Карликовая мальма Salvelinus malma (Salmonidae) из горных озёр субнивального пояса Камчатки

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Гольцы рода Salvelinus (Salmonidae) демонстрируют спектр вариантов гетерохроний онтогенеза, приводящий к появлению контрастных внутривидовых фенотипов. Мы исследовали жилые изолированные популяции гольца-мальмы Salvelinus malma из холодноводных озёр субнивальной зоны Камчатки и обнаружили ранее не описанный для вида тренд педоморфоза. Специализация связана с торможением соматического роста в сравнении с широко распространённой на Камчатке проходной и озёрно-речной мальмой из открытых водных систем. Молодь из изолированных озёр отличается сравнительно высокой жирностью мышечной ткани. При этом темпы полового созревания и морфологической дифференциации остаются близки к таковым у мигрантной мальмы, педоморфоз в строении черепа проявляется незначительно, число сериальных элементов не снижается. Мальма из изолированных горных озёр к восьми-девяти годам не вырастает крупнее 20 см, средний возраст в её нерестовых группировках составляет 6.2 года (мигрантная мальма в среднем живёт столько же и вырастает в 1.6–2.0 раза крупнее). Карликовость возникает за малое число поколений, поскольку фенотипически сходные варианты обнаружены в популяциях возрастом как более 12 000, так и менее 400 лет.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. В. Есин

Институт проблем экологии и эволюции РАН – ИПЭЭ РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: evgesin@gmail.com
Россия, Москва

Д. А. Медведев

Институт проблем экологии и эволюции РАН – ИПЭЭ РАН

Email: evgesin@gmail.com
Россия, Москва

Н. Б. Коростелев

Институт проблем экологии и эволюции РАН – ИПЭЭ РАН

Email: evgesin@gmail.com
Россия, Москва

Г. Н. Маркевич

Институт проблем экологии и эволюции РАН – ИПЭЭ РАН

Email: evgesin@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Глубоковский М.К. 1995. Эволюционная биология лососевых рыб. М.: Наука, 343 с.
  2. Есин Е.В. 2015. Ручьевая мальма Salvelinus malma полуострова Камчатка // Вопр. ихтиологии. Т. 55. № 2. С. 180–195. https://doi.org/10.7868/S0042875215020083
  3. Куренков И.И. 2005. Зоопланктон озер Камчатки. Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатНИРО, 178 с.
  4. Лапин Ю.Е., Юровицкий Ю.Г. 1959. О внутривидовых закономерностях созревания и динамики плодовитости у рыб // Журн. общ. биологии. Т. 20. № 6. С. 439–446.
  5. Мурза И.Г., Христофоров О.Л. 1991. Определение степени зрелости гонад и прогнозирование возраста достижения половой зрелости у атлантического лосося и кумжи. Л.: Изд-во ГосНИОРХ, 102 с.
  6. Озернюк Н.Д. 2000. Биоэнергетика онтогенеза. М.: Изд-во МГУ, 259 с.
  7. Певзнер М.М. 2015. Голоценовый вулканизм Срединного хребта Камчатки. М.: ГЕОС, 252 с.
  8. Пичугин М.Ю., Сидоров Л.К., Гриценко О.Ф. 2006. О ручьевых гольцах южных Курильских островов и возможном механизме образования карликовых форм мальмы Salvelinus malma curilus // Вопр. ихтиологии. Т. 46. № 2. С. 224–239.
  9. Савваитова К.А. 1989. Арктические гольцы (структура популяционных систем, перспективы хозяйственного использования). М.: Агропромиздат, 224 с.
  10. Черешнев И.А., Волобуев В.В., Шестаков А.В., Фролов С.В. 2002. Лососевидные рыбы Северо-Востока России. Владивосток: Дальнаука, 496 с.
  11. Чурова М.В., Мещерякова О.В., Немова Н.Н., Шатуновский М.И. 2010. Соотношение роста и некоторых биохимических показателей рыб на примере микижи Parasalmo mykiss Walb. // Изв. РАН. Сер. биол. № 3. С. 289–299.
  12. Шишкин М.А. 2016. Эволюция онтогенеза и природа гетерохроний // Палеонтол. журн. № 2. С. 11–25. https://doi.org/10.7868/S0031031X16020082
  13. Шкиль Ф.Н., Лазебный О.Е., Капитанова Д.В. и др. 2015. Онтогенетические механизмы взрывной морфологической дивергенции пучка видов крупных африканских усачей р. Labeobarbus (Cyprinidae; Teleostei) оз. Тана, Эфиопия // Онтогенез. Т. 46. № 5. С. 346–359. https://doi.org/10.7868/S0475145015050080
  14. Alberch P., Gould S.J., Oster G.F., Wake D.B. 1979. Size and shape in ontogeny and phylogeny // Paleobiology. V. 5. № 3. P. 296–317. https://doi.org/10.1017/S0094837300006588
  15. Bartha T., Dewil E., Rudas P. et al. 1994. Kinetic parameters of plasma thyroid hormone and thyroid hormone receptors in a dwarf and control line of chicken // Gen. Comp. Endocrinol. V. 96. № 1. P. 140–148. https://doi.org/10.1006/gcen.1994.1166
  16. Boegheim I.J.M., Leegwater P.A.J., van Lith H.A., Back W. 2017. Current insights into the molecular genetic basis of dwarfism in livestock // Vet. J. V. 224. P. 64–75. https://doi.org/10.1016/j.tvjl.2017.05.014
  17. De Beer G.R. 1958. Embryos and ancestors. Oxford: Clarendon Press, 197 p.
  18. Esin E.V., Markevich G.N., Shkil F.N. 2020. Rapid miniaturization of Salvelinus fish as an adaptation to the volcanic impact // Hydrobiologia. V. 847. № 13. P. 2947–2962. https://doi.org/10.1007/s10750-020-04296-w
  19. Esin E.V., Markevich G.N., Melnik N.O. et al. 2021. Ambient temperature as a factor contributing to the developmental divergence in sympatric salmonids // PLoS One. V. 16. № 10. Article e0258536. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0258536
  20. Esin E.V., Shulgina E.V., Shkil F.N. 2023. Rapid hyperthyroidism-induced adaptation of salmonid fish in response to environmental pollution // J. Evol. Biol. V. 36. № 10. P. 1471–1483. https://doi.org/10.1111/JEB.14220
  21. Folch J., Lees M., Sloane Stanley G.H. 1957. A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues // J. Biol. Chem. V. 226. № 1. P. 497–509. https://doi.org/10.1016/S0021-9258(18)64849-5
  22. Gordeeva N.V., Alekseyev S.S., Matveev A.N., Samusenok V.P. 2015. Parallel evolutionary divergence in Arctic charr Salvelinus alpinus (L.) complex from Transbaikalia: variation in differentiation degree and segregation of genetic diversity among sympatric forms // Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 72. № 1. P. 96–115. https://doi.org/10.1139/cjfas-2014-0014
  23. Gould S.J. 2002. The structure of evolutionary theory. Cambridge: Belknap Press, 1433 p. https://doi.org/10.2307/j.ctvjsf433
  24. Grainger E.H. 1953. On the age, growth, migration, reproductive potential and feeding habitats of the Arctic char (Salvelinus alpinus) of Frobisher bay, Baffin Island // J. Fish. Res. Board Can. V. 10. № 6. P. 326–370. https://doi.org/10.1139/f53-023
  25. Guderley H. 2004. Metabolic responses to low temperature in fish muscle // Biol. Rev. V. 79. № 2. P. 409–427. https://doi.org/10.1017/S1464793103006328
  26. Hall В.K. 1998. Evolutionary developmental biology. Dordrecht: Springer, 491 р. https://doi.org/10.1007/978-94-011-3961-8
  27. Kaneshige M., Suzuki H., Kaneshige K. et al. 2001. A targeted dominant negative mutation of the thyroid hormone α1 receptor causes increased mortality, infertility, and dwarfism in mice // PNAS. V. 98. № 26. P. 15095–15100. https://doi.org/10.1073/pnas.261565798
  28. Koseki Y. 2004. Reproductive characteristics of precocious male parr in salmonids: Morphology, physiology, and behavior // Eur. J. For. Res. V. 7. № 2. P. 87–108.
  29. Markevich G.N., Pavlova N.S., Kapitanova D.V., Esin E.V. 2023. Bone calcification rate as a factor of craniofacial transformations in salmonid fish: insights from an experiment with hormonal treatment of calcium metabolism // Evol. Dev. V. 25. № 4–5. P. 274–288. https://doi.org/10.1111/ede.12453
  30. McKinney M.L., McNamara K.J. 1991. Heterochrony. The evolution of ontogeny. N.Y.: Springer, 437 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4757-0773-1
  31. McNamara K.J. 1986. The role of heterochrony in the evolution of Cambrian trilobites // Biol. Rev. V. 61. № 2. P. 121–156. https://doi.org/10.1111/j.1469-185X.1986.tb00464.x
  32. Piras P., Salvi D., Ferrara G. et al. 2011. The role of post-natal ontogeny in the evolution of phenotypic diversity in Podarcis lizards // J. Evol. Biol. V. 24. № 12. P. 2705–2720. https://doi.org/10.1111/j.1420-9101.2011.02396.x
  33. Reilly S.M., Wiley E.O., Meinhardt D.J. 1997. An integrative approach to heterochrony: the distinction between interspecific and intraspecific phenomena // Biol. J. Linn. Soc. V. 60. № 1. P. 119–143. https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.1997.tb01487.x
  34. Smith K.K. 2001. Heterochrony revisited: the evolution of developmental sequences // Ibid. V. 73. № 2. P. 169–186. https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.2001.tb01355.x
  35. Voskoboinikova O.S., Kudryavtseva O.Y., Orlov A.M. et al. 2020. Relationships and evolution of lumpsuckers of the family Cyclopteridae (Cottoidei) // J. Ichthyol. V. 60. № 2. P. 154–181. https://doi.org/10.1134/S0032945220020204

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Места сбора материала на Камчатке и число использованных в анализе особей Salvelinus malma: (juv) – старшая молодь; (♀), (♂) – половозрелые соответственно самки и самцы; () – максимальная глубина, () – направление стока озера. Рядом с названиями водных объектов расположены фотографии обитающих в них рыб (масштаб: 5 см).

Скачать (188KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024