Особенности раннего онтогенеза карликовых форм арктического гольца Salvelinus alpinus complex (Salmonidae) из озёр Токко и большое Леприндо (Забайкалье). 1. Чистые формы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты исследования роста, последовательности закладки и особенностей развития элементов скелета, пропорций тела и меристических признаков выращенных в лабораторных условиях личинок и мальков двух карликовых форм арктического гольца Salvelinus alpinus complex из Забайкалья: с нерестом на береговом склоне (оз. Токко) и с глубоководным нерестом (оз. Большое Леприндо). Гольцы оз. Большое Леприндо демонстрируют замедленные темпы роста и морфогенеза, ретардацию закладки серии предорсалий и её смещение с личиночного на мальковый период онтогенеза, но акселерацию развития позвоночника. Отмечена высокая смертность предличинок гольцов этого озера, связанная с переходом к экзогенному питанию. Впервые обсуждена проблема перестройки раннего онтогенеза гольцов рода Salvelinus в связи с освоением глубоководного биотопа. У личинок гольцов оз. Токко закладка тел позвонков часто сопровождалась образованием аномальных костных структур внутри хорды. Феномен проникновения скелетогенных клеток в хорду, описанный у гибридов симпатрических форм гольцов, обнаружен у “чистой” формы впервые. Прослежено формирование в онтогенезе характерных морфологических черт двух форм. Выявлены различия в пропорциях тела молоди, соответствующие различиям взрослых рыб.

Об авторах

М. Ю. Пичугин

Московский государственный университет; Институт биологии развития РАН – ИБР РАН

Email: mp_icht@mail.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

Н. Б. Коростелёв

Институт проблем экологии и эволюции РАН ‒ ИПЭЭ РАН

Email: mp_icht@mail.ru
Россия, Москва

С. С. Алексеев

Институт биологии развития РАН – ИБР РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: mp_icht@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Алексеев C.C., Гордеева Н.В., Матвеев А.Н. и др. 2014. Три симпатрические формы арктического гольца Salvelinus alpinus complex (Salmoniformes, Salmonidae) из озера Камканда, Северное Забайкалье // Вопр. ихтиологии. Т. 54. № 4. С. 387−412. https://doi.org/10.7868/S0042875214040018
  2. Алексеев С.С., Пичугин М.Ю., Гордеева Н.В. и др. 2019. Репродуктивные стратегии и происхождение парапатрических и симпатрических форм арктического гольца Salvelinus alpinus (Salmonidae) в системе озёр Большое и Малое Леприндо (Северное Забайкалье) // Там же. Т. 59. № 4. С. 430–447. https://doi.org/10.1134/S0042875219040015
  3. Алексеев С.С., Андреев Р.С., Вокин А.И. и др. 2021а. Исследования арктического гольца Salvelinus alpinus (L.) в Забайкалье: итоги 25-летних работ. Сообщение 1. Распространение, симпатрические формы, морфология, генетика // Изв. ИГУ. Сер. Биология. Экология. Т. 38. С. 3–56. https://doi.org/10.26516/2073-3372.2021.38.3
  4. Алексеев С.С., Самусенок В.П., Юрьев А.Л. и др. 2021б. Морфологическая и экологическая дифференциация симпатрических форм арктического гольца Salvelinus alpinus (Salmonidae) в озере Токко (Северное Забайкалье) // Вопр. ихтиологии. Т. 61. № 1. С. 65–87. https://doi.org/10.31857/S0042875221010021
  5. Кохменко Л.В. 1965. Питание и пищевые взаимоотношения рода Salvelinus с молодью тихоокеанских лососей // Там же. Т. 5. Вып. 2 (35). С. 346–359.
  6. Павлов Д.А. 2007. Морфологическая изменчивость в раннем онтогенезе костистых рыб. М.: ГЕОС, 262 с.
  7. Павлов Д.А., Пичугин М.Ю., Савваитова К.А. 1993. К проблеме формирования жизненной стратегии у арктических гольцов рода Salvelinus // Вопр. ихтиологии. Т. 33. Вып. 6. С. 753–762.
  8. Пичугин М.Ю. 2009а. Развитие искусственного гибрида и выявление элементов репродуктивной изоляции между симпатрическими формами гольца Дрягина и пучеглазки Salvelinus alpinus complex (Salmonidae) из горного озера Собачье (Таймыр) // Там же. Т. 49. № 2. С. 240–253.
  9. Пичугин М.Ю. 2009б. Развитие элементов скелета у молоди карликовой и мелкой симпатрических форм Salvelinus alpinus complex из озера Даватчан (Забайкалье) // Там же. Т. 49. № 6. С. 763–780.
  10. Пичугин М.Ю. 2015. Особенности роста и развития скелета ранней молоди северной мальмы Salvelinus malma malma из рек Западной Камчатки в связи с температурным режимом нерестилищ // Там же. Т. 55. № 4. С. 435–452. https://doi.org/10.7868/S0042875215040128
  11. Пичугин М.Ю. 2019. Особенности раннего онтогенеза эндемичной озёрной формы Salvelinus malma complex (Salmonidae) – малоротого гольца Кроноцкого озера (Восточная Камчатка) // Там же. Т. 59. № 6. С. 681–692. https://doi.org/10.1134/S0042875219040155
  12. Пичугин М.Ю. 2020. Особенности раннего онтогенеза носатого (N1) гольца – эндемичной озёрно-речной формы Salvelinus malma complex (Salmonidae) Кроноцкого озера (Восточная Камчатка) // Там же. Т. 60. № 5. С. 562–571. https://doi.org/10.31857/S0042875220050082
  13. Пичугин М.Ю. 2021. Развитие искусственного гибрида между двумя глубоководными симпатрическими формами мальмы Salvelinus malma complex (Salmonidae) из Кроноцкого озера (Восточная Камчатка) // Там же. Т. 61. № 6. С. 680–696. https://doi.org/10.31857/S0042875221040159
  14. Пичугин М.Ю., Чеботарева Ю.В. 2011. Особенности личиночного периода развития холодноводной озёрно-речной формы гольца Дрягина (род Salvelinus) из озера Лама (п-ов Таймыр) // Там же. Т. 51. № 2. С. 260–274.
  15. Adams C.E., Huntingford F.A. 2002. Inherited differences in head allometry in polymorphic Arctic charr from Loch Rannoch, Scotland // J. Fish Biol. V. 60. № 3. P. 515–520. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.2002.tb01680.x
  16. Ahi E.P., Kapralova K.H., Pálsson A. et al. 2014. Transcriptional dynamics of a conserved gene expression network associated with craniofacial divergence in Arctic charr // EvoDevo. V. 5. Article 40. https://doi.org/10.1186/2041-9139-5-40
  17. Alekseyev S.S., Gordeeva N.V., Samusenok V.P. et al. 2013. Extant and extinct forms of Arctic charr Salvelinus alpinus (L.) complex from the Leprindo lake system (Transbaikalia): differentiation in life history, morphology, and genetics // J. Ichthyol. V. 53. № 10. P. 792–803. https://doi.org/10.1134/S0032945213100020
  18. Balon E.K. 1980a. Comparative ontogeny of charrs // Charrs. The Hague: Junk Publ. P. 703–720.
  19. Balon E.K. 1980b. Early ontogeny of the brook char Salvelinus (Baione) fontinalis // Ibid. P. 631–666.
  20. Balon E.K. 1980c. Early ontogeny of the lake charr, Salvelinus (Cristivomer) namaycush // Ibid. P. 485–562.
  21. Balon E.K. 1980d. Early ontogeny of the North American landlocked arctic char – sunapee, Salvelinus (Salvelinus) alpinus oquassa // Ibid. P. 563–606.
  22. Beck S.V., Räsänen K., Ahi E.P. et al. 2019. Gene expression in the phenotypically plastic Arctic charr (Salvelinus alpinus): a focus on growth and ossification at early stages of development // Evol. Dev. V. 21. № 1. P. 16–30. https://doi.org/10.1111/ede.12275
  23. Eiríksson G.M., Skúlason S., Snorrason S.S. 2005. Hetero-chrony in skeletal development and body size in progeny of two morphs of Arctic charr from Thingvallavatn, Iceland // J. Fish Biol. V. 55. № sA. P. 175–185. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.1999.tb01054.x
  24. Esin E.V., Markevich G.N., Pichugin M.Yu. 2018. Juvenile divergence in adaptive traits among seven sympatric fish ecomorphs arises before moving to different lacustrine habitats // J. Evol. Biol. V. 31. № 7. P. 1018–1034. https://doi.org/10.1111/jeb.13283
  25. Esin E.V., Markevich G.N., Melnik N.O. et al. 2021. Natural toxic impact and thyroid signaling interplay orchestrates riverine adaptive divergence of salmonid fish // J. Anim. Ecol. V. 90. № 4. P. 1004–1019. https://doi.org/10.1111/1365-2656.13429
  26. Gould S.J. 1977. Ontogeny and Phylogeny. Cambridge: HUP, 501 p.
  27. Guðbrandsson J., Franzdóttir S.R., Kristjánsson B.K. et al. 2018. Differential gene expression during early development in recently evolved and sympatric Arctic charr morphs // PeerJ. V. 6. Article e4345. https://doi.org/10.7717/peerj.4345
  28. Hall B.K. 1999. Evolutionary Developmental Biology. Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 491 p. https://doi.org/10.1007/978-94-011-3961-8
  29. Horta-Lacueva Q.J.-B., Snorrason S.S., Morrissey M.B. et al. 2021. Multivariate analysis of morphology, behaviour, growth and developmental timing in hybrids brings new insights into the divergence of sympatric Arctic charr morphs // BMC Ecol. Evol. V. 21. Article 170. https://doi.org/10.1186/s12862-021-01904-8
  30. Kapralova K.H. 2014. Study of morphogenesis and miRNA expression associated with craniofacial diversity in Arctic charr (Salvelinus alpinus) morphs: PhD Thesis. Reykjavík: Univ. Iceland, 189 p.
  31. Kapralova K.H., Jónsson Z.O., Palsson A. et al. 2015. Bones in motion: ontogeny of craniofacial development in sympatric Arctic charr morphs // Dev. Dyn. V. 244. № 9. P. 1168–1178. https://doi.org/10.1002/dvdy.24302
  32. Lindsey C.C. 1988. Factors controlling meristic variation // Fish physiology. V. 11. Pt. B. San Diego, CA: Acad. Press. P. 197–274. https://doi.org/10.1016/S1546-5098(08)60215-0
  33. MacArthur R.H., Wilson E.O. 1967. The theory of island biogeography. Princeton: Princeton Univ. Press, 203 p.
  34. Mottley C.McC. 1933. The effect of temperature during development on the number of scales in the Kamloops trout, Salmo kamloops Jordan // Contrib. Can. Biol. Fish. V. 8. № 1. P. 253–263. https://doi.org/10.1139/f33-020
  35. Orska J. 1962. The influence of temperature on the deve-lopment of meristic characters of the skeleton in Salmonidae. Pt. I. Temperature-controlled variations of the number of vertebrae in Salmo irideus Gibb. // Zool. Pol. V. 12. № 3. P. 309–339.
  36. Østbye K., Hassve M.H., Peris Tamayo A.-M. et al. 2020. “And if you gaze long into an abyss, the abyss gazes also into thee”: four morphs of Arctic charr adapting to a depth gradient in Lake Tinnsjøen // Evol. Appl. V. 13. № 6. P. 1240–1261. https://doi.org/10.1111/eva.12983
  37. Parsons K.J., Skúlason S., Ferguson M. 2010. Morphological variation over ontogeny and environments in resource polymorphic Arctic charr (Salvelinus alpinus) // Evol. Dev. V. 12. № 3. P. 246–257. https://doi.org/10.1111/j.1525-142X.2010.00410.x
  38. Parsons K.J., Sheets H.D., Skúlason S., Ferguson M.M. 2011. Phenotypic plasticity, heterochrony and ontogenetic repatterning during juvenile development of divergent arctic charr (Salvelinus alpinus) // J. Evol. Biol. V. 24. № 8. P. 1640–1652. https://doi.org/10.1111/j.1420-9101.2011.02301.x
  39. Reist J.D. 1985. An empirical evaluation of several univariate methods that adjust for size variation in morphometric data // Can. J. Zool. V. 63. № 6. P. 1429–1439. https://doi.org/10.1139/z85-213
  40. Rounsefell G.A. 1962. Relationships among North American Salmonidae // Fish. Bull. V. 62. P. 235–270.
  41. Sandlund O.T., Gunnarson K., Jónasson P.M. et al. 1992. The Arctic charr Salvelinus alpinus in Thingvallavatn // Oikos. V. 64. № 1/2. P. 305–351. https://doi.org/10.2307/3545056
  42. Skúlason S., Noakes D.L.G., Snorrason S.S. 1989. Ontogeny of trophic morphology in four sympatric morphs of Arctic charr Salvelinus alpinus in Thingvallavatn, Iceland // Biol. J. Linn. Soc. V. 38. № 3. P. 281–301. https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.1989.tb01579.x

© М.Ю. Пичугин, Н.Б. Коростелёв, С.С. Алексеев, 2023