком усиков. Род Archaeocallirhopalus Legalov, 2013, placem. n. из-за закрытых корзинок на вершинах задних голеней перемещен из трибы Cneorhinini в трибу Trachyphloeini.

Впервые из доминиканского янтаря, происходящего из Ла Букара в горах Кордильера-Септентриональ и датируемого возрастом 20-15 млн лет, указано семейство Rhynchitidae, представленное двумя видами американского рода Rhynchitobius Sharp, 1889 примитивной трибы Auletini. Описаны новые виды Rh. tanyrhinus n. sp. и Rh. xuthocolus n. sp. Первый вид, характеризуется длинной головотрубкой, узкими переднеспинкой и надкрыльями, морщинистыми промежутками надкрылий, и явственными бороздками надкрылий. Второй - отличается короткой головотрубкой, широкой булавой усиков, желтыми ногами, не морщинистыми промежутками надкрылий и слабыми бороздками надкрылий. Оба вида сходны с Rh. trifasciatus (Suffrian, 1870) распространенным в Вест Индии, включая Гаити. При исследовании подсемейства Curculioninae семейства Curculionidae описаны новый род и 4 новых вида. Новый род Neosibinia gen. nov. из подтрибы Tychiina трибы Tychiini отличается от современных родов Tychius Germar, 1817 and Sibinia Germar, 1817 голенями без мукро и ункуса, удлиненной узкой переднеспинкой, более узкой чем надкрылья в плечах, а также короткой изогнутой головотрубкой. Derelomus thalioculus sp. nov. отличается от остальных видов рода Derelomus Schoenherr, 1825 телом, покрытым тонкими и густыми волосками. Anthonomus cruraluma sp. nov. сходен с современным видом A. filicornis Hustache, 1929 и отличается голенями с мукро, удлиненным телом, короткой головотрубкой, и мелкими размерами тела. Anthonomus browni sp. nov. отличается от современного A. sulcipygus Champion, 1903 узким удлиненным телом, бедрами с маленьким зубчиком, довольно короткой и толстой головотрубкой. Оба вида относятся к подроду Antomorphus Weise, 1883. В современной фауне Гаити отсутствуют род Derelomus, в виды рода представлены другими подродами (Poinar, Legalov, 2015a, 2015b).

Ревизован таксономический состав трибы Apalochrini Палеарктики и Юго-Восточной Азии. Установлено, что в Юго-Восточной Азии обитает 8 родов трибы, из которых три рода: Mimapalochrus gen.n., Oculapalochrus gen.n. и Troglointybia gen.n. описаны как новые для науки, установлен один синоним (Dromanthomorphus Pic, 1921 = Pectinus Evers, 1987), восстановлен статус одного рода Opisthapalochrus Evers, 1987. В целом, фауна Apalochrini характеризуется высокой специфичностью по сравнению с Палерктикой, в связи с чем была проведена сравнительная ревизия родов трибы двух регионов. Выявлено, что ранее считавшимися резидентными в Палеарктике роды Dromanthomorphus, Laius характерны только для Юго-Восточной Азии, а род Protapalochrus, считавшийся общим для двух регионов, населяет только Палеарктическую часть, а в Юго-Восточной Азии сменяется близким, но отчетливо другим родом. В связи с этим, для палеартических видов рода Dromanthomorphus описан новый род Pectapalochrus gen.n., а для видов Protapalochrus Юго-Восточной Азии – род Protodromus gen.n. Таким образом, таксономический состав Apalochrini Палеарктики и Юго-Восточной Азии на родовом уровне хоть и имеет определенную близость, определяющую происхождение палеарктической линии родов от ориентальной, тем не менее, значительно различает их, по сути, противопоставляя фауны этих двух регионов друг другу (Tshernyshev, 2015).

При проведении ревизии видового состава чешуекрылых-слизневидок России, был выявлен новый для территории вид и род – Rhamonsa angulata, в предыдущие годы не отмечавшийся. Данная находка может быть отнесена к современному изменению северных границ ареалов, связанных с глобальным потеплением.

Публикациии

Основные публикаций лаборатории:
2015

2014

2013

2012