Эволюционные и экологические аспекты формирования популяционной структуры нерки Oncorhynchus nerka (Salmonidae) Западной Камчатки


Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Пересмотрены итоги предыдущих исследований популяционной структуры нерки Oncorhynchus nerka Западной Камчатки на основе анализа изменчивости 45 локусов однонуклеотидного полиморфизма с привлечением как собственных (семь выборок из водоёмов западного побережья п-ова Камчатка), так и полученных другими исследователями (семь выборок из бассейна оз. Курильское и одна из бассейна р. Большая – р. Быстрая) данных. Все материалы заново проанализированы для уточнения сложившихся представлений о происхождении и формировании популяций нерки западнокамчатского комплекса, а также реконструкции исторических и современных демографических и генетических процессов, в них протекающих. По результатам тестов на генетическую дифференциацию, анализа главных компонент и дискриминантного анализа главных компонент выборки озёрной нерки из рек Озерная (воспроизводство в бассейне оз. Курильское) и Плотникова (преимущественно покатники из оз. Начикинское) в наибольшей степени отличались от остальных выборок, представленных в основном речной неркой. Результаты анализа главных компонент и топология филогенетической сети для выборок из бассейна оз. Курильское выявили их подразделённость в соответствии со сроками заполнения нерестилищ и с географической изменчивостью сроков нереста нерки в бассейне озера.

Об авторах

А. М. Хрусталева

Институт биологии гена РАН – ИБГ РАН

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

Список литературы

  1. Брайцева О.А., Евтеева И.С. 1968. Климатические колебания и плейстоценовые оледенения Камчатки // Геология и геофизика. № 5. С. 16–22.
  2. Брайцева О.А., Мелекесцев И.В., Евтеева И.С., Лупикива Е.Г. 1968. Стратиграфия четвертичных отложений и оледенения Камчатки. М.: Наука, 245 с.
  3. Брыков В.А., Полякова Н.Е., Подлесных А.В. и др. 2005. Влияние биотопов размножения на генетическую дифференциацию популяций нерки (Oncorhynchus nerka) // Генетика. Т. 41. № 5. С. 635–645.
  4. Бугаев В.Ф. 1995. Азиатская нерка (пресноводный период жизни, структура локальных стад, динамика численности). М.: Колос, 464 с.
  5. Бугаев В.Ф., Дубынин В.А., Бугаев А.В. и др. 2002а. К вопросу о биологии некоторых стад нерки Oncorhynchus nerka Walbaum (Salmonidae) рек Западной Камчатки // Исслед. вод. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. № 6. С. 182–191.
  6. Бугаев В.Ф., Остроумов А.Г., Непомнящий К.Ю., Маслов А.В. 2002б. Некоторые особенности биологии нерки Oncorhynchus nerka р. Большой (западная Камчатка) и факторы, влияющие на ее биологические показатели // Изв. ТИНРО. Т. 130. С. 758–776.
  7. Бугаев В.Ф., Дубынин В.А., Маслов А.В. 2009. Озерновская нерка (численность, промысел, проблемы). Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс, 156 с.
  8. Варнавская Н.В. 1988. Пространственная и темпоральная генетическая структура в популяционной системе нерки оз. Курильского (Камчатка) // Тез. III Всесоюз. совещ. по лососевидным рыбам. Тольятти. С. 49–51.
  9. Варнавская Н.В. 2006. Генетическая дифференциация популяций тихоокеанских лососей. Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатНИРО, 488 с.
  10. Величко А.А., Фаустова М.А. 1989. Реконструкция последнего позднеплейстоценового оледенения северного полушария (18–20 тыс. лет назад) // Докл. АН СССР. Т. 309. № 6. С. 1465–1468.
  11. Гросвальд М.Г. 2009. Оледенение Русского Севера и Северо-Востока в эпоху последнего великого похолодания // Материалы гляциологических исследований. Вып. 106. М.: Наука, 152 с.
  12. Дубынин В.А., Травин С.А. 2020. Количественный учет смолтов и использование данных учета при перспективном прогнозировании подходов половозрелой нерки (Oncorhynchus nerka) стада р. Озерной (западная Камчатка) в 2004–2018 гг. // Исслед. вод. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. № 58. С. 22–41. https://doi.org/10.15853/2072-8212.2020.57.22-41
  13. Егорова Т.В. 1968. Основные закономерности, определяющие динамику численности красной Oncorhynchus nerka (Walbaum) в бассейне р. Озерной: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Владивосток: ТИНРО, 22 с.
  14. Егорова Т.В. 1970. Об отсутствии сезонных группировок красной бассейна реки Озерной // Изв. ТИНРО. Т. 78. С. 43–47.
  15. Запорожец О.М., Запорожец Г.В., Зорбиди Ж.Х. 2013. Динамика численности и биологические характеристики тихоокеанских лососей реки Большой (западная Камчатка) // Изв. ТИНРО. Т. 174. С. 38–68.
  16. Запорожец О.М., Запорожец Г.В., Фельдман М.Г. 2020. Исследования нереста нерки в бассейне Начикинского озера (Юго-Западная Камчатка) с помощью квадрокоптера в 2018 г. // Исслед. вод. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. № 1 (56). С. 35–62. https://doi.org/10.15853/2072-8212.2020.56.35-62
  17. Иванков В.Н. 1985. Экотипы лососевых рыб // Морфология и систематика лососевых рыб. Л.: Изд-во ЗИН АН СССР. С. 47–54.
  18. Иванков В.Н., Иванкова Е.В. 2013. Внутривидовые репродуктивные стратегии у тихоокеанских лососей рода Oncorhynchus (фундаментальные сходства и видовые различия) // Изв. ТИНРО. Т. 173. С. 103–118.
  19. Коновалов С.М. 1980. Популяционная биология тихоокеанских лососей. М.: Наука, 237 с.
  20. Крохин Е.М. 1960. Нерестилища красной Oncorhynchus nerka (Walbaum) // Вопр. ихтиологии. Т. 16. № 1. С. 90–110.
  21. Крохин Е.М., Крогиус Ф.В. 1937. Очерк бассейна р. Большой и нерестилищ лососевых, расположенных в нем // Изв. ТИНРО. Т. 9. С. 3–156.
  22. Семко Р.С. 1954. Запасы западнокамчатских лососей и их промысловое значение // Изв. ТИНРО. Т. 41. С. 3–109.
  23. Остроумов А.Г. 2007. Озера Камчатки и Корякского нагорья – места нереста тихоокеанских лососей // Вопр. рыболовства. Т. 8. № 3 (31). С. 387–575.
  24. Пильганчук О.А., Варнавская Н.В. 2010. Изменчивость микросателлитных локусов нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum) оз. Курильское // Исслед. вод. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. № 17. С. 92–96.
  25. Пильганчук О.А., Варнавская И.В., Бишем Т.Д. 2010. Характеристика внутрипопуляционной структуры нерки оз. Курильское и р. Камчатка по изменчивости микросателлитной ядерной ДНК // Там же. № 18. С. 28–37.
  26. Пильганчук О.А., Шпигальская Н.Ю., Дубынин В.А. и др. 2012. Предварительные результаты оценки генетической гетерогенности нерестового хода нерки р. Озерная // Матер. Всерос. науч. конф. “Водные биологические ресурсы северной части Тихого океана: состояние, мониторинг, управление”. Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатНИРО. С. 431–438.
  27. Пильганчук О.А., Шпигальская Н.Ю., Дубинин В.А. и др. 2014. Идентификация ранней речной формы нерки в бассейне р. Озерной по микросателлитным локусам // Исслед. вод. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. № 34. С. 62–71.
  28. Пильганчук О.А., Шпигальская Н.Ю., Денисенко А.Д. 2016. Генетические особенности нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum) некоторых нагульно-нерестовых озер азиатской части ареала // Матер. ХVII Междунар. науч. конф. “Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей”. Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс. С. 103–106.
  29. Погодаев Е.Г. 2013. Пространственное распределение и динамика численности локальных стад нерки северных рыбопромысловых районов Камчатского края // Исслед. вод. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. № 30. С. 28–38.
  30. Селифонова М.Ф. 1978. Распределение красной по нерестилищам бассейна реки Озерной // Исследования по биологии рыб и промысловой океанографии. Владивосток: Изд-во ТИНРО. С. 129–133.
  31. Смирнов А.И. 1975. Биология, размножение и развитие тихоокеанских лососей. М.: Изд-во МГУ, 335 с.
  32. Хрусталева А.М., Кловач Н.В., Гриценко О.Ф., Сиб Дж.Е. 2014. Внутри- и межпопуляционная изменчивость нерки Oncorhynchus nerka юго-западного побережья Камчатки на основе анализа локусов однонуклеотидного полиморфизма // Генетика. Т. 50. № 7. С. 840–853. https://doi.org/10.7868/S0016675814070091
  33. Хрусталева А.М., Кловач Н.В., Сиб Дж.Е. 2017. Генетическое разнообразие и популяционная структура нерки азиатского побережья Тихого океана // Генетика. Т. 53. № 10. С. 1196–1207. https://doi.org/10.7868/S0016675817100058
  34. Черешнев И.А. 1998. Биогеография пресноводных рыб Дальнего Востока России. Владивосток: Дальнаука, 130 с.
  35. Ackerman M.W., Habicht C., Seeb L.W. 2011. Single-nucleotide polymorphisms (SNPs) under diversifying selection provide increased accuracy and precision in mixed-stock analyses of sockeye salmon from the Copper River, Alaska // Trans. Am. Fish. Soc. V. 140. № 3. P. 865–881. https://doi.org/10.1080/00028487.2011.588137
  36. Beacham T.D., McIntosh B., MacConnachie C. et al. 2006. Pacific Rim population structure of sockeye salmon as determined from microsatellite analysis // Ibid. V. 135. № 1. P. 174–187. https://doi.org/10.1577/T05-149.1
  37. Elfstrom C.M., Smith C.T., Seeb J.E. 2006. Thirty-two single nucleotide polymorphism markers for high-throughput genotyping of sockeye salmon // Mol. Ecol. Notes. V. 6. № 4. P. 1255–1259. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2006.01507.x
  38. Felsenstein J. 2013. PHYLIP (Phylogeny Inference Package). Version 3.695 (https://evolution.genetics.washington.edu/phylip/doc/main.html. Version 03/2022).
  39. Gomez-Uchida D., Seeb J.E., Smith M.J. et al. 2011. Single nucleotide polymorphisms unravel hierarchical divergence and signatures of selection among Alaskan sockeye salmon populations // BMC Evol. Biol. V. 11. Article 48. https://doi.org/10.1186/1471-2148-11-48
  40. Habicht C., Seeb L.W., Myers K.W. et al. 2010. Summer–fall distribution of stocks of immature sockeye salmon in the Bering Sea as revealed by single-nucleotide polymorphisms // Trans. Am. Fish. Soc. V. 139. № 4. P. 1171–1191. https://doi.org/10.1577/T09-149.1
  41. Jombart T., Ahmed I. 2011. Adegenet 1.3-1: new tools for the analysis of genome-wide SNP data // Bioinformatics. V. 27. № 21. P. 3070–3071. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btr521
  42. Khrustaleva A.M. 2016. The Phylogeography of the Asian sockeye salmon Oncorhynchus nerka, inferred from the data on the variability of mitochondrial SNP loci: analysis of scenarios for post-glacial expansion of the species over the Asian coast of the Pacific Ocean // Russ. J. Mar. Biol. V. 42. № 7. P. 517–526. https://doi.org/10.1134/S1063074016070051
  43. Khrustaleva A.M., Ponomareva E.V., Ponomareva M.V. et al. 2020. Phylogeography of Asian sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) based on analysis of mtDNA control region polymorphism // J. Appl. Ichthyol. V. 36. № 5. P. 643–654. https://doi.org/10.1111/jai.14072
  44. Lê S., Josse J., Husson F. 2008. FactoMineR: An R Package for Multivariate Analysis // J. Stat. Softw. V. 25. № 1. P. 1–18. https://doi.org/10.18637/jss.v025.i01
  45. Raymond M., Rousset F. 1995. GENEPOP (version 1.2): population genetics software for exact tests and ecumenicism // J. Heredity. V. 86. № 3. P. 248–249. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.jhered.a111573
  46. Schliep K.P. 2011. Phangorn: phylogenetic analysis in R // Bioinformatics. V. 27. № 4. P. 592–593. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btq706
  47. Smith C.T., Elfstrom C.M., Seeb J.E., Seeb L.W. 2005. Use of sequence data from rainbow trout and Atlantic salmon for SNP detection in Pacific salmon // Mol. Ecol. V. 14. № 13. P. 4193–4203. https://doi.org/10.1111/j.1365-294X.2005.02731.x
  48. Varnavskaya N.V., Wood C.C., Everett R. 1994. Genetic variation in sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) populations of Asia and North America // Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 51. Suppl. 1. P. 132–146. https://doi.org/10.1139/f94-300

© А.М. Хрусталева, 2023