БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2014, том 40, № 2, с. 137-142
УДК 576.316.7+597.584.4 ЦИТОГЕНЕТИКА
КАРИОТИП СЕВЕРНОЙ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЙ ШИРОКОЛОБКИ MEGALOCOTTUS PLATYCEPHALUS PLATYCEPHALUS (PALLAS, 1814) (PISCES: COTTIDAE) ИЗ ЗАЛИВА ОДЯН ОХОТСКОГО МОРЯ
© 2014 г. И. Н. Морева, С. А. Борисенко
Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН, Владивосток 690041
e-mail: irruz@yandex.ru
Статья принята к печати 6.06.2013 г.
Исследован кариотип северной дальневосточной широколобки Megalocottus platycephalus platycephalus (Pallas, 1814) (семейство Cottidae) из зал. Одян Охотского моря. Кариотип стабилен: 2n = 42 (2 метацентрические, 2 субмета-субтелоцентрические, 30 субтелоцентрических и 8 акроцентрических хромосом), NF = 44+2. С помощью метода Ag-окрашивания ядрышковые организаторы (ЯО) выявлены в теломерных участках коротких плеч двух крупных субтелоцентрических хромосом. Отмечена изменчивость по числу как ядрышкообразующих хромосом, так и окрашиваемых блоков ЯО. Проведен сравнительный анализ кариотипов M. p. platycephalus и ранее исследованных видов рода Myoxocephalus из Японского и Охотского морей. Показаны их значительное сходство по основным признакам кариотипа и различие по числу и локализации ЯО.
Ключевые слова: северная дальневосточная широколобка, Megalocottus platycephalus platycephalus, карио-тип, ЯО.
Karyotype of the flathead sculpin Megalocottus platycephalus platycephalus (Pallas, 1814) (Pisces: Cottidae) from Odyan Bay, Sea of Okhotsk. I. N. Moreva, S. A. Borisenko (A.V. Zhirmunsky Institute of Marine Biology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok 690041)
This study deals with the karyotype of the flathead sculpin Megalocottus platycephalus platycephalus (Pallas, 1814) (family Cottidae) from Odyan Bay of the Sea of Okhotsk. The karyotype is stable: 2n = 42 (2 metacentric, 2 submeta-sub-telocentric, 30 subtelocentric, and 8 acrocentric chromosomes), NF = 44+2. The nucleolar organizer (NO) were identified using Ag-banding in the telomere parts of the short arms of two large subtelocentric chromosomes. Variations in the number of nucleolar organizer chromosomes and in the number of NO-staining blocks were found. Comparison of the karyotype of M. p. platycephalus with the karyotypes of previously studied species of the genus Myoxocephalus from the Sea of Japan and the Sea of Okhotsk revealed their significant similarity in the main features and difference in the number and localization of NO. (Biologiya Morya, 2014, vol. 40, no. 2, pp. 137-142).
Keywords: flathead sculpin, Megalocottus platycephalus platycephalus, karyotype, NO.
Семейство керчаковых, или рогатковых (Cottidae), - многочисленная и сложная по составу группа рыб. Центральное положение в семействе занимает большая группа бычков-керчаков подсемейства Myoxocephalinae, к которой относится род Megalocottus. Род Megalocottus монотипический, он включает один вид Megalocottus platycephalus (Gill, 1861), в котором выделяют два подвида: северная дальневосточная широколобка M. platycephalus platycephalus (Pallas, 1814) и южная дальневосточная широколобка M. platycephalus taeniopterus (Kner, 1868) (см.: Неелов, 1979; Eschmeyer, 1998). Подвиды широко распространены в прибрежных водах окраинных морей северо-западной части Тихого океана (Федоров и др., 2003; Соколовский и др., 2007). Центром видообразования рода Megalocottus, согласно гипотезе Шмидта (1950), является северная часть Охотского моря.
Морфологические особенности M. p. platycephalus и M. p. taeniopterus достаточно хорошо изучены (Солдатов, Линдберг, 1930; Шмидт, 1950; Андрияшев,
1954; Неелов, 1979), однако единое мнение о систематическом положении рода Megalocottus отсутствует. По морфологическим признакам этот род очень близок к роду Myoxocephalus и некоторыми исследователями рассматривается как его младший синоним (Таранец, 1941). Существует также точка зрения о целесообразности выделения широколобок в самостоятельный род Megalocottus (Шмидт, 1950; Неелов, 1979).
Генетически подвиды М. р. platycephalus и М. р. taeniopterus исследованы крайне слабо. На основании изучения митохондриального гена цитохром оксидазы 1 (С01) была показана значительная близость родов Megalocottus и Myoxocephalus (Kartavtsev е! а1., 2009). Генетические исследования M. р. platycephalus из предполагаемого центра видообразования подвида до настоящего времени не проводились. Поэтому одним из этапов для уточнения вопросов о происхождении, родственных отношениях, направлениях, механизмах и темпах эволюции керчаковых рыб может быть изучение кариотипов керчаков охотоморского бассейна.
Цель настоящей работы - описание кариотипа M. p. platycephalus из северной части Охотского моря и сравнение его с кариотипами ранее изученных близкородственных видов рода Myoxocephalus (Миллер, 2000; Рязанова, 2005, 2007; Рязанова и др., 2008; Рязанова, Фролов, 2009) для выяснения их кариологической дифференциации, степени дивергенции кариотипов и филогенетических отношений между исследованными видами и формами.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Исследованы кариотипы восьми особей Megalocottus platycephalus platycephalus (5 самок, 3 самца), выловленных в зал. Одян Тауйской губы Охотского моря. В заливе рыб ловили удочкой, в устье р. Кулькуты - руками среди камней во время отлива. Видовую принадлежность устанавливали по внешним морфологическим признакам (Неелов, 1979).
Хромосомные препараты готовили из суспензии клеток переднего отдела почки рыб методом воздушного высушивания (Kligerman, Bloom, 1977) с небольшими модификациями (Рязанова, 2005). Для выявления ядрышковых организаторов (ЯО) применяли метод Ag-окрашивания (Howell, Black, 1980). В случае осаждения гранул серебра на стекло препарат помещали на 5 мин в 5% раствор гипосульфита натрия для их отмывки.
В метафазных пластинках выделяли хромосомы нескольких морфологических типов. Равноплечие метацентрические (М) и неравноплечие субметацентрические (СМ) хромосомы относили к двуплечим, субтелоцентрические (СТ) с очень коротким вторым плечом и акроцентрические (А) с невидимым вторым плечом - к одноплечим. Размеры коротких плеч второй пары хромосом не позволяют однозначно определить их морфологию (СМ или СТ), поэтому число хромосомных плеч обозначено с учетом обоих возможных вариантов: NF = 44+2.
Для сравнения проанализированы кариотипы видов рода Myoxocephalus: япономорского M. stelleri (см.: Миллер, 2000), M. brandtii (см.: Рязанова, 2005), M. jaok (см.: Рязанова, 2007), M. ochotensis (см.: Рязанова и др., 2008), охотоморско-го M. stelleri (см.: Рязанова, Фролов, 2009) и европейского M. scorpius (см.: Васильев, 1985) керчаков. В кариотипах некоторых исследованных видов рода Myoxocephalus выделена пара хромосом неопределенной морфологии (СМ или СТ), поэтому в числе хромосомных плеч указаны два дополнительных хромосомных плеча: +2 (Рязанова, 2008).
РЕЗУЛЬТАТЫ
Описание кариотипа Megalocottus platycephalus platycephalus составлено по результатам анализа 213 рутинно окрашенных метафазных пластинок (табл. 1). Кариотип: 2n = 42, NF = 44+2, включает 2 М, 2 СМ-СТ, 30 СТ и 8 А хромосом (табл. 1, рис. 1А). М хромосомы (рис. 1А: пара 1) хорошо идентифицируются во всех метафазных пластинках. Вторая пара хромосом определена нами как СМ-СТ. Эти хромосомы крупнее первой пары М хромосом. Первые две пары СТ хромосом (рис. 1А: пары 3, 4) выделяются большими размерами и хорошо выраженными короткими плечами. Остальные 13 пар СТ хромосом среднего и мелкого размера (рис. 1А: пары 5-17) с менее выраженными короткими плечами. Эти
Таблица 1. Число хромосом в клетках переднего отдела почки северной дальневосточной широколобки Megalocottus platycephalus platycephalus
Номер, пол особи Число клеток Всего метафазных пластинок
2n < 42, NF ф 44+2 2n = 42, NF = 44+2 2n > 42, NF ф 44+2
1, самка 4 33 - 37
2, самка 3 24 - 27
3, самка 8 32 1 41
4, самка 3 23 - 26
5, самка - 13 - 13
6, самец 4 22 1 27
7, самец - 14 1 15
8, самец - 27 - 27
Всего клеток 22 188 3 213
Доля, % 10.3 88.3 1.4 100
Примечание. "-" - клетки отсутствуют.
хромосомы выделены в отдельный ряд и расположены в порядке уменьшения их размера. А хромосомы (рис. 1А: пары 18-21) также расположены в порядке уменьшения их размера. По размерам первая пара А хромосом (рис. 1А: пара 18) не отличается от первых двух пар крупных СТ хромосом (рис. 1А: пары 3, 4).
Пары М, СМ-СТ хромосом, две пары крупных СТ хромосом и пара крупных А хромосом хорошо идентифицируются во всех исследованных метафазных пластинках и определены нами как маркерные в кариотипе M. p. platycephalus.
Изменчивости по числу и морфологии хромосом не обнаружено, различия между кариотипами самцов и самок не выявлены. Встречаемость отдельных клеток с меньшим или большим числом хромосом (табл. 1) можно объяснить методическими погрешностями при изготовлении препаратов.
Проанализированы 110 метафазных пластинок, окрашенных азотнокислым серебром (табл. 2). ЯО выявлены в теломерных участках коротких плеч пары СТ хромосом (рис. 1Б). По размерам эта пара соответствует первой паре крупных маркерных СТ хромосом (рис. 1А, Б: пара 3) в кариотипе M. p. platycephalus. В интерфазных ядрах окрашивались одно или два ядрышка (табл. 2). Наблюдалась изменчивость в виде разного количества (одна или две) ядрышкообразующих хромосом (ЯО-хромосом) в клетке (табл. 2) и по числу окрашиваемых блоков (одинарные, двойные, а у одной особи -тройные) ЯО в хромосоме (рис. 1Б: пара 3).
ОБСУЖДЕНИЕ
Кариотип Megalocottus platycephalus platycephalus (2п = 42, № = 44+2) (табл. 1, рис. 1А), как и у большинства исследованных ранее дальневосточных видов рода Myoxocephalus (Миллер, 2000; Рязанова, 2005, 2007; Рязанова и др., 2008; Рязанова, Борисенко, 2009; Рязанова, Фролов, 2009), стабилен по числу хромосом. Васильев (1985) описал изменчивость по числу хромо-
Рис. 1. Кариограмма (А) и фрагменты кариотипов (Б) северной дальневосточной широколобки Megalocottus р1а1усерка1ы$ р1а1усерка1ы$ из зал. Одян Охотского моря: 2п = 42, ОТ = 44+2; М - мета-, СМ-СТ - субмета-субтело-, СТ - субтело-, А - акроцентрические хромосомы. Я
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.