ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ, 2014, № 5, с. 481-491
=ЗООЛОГИЯ =
УДК 57.063.7:594.1
ЖЕМЧУЖНИЦЫ РОДА Dahurinaia (Bivalvia, Margaritiferidae) -РАЗНОРАЗМЕРНЫЕ ГРУППЫ ВИДА Margaritifera dahurica Middendorff, 1850
© 2014 г. О. К. Клишко
Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН 672014 Чита, ул. Недорезова, 16а, а/я 521 E-mail: amelik2@mail.ru Поступила в редакцию 03.12.2013 г.
Молекулярно-генетическими исследованиями установлено, что все пять видов жемчужниц рода Dahurinaia (Bivalvia, Margaritiferidae), обитающих в верховье бассейна Амура на территории Забайкалья, принадлежат к одному виду Margaritifera dahurica Middendorff, 1850. Путем статистического анализа показано, что морфометрические соотношения раковины с увеличением ее длины образуют непрерывные вариационные ряды, без разделения на дискретные группы. Отмечено, что изменение этих соотношений связано с ростом раковин жемчужниц, а диапазон их морфологической изменчивости отражает высокий уровень полиморфизма. Компараторные виды рода Dahurinaia представляют разноразмерные группы одного полиморфного биологического вида M. dahurica.
DOI: 10.7868/S0002332914050051
В настоящее время все виды пресноводных жемчужниц (Bivalvia, Margaritiferidae) являются редкими или находятся на грани исчезновения (Bogan, 1993; Araujo, Ramos, 2000; Huff et al, 2004; Frank, Gerstmann, 2007; Geist, 2010; Oulasvirta, 2011; Клишко, 2012; Klishko, Bogan, 2013). Видовое разнообразие жемчужниц изучается в целях их сохранения в связи с повсеместным усилением антропогенного воздействия на природные водоемы. Видовой статус жемчужниц рода Margaritifera подтвержден молекулярно-генетическим исследованием (Araujo, Ramos, 2000; Huff et al., 2004). Статус видов рода Dahurinaia подвергался сомнению (Smith, 2001) либо совсем не признавался (Graf, 2007). Даже выделение самостоятельных родов Dahurinaia Starobogatov, 1970 и Kurilinaia Zatravkin et Bogatov, 1989 считается необоснованным (Huff et al., 2004; Graf, 2007). По мнению зарубежных малакологов, все компараторные виды рода Dahurinaia представляют один вид Margaritifera dahurica Middendorff, 1850, а из шести видов рода Kurilinaia валидными считаются Margaritifera laevis Haas, 1910, M. middendorff Rosen, 1926 и M. togakushiensis Kondo and Kobajashi, 2005 (Graf, 2007). Остро обсуждался также вопрос о числе видов европейской жемчужницы M. margaritifera Linnaeus, 1758, распространенной на северо-западе России (Сергеева и др., 2008; Богатов, 2009, 2013; Болотов и др., 2013; Ворошилова, 2013).
Жемчужницы, обитающие в водоемах верховья бассейна Амура на территории Забайкалья (Россия), до настоящего времени были слабо изучены.
Считалось, что в этом регионе, представляющем крайнюю западную границу распространения дальневосточных жемчужниц рода Вакыгтша, обитают четыре вида (Старобогатов и др., 2004; Богатов, 2012). По данным исследований, проведенных в последние годы, их состав дополняли Kurilinaia 1аеу1з Иаа8, 1910, К. zatrawkini Zatravkin е! Во§аШ^ 1989 и Б. transbaicalica К^Ико, 2008 (Клишко, 2008; К^Ико, 2009). Первые два вида были сведены в синонимы М. laevis Копёо, КоЬа-]а8Ы, 2005, последний был переопределен с помощью модифицированного компараторного метода и сведен в синоним Б. ussuriensis Во§а!о^ Рго2о-rova е! 8!агоЬо§а!о^ 2003 (Богатов, 2012).
Цель работы — определить с помощью молеку-лярно-генетического анализа видовой статус жемчужниц, обитающих в верховье бассейна Амура на территории Забайкалья, установить изменчивость их морфологических характеристик в большом диапазоне длин раковин и оценить разными статистическими методами морфологическую дискретность видов рода Dahurinaia в существующем определении.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Материал для молекулярно-генетического исследования жемчужниц Б. transbaicalica, Б. dahu-rica, Б. ussuriensis, Б. prozorovae Во§а!оу е! 8!аго-Ьо§а!о^ 2003 и Б. tiunovae Bogatov е! Zatravkin, 1987 был собран в 2010—2012 гг. из рек Ингода, Оленгуй, Онон и Нерча. У живых моллюсков вырезали кусочки ткани ноги и сразу фиксировали
96%-ным этанолом для молекулярно-генетиче-ского изучения, которое было выполнено в Институте экологических проблем Севера УрО РАН. Полученные данные (сиквенсы) исследования жемчужниц из Забайкалья были депонированы в GenBank.
Выделение тотальной клеточной ДНК моллюсков было выполнено с использованием реагента Diatom™ DNA Prep 200 kit (Laboratoriya Isogen LLC, Москва) согласно протоколу производителя. Для амплификации гена COI были использованы праймеры LCO1490 и модифицированный вариант HCO2198 (Folmer et al., 1994). Смесь для полимеразной цепной реакции (ПЦР)+ содержала ~200 нг тотальной клеточной ДНК, 10 пмоль каждого праймера, 5 нмоль каждого dNTP, 2.5 мкл ПЦР-буфера (с 10 х 2 ммоль MgCl2), 0.8 ед. Tag ДНК-полимеразы (SybEnzyme Ltd., Россия) и H2O для конечного объема 25 мкл. Температурно-временной профиль ПЦР был следующим: 95°С (4 мин), 30—35 циклов при 95°С (50 с), 52°С (50 с), 72°С (50 с) и финальный при 72°С (5 мин). Анализ продуктов ПЦР проводили с использованием автоматического секвенатора ABI PRISM ® 3730 (Applied Biosystems, США). Полученные результаты были проанализированы с использованием компьютерной программы BioEdit 7.0.9.
Для статистического анализа морфологических характеристик жемчужниц были использованы раковины, собранные в 2006—2013 гг. из оз. Арей и рек Ингода, Оленгуй, Нерча, Онон, Унда, Иля, Агуца, Аргунь, Шилка. Озеро и реки расположены в верховье бассейна Амура на территории Забайкальского края. Дополнительно был использован сбор раковин жемчужниц (290 экз.) из р. Ингода, массовая гибель которых произошла в 2011 г. в результате сброса загрязнений. Всего для статистического анализа использовано >600 раковин длиной от 42 до 217 мм. Для определения морфологических характеристик раковины и расчета их соотношений (B/H, B/L и H/L) измеряли ее длину (L), максимальную высоту (H) и выпуклость (B) с точностью до 0.1 мм. Для оценки размерной изменчивости этих соотношений были построены графики зависимости каждого из них от длины раковины и определены коэффициенты корреляции. Дискриминантный анализ был выполнен по комплексу морфологических характеристик, результат которого суммарно описывает значительный объем информации о закономерностях их вариации и коррелиро-ванности. Определения и сравнения контуров фронтального сечения створок в качестве диагностического признака не проводили, поскольку убедительно доказано, что используемый для этого компараторный метод не корректен, особенно
для раковин крупных размеров (Сергеева и др., 2008; Болотов и др., 2013; Ворошилова, 2013).
Анализ морфометрических данных жемчужниц был выполнен методами статистического анализа с помощью программ Microsoft Excel 2007 и Statistica 6.1.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В результате молекулярно-генетического анализа выявлено, что все пять видов жемчужниц рода Dahurinai, обитающих в Забайкальском крае, принадлежат к одному виду — M. dahurica Midden-dorff, 1850. Сравнение у них нуклеотидной последовательности гена COI мтДНК (GenBank no. KJ161524—616530), в том числе у D. transbaicali-ca (GenBank no. JX497736-JX497739), показало 100%-ное сходство с таковой у M. dahurica из р. Комиссаровки Приморского края (GenBank no. AY579123). Таким образом генетическая информация у D. transbaicalica и у остальных видов рода Dahurinaia оказалась полностью идентичной.
Оценку морфологической дискретности видов рода Dahurinaia проводили по основному диагностическому признаку раковины (B/H) и дополнительным признакам (B/L и H/L), используя большую выборку жемчужниц с длинами раковин от 42 до 217 мм. Для удобства изложения анализа изменчивости морфологических характеристик жемчужниц уже с позиции биологического вида M. dahurica таксоны, считающиеся видами рода Dahurinaia, обозначены как формы (f.). Значения B/H, B/L и H/L у форм жемчужниц из разных мест обитания, значительно варьируя и изменяясь с увеличением длины раковин, образуют непрерывные вариационные ряды (рис. 1). На графике они представляют собой области точек распределения обсуждаемых форм жемчужниц в диапазонах длин их раковин. Область варьирования B/H у f. prozorovae (не более 0.45) согласно определительным ключам (Bogatov et al., 2003; Старобогатов и др., 2004) расположена в размерном интервале раковин 44—153 мм (рис. 1a). Их принадлежность к f. prozorovae по значениям B/H за пределами длины 60—110 мм подтверждается соответствующими значениями B/L (<0.222), граничащими с f. dahurica (рис. 1б). Без перерыва (хиатуса) от f. prozorovae расположена область варьирования B/H f. dahurica (0.45—0.52) при длинах раковин 42—170 мм. Также без хиатуса расположена область варьирования B/H f. ussuriensis (0.52—0.62) при длинах раковин от 103 до 193 мм. В области варьирования B/H 0.62—0.72 распределяется f. tiunovae при длине раковин 140—196 мм, а в области наибольшего варьирования B/H (0.55—0.75) — f. transbaicalica с длиной раковин 145—217 мм.
0.75
0.65
0.55
0.45
(а)
Зона предполагаемого хиатуса
х *
^ * «Ч
4, 5
++
0.40
40 60 80 100 120 140 160
Длина раковины, мм
180
200
220
Рис. 1. Области распределения значений варьирующих морфометрических соотношений раковины у разных форм жемчужниц. 1 — £рго7,ого\ав, 2 — Г. ёаНыпса, 3 — £ шзыгкти, 4 — Г. Иыпоуав, 5 — £ П-атЪакаИса; для рис. 1 и 3.
3
1
По определительным ключам (Во§а1оу в1 а1, 2003; Старобогатов и др., 2004) значения В/НГ. Иыпоуав должны быть не менее 0.65, и тогда между Г. Ы88Ыг1вт1з и Г. Иыпоуав должен быть хиатус, оправдывающий выделение последнего как самостоятельного вида. Однако в выборке их раковин он отсутствует, а в зону предполагаемого хиатуса входят особи Г. Ы88Ыг1вт1з, Г. Иыпоуав и Г. 1гатЪашаЫса с промежуточными значениями этого признака. При этом Г. ШтЪашаЫса легко отличалась от Г. ыззыггвтгз, Г. Иыпоуав и других по форме кардинального зуба правой створки (Клишко, 2008).
Значения В/Ь и Н/Ь с увеличением длины раковины изменяются в меньшем диапазоне, но со значительным перекрыванием у всех обсуждаемых форм жемчужниц (рис. 1б, в). При этом у Г. рго^огоуав, Г.
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.