Наследование признаков родительских видов гибридами большого, желтого и крапчатого сусликов (Spermophilus, Sciuridae, Rodentia)

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Изучены особенности наследования размерных, окрасочных и биоакустических признаков большого (Spermophilus major), желтого (S. fulvus) и крапчатого (S. suslicus) сусликов у различных по генетическому статусу гибридов. В гибридном поселении большого и желтого сусликов проанализированы 10 особей S. major, 10 особей S. fulvus и 40 гибридов S. major × S. fulvus; в гибридном поселении большого и крапчатого сусликов – 11 особей S. major, 11 особей S. suslicus и 24 гибрида S. major × S. suslicus. Установлено, что гибридные особи с различным генетическим статусом демонстрируют дифференциацию в векторном пространстве изменчивости признаков родительских видов. При этом отмечается как смещение признаков некоторых категорий гибридов в сторону признаков одного из гибридизирующих видов, так и достоверное отклонение от них. Полученные результаты указывают на повышение уровня изменчивости размерных, окрасочных и биоакустических признаков в гибридных популяциях. Такое размывание дивергентного хиатуса специфических признаков родительских форм происходит в результате формирования дифференцированного гибридного населения. По мере накопления в популяции гибридных особей с различным сочетанием родительских признаков возникает ситуация, когда в этой популяции появляется достаточное количество гибридов с комбинированным сочетанием родительских признаков (Hcomb). Такие гибридные особи в генотипах имеют различные сочетания видоспецифических маркеров в гомозиготном состоянии. По нашим данным, доля таких гибридов в гибридном поселении большого и желтого сусликов составляет 22.5% (n = 40), в гибридном поселении большого и крапчатого сусликов – 12.5% (n = 24). Эта категория гибридных особей может рассматриваться как материал для возможных дальнейших микроэволюционных процессов и процесса видообразования в целом.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. В. Титов

Пензенский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: svtitov@yandex.ru
Россия, Пенза

О. В. Чернышова

Пензенский государственный университет

Email: svtitov@yandex.ru
Россия, Пенза

М. Д. Симаков

Пензенский государственный университет

Email: svtitov@yandex.ru
Россия, Пенза

Н. А. Картавов

Пензенский государственный университет

Email: svtitov@yandex.ru
Россия, Пенза

А. А. Кузьмин

Пензенский государственный технологический университет

Email: svtitov@yandex.ru
Россия, Пенза

Список литературы

  1. Гашев С.Н., 1999. Фотоколориметрирование шкурок млекопитающих с помощью цветного сканера к IBM PC // Материалы междунар. совещ. “Териофауна России и сопредельных территорий” (VI съезд Териол. об-ва). М.: Наука. С. 57.
  2. Громов И.М., Бибиков Д.И., Калабухов Н.И., Мейер М.Н., 1965. Наземные беличьи (Marmotinae). Фауны СССР. Млекопитающие. М.–Л.: Наука. Т. 3. Вып. 2. 467 с.
  3. Громов И.М., Ербаева М.А., 1995. Млекопитающие фауны России и сопредельных территорий (зайцеобразные, грызуны). СПб.: Наука. 641 с.
  4. Денисов В.П., 1961. Отношения малого и крапчатого сусликов на стыке их ареалов // Зоологический журнал. Т. 40. Вып. 7. С. 1079–1085.
  5. Денисов В.П., 1963. Распространение малого суслика в Саратовской области и взаимоотношения этого вида с крапчатым и рыжеватым сусликами в местах смыкания их ареалов. Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Саратов: Саратовский государственный университет. 23 с.
  6. Ермаков О.А., 1996. Большой и малый суслики в Поволжье: их распространение и взаимоотношения. Автореф. дис. … канд. биол. наук. М.: Московский государственный университет. 24 с.
  7. Ермаков О.А., Сурин В.Л., Титов С.В., Тагиев А.Ф., Лукьяненко А.В., Формозов Н.А., 2002. Изучение гибридизации четырех видов сусликов (Spermophilus: Rodentia, Sciuridae) молекулярно-генетическими методами // Генетика. Т. 38. № 7. С. 950–964.
  8. Ермаков О.А., Сурин В.Л., Титов С.В., Зборовский С.С., Формозов Н.А., 2006. Поиск видоспецифических маркеров в Y-хромосоме и их использование при изучении гибридизации сусликов (Spermophilus: Rodentia, Sciuridae) // Генетика. Т. 42. № 4. С. 429–438.
  9. Ермаков О.А., Титов С.В., Сурин В.Л., Формозов Н.А., 2007. Новые сведения о гибридизации сусликов (Spermophilus): находки в Казахстане // VIII съезд Териологического общества. М.: ТНИ КМК. С. 146.
  10. Капитонов В.И., 1966. Распространение сурков в Центральном Казахстане и перспективы их промысла // Труды Ин-та зоол. АН КазССР. Вып. 26. С. 94–134.
  11. Кузьмин А.А., 2009. Зона гибридизации большого (Spermophilus major Pall., 1778) и крапчатого (S. suslicus Güld., 1770) сусликов: экологические, поведенческие и генетические особенности. Автореф. дис. … канд. биол. наук. Москва: Московский государственный университет. 24 с.
  12. Никольский А.А., 1979. Видовая специфика предупреждающего об опасности сигнала сусликов (Citellus, Sciuridae) Евразии // Зоологический журнал. Т. 58. Вып. 8. С. 1183–1193.
  13. Никольский А.А., 1984. Звуковые сигналы млекопитающих в эволюционном процессе. М.: Наука. 199 с.
  14. Никольский А.А., 1992. Экологическая биоакустика млекопитающих. М.: Наука. 120 с.
  15. Никольский A.A., Янина И.Ю., Рутовская M.B., Формозов H.A., 1983. Изменчивость звукового сигнала степного и серого сурков в зоне вторичного контакта // Зоологический журнал. T. 62. Вып. 8. С. 1258–1266.
  16. Никольский А.А., Денисов В.П., Стойко Т.Г., Формозов Н.А., 1984. Звуковой сигнал гибридов первого поколения между малым и крапчатым сусликами (Citellus suslicus × Citellus pygmaeus, Sciuridae, Rodentia) // Зоологический журнал. Т. 63. № 5. С. 1216–1225.
  17. Овсяников Н.Г., 1986. Биографический метод в изучении популяции млекопитающих // Методы исследования в экологии и этологии. Пущино: НЦ биол. иссл. АН СССР. С. 157–168.
  18. Огнев С.И., 1947. Звери СССР и прилежащих стран. Грызуны. М.–Л.: АН СССР. Т. 5. 809 с.
  19. Орлов О.Ю., 1972. Об эволюции цветового зрения у позвоночных // Проблемы эволюции. Т. 2. Новосибирск. С. 145–178.
  20. Панов Е.Н., 1983. Поведение животных и этологическая структура популяции. М.: Наука. 423 с.
  21. Панов Е.Н., 1986. Перспективы изучения гибридных популяций у птиц // Методы исследования в экологии и этологии. Пущино: НЦ биол. иссл. АН СССР. С. 224–242.
  22. Панов Е.Н., 1989. Гибридизация и этологическая изоляция у птиц. М.: Наука. С. 38–59.
  23. Стойко Т.Г., 1985. Экспериментальная гибридизация малого и крапчатого сусликов в природных условиях. Автор. дис. ...канд. биол. наук. М.: ИПЭЭ РАН им. А.Н. Северцова. 17 с.
  24. Титов С.В., 1999. Взаимоотоношения крапчатого и большого сусликов в недавно возникшей зоне симпатрии. Автореф. дис. … канд. биол. наук. М.: Московский государственный университет. 24 с.
  25. Титов С.В., 2003. Особенности репродуктивного поведения крапчатого суслика (Spermophilus suslicus, Rodentia, Sciuridae) в Поволжье // Зоологический журнал. Т. 82. № 11. С. 1381–1392.
  26. Титов С.В., 2004. Репродуктивное поведение большого суслика, Spermophilus major (Rodentia, Sciuridae) // Зоологический журнал. Т. 83. № 9. С. 1148–1159.
  27. Титов С.В., 2009. Популяционные и генетические механизмы межвидовой гибридизации млекопитающих (на примере рода Spermophilus). Автореф. дис. … докт. биол. наук. М.: Московский государственный университет. 48 с.
  28. Титов С.В., Ермаков О.А., Сурин В.Л., Формозов Н.А., Касаткин М.В. и др., 2005. Молекулярно-генетическая и биоакустическая диагностика больших (Spermophilus major Pallas, 1778) и желтых (S. fulvus Lichtenstein, 1823) сусликов из совместного поселения // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отд. Биол. Т. 110. Вып. 4. С. 72–77.
  29. Титов С.В., Ермаков О.А., Шмыров А.А., Кузьмин А.А., Сурин В.Л., Формозов Н.А., 2006. Популяционные особенности межвидовой гибридизации сусликов (Spermophilus: Rodentia, Sciuridae) // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел биол. Т. 111. Вып. 5. С. 36–41.
  30. Титов С.В., Кузьмин А.А., Наумов Р.В., Ермаков О.А., Закс С.С., Чернышова О.В., 2015. Динамика ареалов и современное состояние поселений наземных беличьих в правобережных районах Поволжья (монография). Пенза: ПГУ. 124 с.
  31. Титов С.В., Кузьмин А.А., Закс С.С., Чернышова О.В., 2018. Апробация нового маркера ядерной ДНК для исследований гибридизации крапчатого (Spermophilus suslicus Güld.) и большого (S. major Pall.) сусликов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. № 4 (24). С. 72–79. https://doi.org/10.21685/2307-9150-2018-4-8
  32. Титов С.В., Кузьмин А.А., Симаков М.Д., Картавов Н.А., 2020. Новые данные о гибридизации крапчатого (Spermophilus suslicus Güld.) и большого (Spermophilus major Pall.) сусликов в широкой зоне симпатрии // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. № 1 (29). С. 23–35.
  33. Титов С.В., Чернышова О.В., Симаков М.Д., Кузьмин А.А., 2022. Методика уточненной типизации мтДНК для исследований гибридизации большого (Spermophilus major Pall.) и желтого (S. fulvus Licht.) сусликов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. № 3. С. 65–73.
  34. doi: 10.21685/2307-9150-2022-3-6
  35. Формозов Н.А., Никольский А.А., 1986. Звуковой сигнал гибрида большого и малого сусликов (Citellus major × C. pygmaeus) // Вестник Моск. ун-та. Сер. 16. Биология. № 4. С. 3–8.
  36. Шилова С.А., Савинецкая Л.Е., Касаткин М.В., 2002. Смешанные поселения рыжеватого и желтого сусликов в зоне совместного обитания // Поволжский экологический журнал. № 1. С. 82–84.
  37. Шмыров А.А., Кузьмин Ан.А., Кузьмин Ал.А., Титов С.В., 2011. Успех размножения и направление скрещивания особей в гибридной популяции большого (Spermophilus major) и желтого (S. fulvus) сусликов // Известия РАН. Серия биологическая. № 5. С. 518–523.
  38. Alexander R.D., 1974. Evolution and social behavior // Ann. Rev. Ecol. Syst. № 5. P. 325–383.
  39. Brown W.L., Wilson E.O., 1956. Character displacement // Systematic Zoology. V. 5. P. 49–65.
  40. Buchanan K., Burt de Perera T., Carere C., Carter T., Hailey A. et al., 2012. Guidelines for the treatment of animals in behavioural research and teaching // Anim. Behav. V. 83. P. 301–309.
  41. Chantrey D.F., Workman L., 1984. Song and plumage effects on aggressive display by the European robin Erithacus rubecula // IBIS. V. 126. P. 366–371.
  42. Crook J.H., 1970. Social organization and environment: aspects of cotemporary social ethology // Anim. Behav. V. 18. P. 197–209.
  43. Dayan T., Simberloff D., 2005. Ecological and communitywide character displacement: the next generation // Ecology Letters. V. 8. P. 875–894.
  44. Gerhardt H.C., 1994. Reproductive character displacement of female mate choice in the grey tree frog, Hyla chrysoscelis // Anim. Behav. V. 47. P. 959–969.
  45. Germain R.M., Williams J.L., Schluter D., Angert A.L., 2018. Moving character displacement beyond characters using contemporary coexistence theory // Trends in Ecology & Evolution. V. 33. № 2. https://doi.org/10.1016/j.tree.2017.11.002
  46. Grant P.R., 1972. Convergent and divergent character displacement // Biological Journal of the Linnaean Society. V. 4. P. 39–68.
  47. Harrison R. G., 1990. Hybrid zones: windows on the evolutionary process // Ox. surv. Ev. Biol. № 7. P. 69–128.
  48. Hewitt G.M., 1988. Hybrid zones – natural laboratories for evolutionary studies // Trends Ecol. Ev. № 3. P. 158–167.
  49. Hewitt G.M., 2001. Speciation, hybrid zones and phylogeography – or seeing genes in space and time // Mol. Ecol. № 10. P. 537–549.
  50. Jacobs G.H., 2009. Evolution of colour vision in mammals // Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. V. 364(1531). P. 2957–2967. https://doi.org/10.1098/rstb.2009.0039
  51. Jacobs G. H., Neitz J., Crognale M., 1985. Spectral sensitivity of ground squirrel cones measured with ERG flicker photometry // J. Comp. Physiol. A. 156, 503–509. https://doi.org/10.1007/BF00613974
  52. Jørgensen S.E., Bastianoni S., Müller F., Patten B.C., Fath B.D. et al., 2007. Ecosystem principles have broad explanatory power in ecology // A New Ecology. Systems Perspective. P. 167–198.
  53. Lack D., 1940. Evolution of the Galapagos finches // Nature. V. 146. № 3697. P. 324–327.
  54. Meyer A., 1993. Phylogenetic relationships and the evolutionary processes in East African cichlid fishes // Trends in Ecology and Evolution. V. 8. P. 279–284.
  55. Nielsen S.N., Fath B.D., Bastianoni S., Marques J.C., Müller F. et al., 2020. Ecosystem Principles Have Broad Explanatory Power in Ecology // A New Ecology (Second Edition). Systems Perspective. P. 159–181.
  56. Pfennig K.S., Pfennig D.W., 2009. Character displacement: ecological and reproductive responses to a common evolutionary problem // The quarterly review of biology. V. 84. № 3. P. 253–276.
  57. Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T., 1989. Molecular cloning: А laboratory Manual. N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor. Р. 58–64.
  58. Titov S.V., Kuzmin A.A., Chernyshova O.V., Kartavov N.A., Simakov M.D., 2023. Spatio-Temporal and Genetic Features for a Hybrid Zone Structure Arisen over a Broad Sympatric Zone of Russet (Spermophilus major Pallas, 1778) and Speckled (Spermophilus suslicus Güldenstaedt, 1770) Ground Squirrels // Biology Bulletin. V. 50. № 3. P. 400–415. https://doi.org/10.1134/S106235902260324X
  59. Titov S.V., Kuzmin A.A., Chernyshova O.V., Kartavov N.A., Simakov M.D., 2023a. Long-Term Dynamics of Spatial and Genetic Structure of a Narrow Hybrid Zone between Russet (Spermophilus major Pallas, 1778) and Yellow (Spermophilus fulvus Lichtenstein, 1823) Ground Squirrels // Biology Bulletin. V. 50. № 16. P. 184–201. https://doi.org/10.1134/S1062359023606353

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Результаты пошагового дискриминантного и кластерного (по средним каноническим переменным, метод Варда) анализов размерных признаков выборок гибридов и особей родительских видов из гибридного поселения большого и желтого (a, c), а также гибридного поселения большого и крапчатого сусликов (b, d). В пространстве дискриминантных функций показаны центроиды эллипсов рассеивания. Категории особей: Sm – Spermophilus major; Sf – S. fulvus; Ss – S. suslicus; F1 – особи с гетерозиготными генотипами по видоспецифическим аллелям (условно гибриды от прямого скрещивания особей родительских видов – гибриды первого поколения); Hm – беккроссы с S. major; Hf – беккроссы с S. fulvus; Hs – беккроссы с S. suslicus; Hcomb – гибридные особи, имеющие в генотипе сочетание разных видоспецифических генов в гомозиготном состоянии. В узлах дерева кластерного анализа указана процентная доля от максимальной дистанции – (Dlink/Dmax)×100

Скачать (199KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Большой (Spermophilus major) (a), желтый (S. fulvus) (d) суслики и их межвидовые гибриды S. major × S. fulvus (b, c). Экспозиции (слева направо): общий вид, спина, верх головы

Скачать (1MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Крапчатый (Spermophilus suslicus) (a), большой (S. major) (d) суслики и их межвидовые гибриды S. major × S. suslicus (b, c). Экспозиции (слева направо): общий вид, спина, верх головы

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сонограммы предупреждающих об опасности звуковых сигналов сусликов из гибридного поселения большого и желтого сусликов: 1 – большие (Spermophilus major), 2 – желтые (S. fulvus), 3–5 – межвидовые гибриды S. major × S. fulvus. Схема измерения частотных характеристик (Fin, Fmax, Fend, кГц) и длительность (D, c) звуковых сигналов показаны на сонограмме большого суслика (1)

Скачать (109KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Результаты пошагового дискриминантного и кластерного (по средним каноническим переменным, метод Варда) анализов биоакустических признаков выборок гибридов и особей родительских видов из гибридной зоны большого и желтого сусликов (a, c) и зоны симпатрии большого и крапчатого сусликов (b, d). Обозначения те же, что и на рис. 1

Скачать (197KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Сонограммы предупреждающих об опасности звуковых сигналов сусликов из гибридного поселения большого и крапчатого сусликов: 1 – большие (Spermophilus major), 2–4 – межвидовые гибриды S. major × S. suslicus, 5 – крапчатые (S. suslicus). Схема измерения частотных характеристик (Fin, Fmax, Fend, кГц) и показателя длительности (D, c) звуковых сигналов такая же, как и на рис. 4

Скачать (36KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Результаты пошагового дискриминантного и кластерного (по средним каноническим переменным, метод Варда) анализов размерных, окрасочных и биоакустических признаков выборок гибридов и особей родительских видов из гибридной зоны большого и желтого сусликов (a, c) и зоны симпатрии большого и крапчатого сусликов (b, d). Пунктиром показаны эллипсы рассеивания (95% вероятности), показателей признаков в пространстве дискриминантных функций. Обозначения те же, что и на рис. 1. Пояснения в тексте

Скачать (279KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024