ПЕРША ЗНАХІДКА ТРИПЛОЇДНИХ ГІБРИДНИХ ЖАБ PELOPHYLAX ESCULENTUS (ANURA: RANIDAE) В БАСЕЙНІ РІЧКИ МОЖ (ХАРКІВСЬКА ОБЛ., УКРАЇНА)
Анотація
Pelophylax esculentus – міжвидовий гібрид озерної жаби P. ridibundus та ставкової жаби P. lessonae. Гібриди зазвичай представлені диплоїдними і триплоїдними формами, які співіснують і схрещуються з одним або обома батьківськими видами в геміклональних популяційних системах (ГПС). Басейн річки Сіверський Донець відомий своїми різноманітними ГПС і був описаний як Сіверсько-Донецький центр різноманіття зелених жаб. У його межах було описано три субрегіони на основі особливостей складу ГПС (диплоїдні – R-E, з триплоїдами – R-EEp і R-Epf лише з триплоїдними самками серед гібридів). Наявність триплоїдних P. esculentus раніше була підтверджена лише для двох із трьох субрегіонів басейну річки Сіверський Донець, тоді як третій, R-E-субрегіон (включаючи р. Мож), вважався населеним лише диплоїдами. В даній статті ми представляємо результати аналізу плоїдності та складу геному як дорослих зелених жаб, так і цьогорічків у ставку в с. Тимченки (басейн р. Мож, Харківська область, Україна). Три вибірки жаб були зібрані у вересні 2019, червні 2020 та серпні 2021 року (всього 109 дорослих особин і 56 молодих особин) та проаналізовані за морфологічними особливостями, а також з використанням методів цитометрії еритроцитів (сухі мазки), каріології кісткового мозку та флуоресцентного фарбування (за допомогою DAPI). Ми виявили 2 триплоїдних самці серед дорослих і 5 триплоїдів обох статей серед цьогорічків. Загальне співвідношення триплоїдів за віком різко змінюється (9% серед цьогорічків проти 1% серед дорослих), але незначуще (p=0,078). Розмір еритроцитів, що вказує на межу між дорослими ди- і триплоїдами, був встановлений як 28 мкм для цієї системи; для цьогорічків така межа не є очевидною. Усі триплоїди мали склад геному LLR (тобто два геноми P. lessonae та один геном P. ridibundus). За більшістю диплоїдних P. esculentus та наявністю триплоїдів система у Тимченках виявилася схожою на деякі інші ГПС (системи Корякова та Іськова ставків) в інших субрегіонах, які характеризуються присутністю триплоїдів. Наявність триплоїдів, всупереч попереднім даним щодо цього регіону, може пояснюватись декількома гіпотезами: (1) рідкісні знахідки триплоїдів; (2) їх міграція чи міграція P. esculentus, які продукують 2n-гамети; (3) нова особливість розмноження P. esculentus, що виникла нещодавно.
Ключові слова
Повний текст:
PDF (English)Посилання
Bіlyaev І., Bondarenko G., Harbuz D., DrohvalenkoM., Servatovs'ka Ye., Sudarenko Yu., Teplenko Yu., Fedorova A., Shabanov D. (2018) Sklad ta zmіni tr'oh gemіklonal'nih populyacіjnih sistem zelenih zhab NPP «Gomіl'shans'kі lіsi». All-Ukrainian scientific conference «State and biodiversity of ecosystems of Shatsk National Nature Park and other protected areas» (Shatsk, September 13-16, 2018). Lviv: SPOLOM, p. 21.
Biriuk O.V., Shabanov D.A., Korshunov A.V., Borkin L.J., Lada G.A., Pasynkova R.A., Rosanov J.M., Litvinchuk S.N. (2016) Gamete production patterns and mating systems in water frogs of the hybridogenetic Pelophylax esculentus complex in northeastern Ukraine. Journal of zoological systematics and evolutionary research 54(3): 215–225. https://doi.org/10.1111/jzs.12132
Birstein V.J. (1984) Localization of NORs in karyotypes of four Rana species. Genetica 64: 149–154. https://doi.org/10.1007/BF00115338
Bondarieva A.A., Bibik Yu.S., Samilo S.M., Shabanov D.A. (2012) Erythrocytes cytogenetic characteristics of green frogs from Siversky Donets centre of Pelophylax esculentus complex diversity. The Journal of V. N. Karazin Kharkiv National University. Series: biology 15: 116-123. (in Russian)
Borkin L.J., Korshunov A.V., Lada G.A., Litvinchuk S.N., Rosanov J.M., Shabanov D.A., Zinenko A.I. (2004) Mass occurrence of polyploid green frogs (Rana esculenta complex) in eastern Ukraine. Russian Journal of Herpetology 11: 194–213.
Christiansen D.G., Reyer H.U. (2009) From clonal to sexual hybrids: genetic recombination via triploids in all-hybrid populations of water frogs. Evolution 63(7): 1754–1768.
Dedukh D., Krasikova A.. (2021) Delete and survive: strategies of programmed genetic material elimination in eukaryotes. Biological Reviews. https://doi.org/10.1111/brv.12796
Dedukh D., Litvinchuk S., Rosanov J., Mazepa G., Saifitdinova A., Shabanov D., Krasikova A. (2015) Optional endoreplication and selective elimination of parental genomes during oogenesis in diploid and triploid hybrid European water frogs. PLoS One 10(4): e0123304. https://doi.org/10.1371/journal. pone.0123304
Dedukh D., Litvinchuk S., Rosanov J., Shabanov D., Krasikova A. (2017) Mutual maintenance of di- and triploid Pelophylax esculentus hybrids in R-E systems: results from artificial crossings experiments. BMC Evol. Biol. 17:220. https://doi.org/10.1186/s12862-017-1063-3
Drohvalenko M.O., Makaryan R.M., Biriuk O.V., Korshunov O.V., Shabanov D.A. (2019) The paradox of the reproduction of triploid Pelophylax esculentus in the hemiclonal population systems in Brusivka (Donetsk region) and Kreminna (Lugansk region). The Journal of V. N. Karazin Kharkiv National University 29: 142-150. (in Russian)
Graf J.D., Polls-Pelaz M. (1989) Evolutionary genetics of the Rana esculenta complex. In: Evolution and ecology of unisexual vertebrates Eds.: R.N. Dawley, J.P. Bogart. Albany, New York: New York State Museum Publications, p. 289–302.
Günther R., Uzzell T., Berger L. (1979) Inheritance patterns in triploid Rana “esculenta” (Amphibia, Salientia). Mitteilungen des Zoologischen Museums Berlin 55: 35–57.
Haczkiewicz K., Ogielska M. (2013) Gonadal sex differentiation in frogs: how testes become shorter than ovaries. Zoological science 30(2): 125-134. https://doi.org/10.2108/zsj.30.125
Hoffman A., Plötner J., Pruvost N.B.M, Christiansen D.G., Röthlisberger S., Choleva L., Mikulíček P., Cogălniceanu D., Sas-Kovács I., Shabanov D., Morozov-Leonov S., Reyer H.-U. (2015) Genetic diversity and distribution patterns of diploid and polyploid hybrid water frog populations (Pelophylax esculentus complex) across Europe. Mol Ecol. 24: 4371–4391. https://doi.org/10.1111/mec.13325
Meleshko O.V., Korshunov O.V., Shabanov D.A. (2014) The study of three hemiclonal population systems Pelophylax esculentus complex from the Seversko-Donetskiy center of green frogs diversity. The Journal of V. N. Karazin Kharkiv National University. Series: biology 20(1100): 153-158.
Ogielska M., Kierzkowski P., Rybacki M. (2004) DNA content and genome composition of diploid and triploid water frogs belonging to the Rana esculenta complex (Amphibia, Anura). Canadian Journal of Zoology 82(12): 1894-1901. https://doi.org/10.1139/z04-188
Ogielska-Nowak M. (1978) DNA content in erythrocyte nuclei of diploid and triploid green frog hybrid of Rana esculenta L. complex. Zool. Pol 27: 109-115.
Plötner J. (2005) Die westpaläarktischen Wasserfrösche: von Märtyrern der Wissenschaft zur biologischen Sensation. Bielefeld: Laurenti.
Pruvost N.B.M., Hoffmann A., Reyer H.-U. (2013) Gamete production patterns, ploidy, and population genetics reveal evolutionary significant units in hybrid water frogs (Pelophylax esculentus). Ecol Evol. 3(9): 2933–2946. https://doi.org/10.1002/ece3.687
Ragghianti M., Guerrini F., Bucci S., Mancino G., Hotz H., Uzzell T., Guex G.D. (1995) Molecular characterization of a centromeric satellite DNA in the hemiclonal hybrid frog Rana esculenta and parental species. Chromosom Res. 3(8): 497–506. https://doi.org/10.1007/BF00713965
Shabanov D., Vladymyrova M., Leonov A., Biriuk O., Kravchenko M., Mair Q., Melesko O., Newman J., Usova O., Zholtkevych G. (2020) Simulation as a Method for Asymptotic System Behavior Identification (e.g. Water Frog Hemiclonal Population Systems). In: Information and Communication Technologies in Education, Research, and Industrial Applications. Eds.: V. Ermolayev, F. Mallet, V. Yakovyna, H.C. Mayr, A. Spivakovsky, editors. Cham: Springer International Publishing, p. 392–414. (Communications in Computer and Information Science). https://doi.org/10.1007/978-3-030-39459-2_18
Shabanov D.A. (2015) Evolutionary ecology of population systems of green frogs’ hybridogenetic complex (Pelophylax esculentus complex) from Left Bank forest-steppes of Ukraine. Dissertation for a degree of Doctor of Biological Sciences by specialty 03.00.16 – Ecology. Oles’ Gonchar Dnipropetrovsk National University. Dnipropetrovsk. (in Russian)
Svinin A.O., Dedukh D.V., Borkin L.J., Ermakov O.A., Ivanov A.Y., Litvinchuk J.S., Zamaletdinov R.I., Mikhaylova R.I., Trubyanov A.B., Skorinov D.V., Rosanov Yu.M. Litvinchuk S.N (2021) Genetic structure, morphological variation, and gametogenic peculiarities in water frogs (Pelophylax) from northeastern European Russia. J Zool Syst Evol Res 59(3): 646-662. https://doi.org/10.1111/jzs.12447
Svinin A.O., Litvinchuck S.N., Borkin L.J., Rosanov J.M. (2013) Distribution and population system types of green frogs (Pelophylax Fitzinger, 1843) in Mari El Republic. Curr. Stud. Herpet. 13(3/4): 137-147. (in Russian)
Tunner H.G. (1973) Demonstration of the hybrid origin of the common green frog Rana esculenta. Naturwissenschaften 60: 481–482.
DOI: https://doi.org/10.34142/2708-5848.2021.23.2.04
Посилання
- Поки немає зовнішніх посилань.