УДК 595.142.3
ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ЭНДЕМИК DRAWIDA GHILAROVI (MONILIGASTRIDAE, OLIGOCHAETA): ПОЛИМОРФИЗМ, ОСОБЕННОСТИ ЭКОЛОГИИ И КАРИОТИП
© 2014 г. Г. Н. Ганин1, А. П. Анисимов2, Г. В. Рослик3, Д. М. Атопкин2, Е. Н. Соколова1
Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, Хабаровск 680000, Россия 2Дальневосточный федеральный университет, Владивосток 690950, Россия 3Биолого-почвенный институт ДВО РАН, Владивосток 690069, Россия e-mail: Ganin@ivep.as.khb.ru Поступила в редакцию 24.04.2013 г.
Эндемик российского Дальнего Востока почвенные олигохеты Drawida ghilarovi Gates 1969 из тропического семейства представлены двумя морфо-экологическими группами, различающимися окраской, особенностями фенологии, экологии, биологии. Они относятся к двум формам: лугово-болотные обитатели являются почвенно-подстилочными, лесные черви — норники. Симпатрия у представителей этих двух групп не наблюдается. Ареал черной морфы находится в пределах бассейна пра-Амура позднего неогена, где, вероятно, в речной пойме уже существовали типичные для этих животных места обитания. Представители разных морф лесных и лугово-болотных Drawida имеют один и тот же уровень плоидности как по числу хромосом (диплоиды), так и по показателю массы ДНК: 2n = 20; 2с = 2.2 пг. Полиплоидия как видообразующий (или расообразующий) фактор у этих олигохет в российской части ареала не выявлена. Учитывая существующие различия у лесных и лу-гово-болотных червей, можно предположить наличие у них молекулярно-генетических различий видового статуса.
Ключевые слова: полиморфизм, морфо-экологические группы, Drawida ghilarovi, фенология, экология, паразитизм, кариотип, видовой статус, юг российского Дальнего Востока.
DOI: 10.7868/S0044513414090049
В России эндемик Drawida ghilarovi Gates 1969 (Moniligastridae, Oligochaeta) встречается только на юге Дальнего Востока. Как единственный представитель тропического рода, вид был занесен в Красные книги РФ (2001) и Хабаровского края (2008). Вид был найден в лесных биотопах заповедников "Кедровая Падь" и "Уссурийский" и описан как новый для науки (Гейтс, 1969; Гиля-ров, Перель, 1973). О биологии и экологии вида до сих пор известно мало (Перель, 1979; Ганин, 1997; Берман и др., 2010; Ганин, Соколова, 2012, 2012а).
Представители семейства Moniligastridae предположительно вторглись в Юго-Восточную Азию после столкновения индийского и азиатского геологических плато в ходе третичного периода, т.е. около 70 млн. лет назад (Easton, 1981). "Ареал Drawida — от Приморского края СССР, Китая, Кореи, Японии, через Малайзию и Восточную Азию до южной оконечности Индостана (если не до Цейлона) — обширнее, чем у какого-либо иного рода дождевых червей" (Гейтс, 1969; с. 676). В ближайших к России провинциях Северо-Во-
сточного Китая дравиды представлены 6 видами. На Корейском п-ове отмечено 4, на Японских о-вах — 8 видов (Б1акешоге, 2003, 2007). О возможности нахождения в российском Приморье нескольких видов данного рода упоминала еще в середине 70-х гг. Курчева (1977). Для покровов Б. ghilarovi, обитающих в этом регионе, характерны цветовые вариации (Гейтс, 1969; Всеволодова-Перель, 1997; Ганин, 1997; 2013). Лугово-болотные черви всегда черные, а у лесных обитателей окраска либо коричневатая, либо возможны разные сочетания серого, голубого и зеленого цветов.
Полиморфизм, как известно, сопровождает полиплоидию. Среди исследованных видов Ьиш-Ъйе1ёае полиплоидные кариотипы дождевых червей представлены приблизительно с той же частотой, что и диплоидные (Викторов, 1993). Сравнительный анализ географического распространения ди- и полиплоидных форм показывает, что парте-ногенетические полиплоидные расы встречаются обычно на границах и за пределами видовых ареалов. В случае симпатрии разноплоидных рас одного вида отмечается их существование в разных
дальневосточный эндемик drawida ghilarovi
1071
50
40
50
40
130
Рис. 1. Картосхема района исследований. а — находки разных морф тропического рода земляных червей Drawida ghilarovi на юге российского Дальнего Востока.
I — черные, II — коричневатые, III — зеленовато-голубые, голубовато-серые, серые, коричнево-голубые. IV — только дождевые черви семейства Ьит(Мс1дае с пурпуровой пигментацией.
б — схема реконструкции речной сети бассейна Амура в позднем неогене (по: Чемеков, 1964): 1 — суша, 2 — современная береговая линия, 3 — предполагаемая древняя береговая линия, 4 — линия основных водоразделов, 5 — море.
5
экологических нишах. Известно широкое расселение по Сибири и Дальнему Востоку октоплоид-ной амфимиктической формы Eisenia nordenskiol-di (Eisen 1873), в Приамурье и Приморье сосуществующей с диплоидной формой этого вида (Всеволодова-Перель, Булатова, 2008). Полиплоидные расы при этом обнаруживают большую изменчивость окраски и размеров. Подобные сведения относительно D. ghilarovi, находящемся на северном пределе распространения, отсутствуют.
Цель данной работы — показать существование на юге российского Дальнего Востока различных морфо-экологических групп дравид, дополнить сведения об их ареале, типичных местах обитания, особенностях биологии и экологии, а также
исследовать плоидность кариотипа D. ghilarovi из разных географических районов.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Материал для исследования отобран на юге российского Дальнего Востока (рис. 1а). В Приамурье собирали в лугово-болотных биотопах: в северной части ареала вида — вблизи Анюйского национального парка и в окрестностях пос. Славянка (Нанайский р-н, Хабаровский край), на западном пределе распространения вида — заповедник "Бастак", пойма р. Самара у подножья хребта Помпеевский (Еврейская АО), в центре ареала — в заповеднике "Большехехцирский" и в его
окрестностях, в пойме р. Шивки (Прямая Падь, Бикинский р-н). Кроме того, прикопки проводили в южном Приморье: в предгорных и горных хвойных и хвойно-широколиственных биотопах заповедников "Уссурийский" и "Кедровая Падь", окрестностях пос. Барабаш, МБС "Восток" (побережье Японского моря), хребет Лазовский (около 1000 м над ур. м., Партизанский р-н), а также в луговых биотопах поймы р. Раздольная (Надежденский р-н) и р. Илистая (Спасский р-н).
Сбор червей и их содержание в лабораторных условиях осуществляли в соответствии с методикой (Количественные методы..., 1987). Понятие морфы соответствует определению в Биологическом энциклопедическом словаре (1986).
Для изучения особенностей фенологии (наличие зимней диапаузы) в ходе полевого сезона в трех лугово-болотных биотопах Приамурья и Приморья было отобрано по 50—150 экз. смоля-но-черной морфы D. ghilarovi разного возрастного состава. Из лесных биотопов Приморья были отобраны несколько десятков червей иной окраски (серые, коричневатые). Одновременно были взяты пробы почвы, в которой черви собраны: лу-гово-глеевые/болотные, подбурые и бурые горно-лесные (Иванов, 1976).
В лаборатории наблюдения велись с осени до лета следующего года. С плотностью, близкой к природной (5—10 экз./м2), животные были рассажены в боксы, имеющие глубину 20 и 40 см, с почвой натурной влажности и разделены по условиям эксперимента на две группы: "незимующие" — без промораживания и "зимующие" — с промораживанием. "Незимующих" червей (лесных и лугово-болотных) содержали в течение всего опыта в хладотермостате ХТ-3/40-2 при оптимальной летней температуре 16—17о ± 1°C и освещенности в режиме 8/16. "Зимующих" олигохет (только лугово-болотные), в целях моделирования природного хода температур, в начале эксперимента в течение 30 суток (октябрь—ноябрь) содержали в хладотермостате, начиная с +16°C и постепенно понижая ее до +7°C. В это время черви могли подготовиться к диапаузе, некоторые при этом сворачивались в клубок. Затем боксы были перемещены в холодильник, где температуру в почве продолжали постепенно понижать от +7 до 0°C в течение еще одного месяца (ноябрь— декабрь). Далее в морозильной камере в течение суток осуществляли плавный переход от 0 до —3°C. Затем боксы перенесли в неотапливаемое помещение, где в течение 25 сут (январь—февраль) проходила собственно зимовка при —4°С с краткосрочным пребыванием при температуре -5°C. Позже в течение марта—мая в обратном порядке моделировали выход олигохет из зимовки, адаптируя к положительным температурам. По завершении каждого из этапов эксперимента олигохет пересчитывали. В течение опыта наблю-
дали за питанием, поведением и состоянием земляных червей во всех группах.
Для кариологических исследований образцы D. ghilarovi отобраны из 13 популяций из Приамурья и Приморья (всего 39 экз.). Черви были отнесены к двум фенотипическим группам: черные (лугово-болотные) и все остальные (лесные). При цитогенетических исследованиях животным в полость тела вводили 0.04% раствор колхицина на 18—20 ч (Графодатский и др., 1982). Готовили цитологические препараты из клеточной суспензии семенных капсул (Булатова и др., 1987) и целоми-ческой жидкости, а также давленые препараты по оригинальной методике (Анисимов, 1992). Воздушно-высушенные препараты и часть давленых препаратов окрашивали по Гимза. На других препаратах, полученных из семенных капсул и цело-мической жидкости, проводили реакцию Фельге-на, окрашивающую исключительно ДНК. Последнее позволяет методом цитофотометрии измерить в ядрах содержание ДНК и оценить уровень плоидности клеток. Для определения массы ДНК исследуемых олигохет в пикограммах (пг) параллельно фиксировали, окрашивали и фото-метрировали в идентичных условиях культивируемые клетки эмбрионального мозга крысы, масса генома которых известна (Gregory, 2005). Выборки из 100—150 клеток от каждого червя фотографировали цифровой фотокамерой на микроскопе AxioImagerA1 (Carl Zeiss), после чего проводили хромосомный анализ и компьютерную цитофо-тометрию ядер на содержание в них ДНК с использованием программы Adobe Photoshop CS3. Статистическую обработку и построение гистограмм выполняли в программе Microsoft Excel.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Полиморфизм. Распространение.
Особенности экологии
Места наших многолетних сборов мегадрилид показаны на картосхеме (рис. 1а). На сегодня можно говорить, как минимум, о двух морфо-экологич
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.