Филогеография ряпушек Coregonus albula (L.) и C. Sardinella valenciennes Европейского Севера России

Боровикова, Елена Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Филогеография ряпушек Coregonus albula (L.) и C. Sardinella valenciennes Европейского Севера России
ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Филогеография ряпушек Coregonus albula (L.) и C. Sardinella valenciennes Европейского Севера России"

БОРОВИКОВА ЕЛЕНА АЛЕКСАНДРОВНА

ФИЛОГЕОГРАФИЯ РЯПУШЕК COREGONUSALBULA (L.) И С. SARDINELLA VALENCIENNES ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА POCCIffl

03.00.15.-генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

□□3471957

Москва-2009

003471957

Работа выполнена в лаборатории эволюционной экологии Учреждения Российской академии наук Институт биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина РАН

Научный руководитель: кандидат биологических наук

Официальные оппоненты: академик РАЕН,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

кандидат биологических наук, доцент

Махров Александр Анатольевич

Глазко Валерий Иванович

Кузищин Кирилл Васильевич

Ведущая организация:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет»

Защита диссертации состоится « 17 » июня 2009 г. в 15.00 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.203.05 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Российский университет дружбы народов» по адресу: 117 198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д, 8

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский университет дружбы народов», по адресу: 117 198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6

Автореферат разослан « /.г.» мая 2009I

Ученый секретарь Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций, кандидат биологических наук, доцент

О.Б. Гигани

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Европейская (Coregonus albulo) и сибирская (Coregonus sardinella) ряпушки — важные объекты промысла. Крупные формы европейской ряпушки на протяжении нескольких десятилетий активно использовались для зарыбления ряда водоемов (Лопатышкина, 1957; Перелыгнн, 1988). Вместе с тем, для успешной интродукции и развития селекционных программ требуются данные об особенностях генофонда видов и отдельных популяций (Вавилов, 1987).

В настоящее время популяции ряпушки Западной Европы исследованы достаточно хорошо с применением различных молекулярно-генетических маркеров. Однако значительная часть ареала ряпушек находится на территории нашей страны, а популяции водоемов Европейского Севера России изучены значительно хуже. Имеются лишь данные по аллозимному полиморфизму отдельных популяций (Перелыгин, 1988; Сендек, 1998; Sendek, 2002; Sendek et al., 2008), в то время как полиморфизм митохондриальной ДНК (мтДНК) до сих пор не анализировали. Вместе с тем, именно на Европейском Севере России, согласно распространенной точке зрения, в районе реки Печора, находится зона перекрывания ареалов двух видов ряпушек, где возможна их гибридизация (Решетников, 1980). Более того, не ясны особенности формирования популяций и пути послеледникового расселения ряпушек по европейской территории России, а эти данные необходимо учитывать при оценке степени уникальности популяций в ходе разработки мер по их поддержанию и восстановлению.

В то же время для многих популяций ряпушек проблема характеристики генофонда стоит еще более остро, поскольку до сих пор нет единого мнения в отношении их систематического статуса. Так, некоторые авторы считают отдельными видами крупную и мелкую формы, а также формы с разным временем и местом нереста и нагула (Svardson, 1979, 1988; Kottelat, Freyhof, 2007). Более того, с 1970-х годов обсуждается и видовой статус С. albula и С. sardinella, которых ряд исследователей предлагает считать одним широко распространившимся видом евразийской ряпушки (Дрягин и др., 1969; Пирожников и др., 1975).

С этой точки зрения особый интерес представляют популяции Европейского Севера России, особенно те, которые обитают в районе реки Печора и на прилегающих территориях. Выявление закономерностей в расселении ряпушек по территории Европейского Севера России облегчит решение аналогичных задач для других представителей рода Coregonus, поскольку не только для ряпушек, но и для сига

проблемы, связанные с таксономическим статусом, особенностями формирования популяций и взаимодействием разных филогенетических линий вида стоят очень остро (обзор: Махров, Болотов, 2006).

В связи с вышеизложенным, целью настоящей работы стало изучение путей расселения и особенностей формирования современных популяций ряпушки на территории Европейского Севера России. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1) изучить полиморфизм митохондриальной ДНК в популяциях ряпушек европейской территории России;

2) на основе данных молекулярно-генетического анализа оценить таксономический статус популяций ряпушки исследуемой территории;

3) с целью сопоставления оценок таксономического статуса, сделанных на основании молекулярно-генетического анализа, с имеющимися в литературе представлениями о статусе конкретных популяций, проанализировать собственные и литературные данные о морфологических особенностях разных форм ряпушек;

4) оценить степень участия ряпушки Сибири в формировании популяций ряпушки Европейского Севера России;

5) с использованием комплекса молекулярно-генетических характеристик установить возможные пути расселения ряпушек по территории Европейского Севера России с учетом палеогеографических реконструкций.

Научная новизна

Методом ПЦР-ПДРФ анализа в работе изучено разнообразие мтДНК ряпушек 16 популяций Европейского Севера России, Финляндии и Литвы, для которых подобные исследования ранее не проводили. На основе полученных данных описано 32 новых комплексных гаплотипа мтДНК. Кроме того, проанализированы нуклеотидкые последовательности участка гена N0-1 мтДНК для 26 особей ряпушек С. сйЪи1а и С. ьагсИпеИа и пеляди С. реШ — вида, близкородственного ряпушкам. Секвенированные последовательности депонированы в Международную базу данных ОепВапк.

Показано, что наибольшее разнообразие мтДНК характерно для ряпушки озера Плещееве, что свидетельствует о древности и длительной изоляции этой популяции. На основании морфологического и молекулярно-генетического анализа получены новые данные, свидетельствующие об отсутствии четкой и однозначно трактуемой дифференциации ряпушек Европы и Сибири, в том числе, по признакам,

предложенным в качестве диагностических для двух видов. Это подкрепляет гипотезу о едином виде евразийской ряпушки, предложенную еще в 70-х годах прошлого столетия (Дрягин и др., 1969; Пирожников и др., 1975), которая, однако, до сих пор не является общепризнанной.

На основании собственных и литературных данных по разнообразию аллозимных и митохондриальных маркеров разработана оригинальная модель заселения ряпушкой Европейского Севера России в период отступления последнего ледника (20 ООО - 7 ООО лет назад). Оказалось, что кроме потока генов из Сибири в Европу, указания на существование которого приводились в литературе и ранее (Махров и др., 2003), в период формирования современных популяций ряпушки Севера России, по всей видимости, имел место и обратный поток генов — из Европы в Сибирь. В работе впервые получены указания на существование неизвестного ранее приледникового рефугиума, который мог располагаться южнее или юго-восточнее современного Онежского озера.

Теоретическая и практическая значимость

Полученные в работе данные о полиморфизме мтДНК в популяциях ряпушек вносят вклад в реконструкцию путей заселения Европейского Севера России гидробионтами и должны учитываться при трактовке данных, касающихся генетического полиморфизма популяций других видов. Результаты работы должны быть приняты во внимание при обсуждении проблем систематического статуса отдельных популяций ряпушек, а также могут служить одним из аргументов в пользу объединения С. albula и С. sardinella при обсуждении этого вопроса специалистами в области таксономии.

На практике полученные данные могут быть использованы для оценки степени уникальности популяций ряпушек или выбора популяций, обладающих наибольшим генетическим разнообразием, что необходимо при разработке мер по их восстановлению, охране, а также при разработке селекционных программ. Данные, полученные в работе, необходимы для оценки результатов и последствий интродукции ряпушки из популяций Европейского Севера России в другие водоемы.

Основные положения, выноснмые на защиту

1. Современные популяции ряпушки Европейского Севера России формировались по мере отступления ледника с юга на север. В ходе расселения ряпушки по территории европейской части России кроме потока генов из Сибири существовал поток генов из Европы в Сибирь.

2. Южнее или юго-восточнее современного Онежского озера существовал приледниковый рефугиум, из которого произошло заселение ряпушкой восточной части бассейна Балтийского моря и водоемов западного побережья Белого моря. Потомки ряпушки из этого же рефугиума расселялись вдоль побережья Северного Ледовитого океана на северо-восток.

3. Отсутствие четкой и однозначно трактуемой дифференциации ряпушек Европы и Сибири, в том числе и по признакам, предложенным в качестве видовых, позволяет обсуждать гипотезу о едином виде евразийской ряпушки.

Апробация работы

Материалы диссертации были представлены на III Международной конференции «Проблемы вида и видообразования» (Томск, 20-22 октября 2004 г.); на научно-практической конференции, посвященной 15-летию национального парка "Водлозерский" (Петрозаводск, 27-28 апреля 2006 г.), на I Всероссийской молодежной научной конференции "Молодежь и наука на Севере" (Сыктывкар, 14-18 апреля 2008 г.).

По теме диссертации сделаны доклады на научном семинаре лаборатории популяционной генетики Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН (Москва, апрель 2007), научном семинаре Отдела генетики животных Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН (Москва, 29 ноября 2007 г.), а также на расширенном заседании Лаборатории эволюционной экологии Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН (пос. Борок Ярославской обл., 26 марта 2009 г.).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ, I работа находится в печати.

Структура и объем работы

Диссертационная работа изложена на 175 страницах. Она состоит из введения, 5-и глав (главы 1 (обзор литературы), главы 2 (материалы и методы), 2-х глав, посвященных результатам исследования и 2-х глав, посвященных обсуждению результатов), заключения, выводов, списка литературы, включающего 235 источников, и 6 приложений. Работа содержит 18 рисунков и 14 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы Исследованные популяции Разными методами (морфологическими и молекулярно-генетическими) в работе исследовано 775 особей трех видов рыб из 22 водоемов Европейского Севера и Сибири. В сборах присутствовали ряпушки С. albula и С. sardinella, а также пелядь С. peled (вид, наиболее близкий ряпушкам). Непосредственно водоемы Европейского Севера России представлены 688 особями ряпушки из 13 популяций, среди которых были рыбы как мелкой, так и крупной формы (килец Онежского озера). Для сравнения изучен полиморфизм мтДНК С. albula пяти популяций (74 особи) из сопредельных стран — Финляндии и Литвы. Места сбора материала указаны на рис. 1.

Локальности №№ 1«, 19 -

Локальности !6, 17 -выборки из зоны гибридизации евразийских ряпушек

С. sardinella х С. albula

Локальности №Л*ё 1 - 15 -выборки С. albula

Рис. 1. Места сбора выборок ряпушек С. albula и С. sardinella, а также пеляди С. peled. Условные обозначения: 1 - оз. Варацкое; 2 - оз. Старушечье; 3 - озера Соловецких островов (Большое Красное, Нижний Перт, Средний Перт, Гремячее); 4 - оз. Сегозеро; 5 - оз. Сямозеро; 6 - оз. Онежское, мелкая форма ряпушки; 7 - оз. Онежское, крупная форма ряпушки (килец); 8-03. Водлозеро; 9 - оз. Белое; 10 - оз. Плещеево; 11 - оз. Плателяй (Plateliai); 12 - оз. Гальве (Galve); 13 - оз. Даугай (Daugai); 14 - оз. Вирмаярви (Virmajarvi); 15 - оз. Каллавеси (Kallavesi); 16 - р. Печора, форма «саурей»; 17 - р. Печора, форма «зельдь»; 18 - водоемы Западного Ямала; 19 - р. Индигирка; 20 - оз. Ендырь, бассейн р. Обь; 21 - бассейн р. Енисей. Стрелка указывает направление перевозки пеляди из обского бассейна в прудовое хозяйство ФГУП ФСПД (пос. Ропша Ленинградской обл.), откуда были получены пробы для молекулярно-генетического анализа

Морфологический анализ Морфологический анализ проводили согласно общепринятой схеме измерений сиговых рыб (Правдин, 1966). Для корректного сравнения промеров рыб из разных популяций, разного возраста и пола использовали индексы — процентные отношения линейных промеров участков тела, плавников и т.д. к длине тела, измеренной от конца рыла до конца средних лучей хвостового плавника (длина тела по Смитгу). В случае

промеров, относящихся к голове, длины выражали в процентах длины головы, измеренной от конца рыла до заднего края жаберной крышки (Правдин, 1966).

Анализ полиморфизма изолокусов крезтикиназы CK-AI.2* Электрофорез проб, представляющих собой растворимую фракцию белка мышечной ткани, проводили в 7,5%-ном полиакриламидном геле с использованием трис-ЭДГА-боратной буферной системы (ТЕВ) (Peacock et al., 1965). Поскольку креатинкиназа является основным растворимым белком белых мышц, фермент выявляли на гелях при помощи неспецифического окрашивания на общий белок (Гааль и др., 1982, с модификациями). При шггерпретации фенотипов фермента и определении генотипов использовали работу (Sendek, 2002). Обозначения изолокусов приведены по (Shaklee et al., 1990), подвижности аллелей — согласно работе (Bodaly et al., 1991).

ПЦР-ПДРФ анализ мтДНК Тотальную клеточную ДНК выделяли из замороженных или фиксированных этанолом (1:5) тканей методом фенол-хлороформной экстракции (Sambroofc et al., 1989). Фрагмент мтДНК длиной около 2050 п.н., включающий полиморфный у представителей сиговых ген ND-1, кодирующий субъединицу 1 NADH-дегидрогеназного комплекса, амплифицировали с применением праймеров, разработанных (Cronin et al., 1993):

LGL381: 5'-ACCCCGCCTGTTTACCAAAAACAT-3' (прямой); LGL563: 5'-GGTTCATTAGTGAGGGAAGG-3' (обратный). Амплификацию проводили в соответствии с программой, предложенной в этой работе. Полиморфизм длин рестрикгных фрагментов изучали при помощи рестриетаз Ase I, BsiN 1, Bs/U I, Dde I, Dpn II, Hae III, Hha I, Hinc II, Hinfl, Hph I, Msp I, Nci I, Rsa I, Tag I. Фрагменты, генерируемые рестриктазами, разделяли в 2-2,5% агарозном геле, а в случае As/N I — в 1,3% агарозном геле. Продукты расщепления рестриктазами Dde I и Hae III дополнительно анализировали в 11%-ном полиакриламидном геле с целью выявления полиморфизма, проявляющегося на уровне низкомолекулярных фрагментов. Агарозные и полиакриламидные гели окрашивали бромистым этидием (0,5 мкг/мл, 15-20 мин) и фотографировали в ультрафиолете (Х=312 нм). На основании полученных данных для каждого образца составляли комплексные галлотипы.

Определение нуклеотидной последовательности участка renaND-1 мтДНК Секвенирование одного из участков амплифицированого ND-1 фрагмента проводилось на базе лаборатории «ЕвроГен» (Москва) на автоматическом секвенаторе с камерой для электрофореза MegaBACE-500 (48 капилляров) и набором реактивов

DYEnamic ET, Dye Terminator Cycle Sequencing KIT для Mega BACE DNA Analysis System. Для секвенирования были использованы разработанные нами праймеры:

F2-1: 5'-CTTGGCTCAGGCTGGGCCTCT-3' (прямой);

R2: 5'-GCGCAAGGTGTCATAGGA-3' (обратный).

При анализе первичной последовательности учитывали только участок ND-1 гена длиной 300 п.н., для которого первичная последовательность была прочитана с обоих праймеров для всех образцов.

Методы анализа данных

Каждая выборка, для которой был выполнен морфологический анализ, была охарактеризована с помощью основных описательных статистик, рассчитанных с помощью программы Excel пакета программ Microsoft®Office 2003 (производитель ©Корпорация Майкрософт (Microsoft Corporation), 1985-2003). Достоверность различий средних значений для каждого признака при попарном сравнении популяций оценивали с помощью критерия Фишера (F), который рассчитывали в программе Oneway ANOVA пакета программ STATISTICA 6.0. (производитель Software Technology).

Частоты аллелей креатикиназы рассчитывали в программе ISOLOCI (Waples, 1988). Гетерогенность частот аллелей СК-А1.2* и комплексных галлотипов между выборками проверяли с использованием псевдовероятностного теста в программе CHIRXC (Zaykin, Pudovkin, 1993).

Для характеристики полиморфизма на уровне мтДНК использовали показатели нуклеотидного (ti) и гаплотипического (h) разнообразия (Nei, 1987) популяций, оценки средней нуклеотидной дивергенции (Dncí) (Nei, Li, 1979) и индекс Fst (Reynolds et al., 1983), которые рассчитывали в пакете программ Arlequin 3.01 (Excoffier et al., 2006). Как в случае нуклеотидной дивергенции, так и в случае индекса Fst значимость тестировали с помощью пермутационной процедуры в Arlequin 3.01. Оценку степени полиморфизма на разных иерархических уровнях (внутрипопуляционном, межпопуляционном, межгруппово.м) проводили с помощью программы AMOVA (Excoñier et al., 1992). Для построения медианной сети комплексных галлотипов (Minimum Spanning Network, MSN), а также вариантов последовательностей, выявленных в ходе секвенирования, использовали программу Network 4.2.0.1. (Fluxus Technology Ltd.). Просмотр хроматограмм с результатами секвенирования осуществляли в программе SeqMan 4.00 (DNASTAR Inc.), а поиск сайтов рестрикции — с помощью ChromasPro 1.2. (Technelysium Pty Ltd).

Степень дивергенции нуклеотидных последовательностей оценивали в MEGA 4.0. (Tamura et al., 2007) с использованием модели Jukes-Cantor (Jukes, Cantor, 1969). Для

выяснения филогенетических взаимоотношений между последовательностями строили древо максимальной парсимонии (Maximum Parsimony, MP (Eck, Dayhoff, 1966; Fitch, 1971)) с использованием алгоритма обмена ближайших соседей при эвристическом поиске наиболее вероятной топологии и оценки длины ветвей древа (обзор; Ней, Кумар, 2004). Для построения древа использовали MEGA 4.0. При тестировании топологии MP-древа использовали бутстреп-поддержку для узлов ветвления. Для подготовки сведений о нуклеотидных последовательностях при депонировании их в международную базу данных GenBank (NCBI) использована программа Sequin 7.35.

Результаты

Морфологические особенности изученных популяций ряпушки Европейского Севера России

Проанализированы меристические (счетные) и пластические признаки ряпушек из популяций со спорным систематическим статусом (озера Соловецких островов, Белое, Водлозеро). Особое внимание уделено признакам, которые рекомендовано использовать в качестве видовых для С. albula и С. sardinella — числу позвонков и отношению вентроанального расстояния к антедорсальному (VA/AD). Выявлена тенденция увеличения доли особей с ббльшим числом позвонков в более северных популяциях, что ставит под сомнение диагностические возможности этого признака, поскольку наблюдаемая тенденция может объясняться различиями экологических условий в период эмбриогенеза ряпушек из южных и северных популяций.

В целом, большинство признаков ряпушек оказываются чрезвычайно пластичными (в том числе, VA/AD), что, судя по всему, способствует приспособлению популяций к условиям обитания в конкретном водоеме. В результате, большинство морфологических признаков позволяют различать лишь экологические формы внутри вида

Полиморфизм изолокусов креатикиназы СК-А1.2* в исследованных популяциях ряпушки

Для большинства изученных популяций характерно преобладание частого у европейской ряпушки аллеля *100 (табл. 1). Аллель *110, первоначально описанный для сибирской ряпушки, встречается в водоемах Европейского Севера России с низкими частотами. Среди изученных в данной работе, исключение составила популяция озера Водлозеро, где частота аллеля *110 достигла 40%. Редкий медленный аллель европейской ряпушки *85 также отмечен лишь в популяции Водлозера. Таким образом, можно говорить о выделении ряпушки озера Водлозеро из ряда других изученных популяций и ее ббльшей генетической близости к ряпушке Сибири, где,

согласно литературным данным, частоты аллеля *110 имеют тог же порядок величины (Перелыгин, 1988; РоШоу л а!., 2000). Ряпушка Соловецких островов по генотипам С К-,41,2* оказалась типичной европейской ряпушкой, несмотря на то, что имела наибольшее число позвонков среди всех изученных нами популяций, что по морфологическим критериям сближало ее с ряпушкой Сибири.

Таблица 1. Частоты аллелей СК-А1.2" в популяциях ряпушки, изученных в данной работе

№ —Аллель Озеро СК-А1' СК-А2"

*100 *110 ♦85 •100 410

1 Большое Красное 1,000 0,000 0,000 1,000 0,000

2 Нижний Перт 1,000 0,000 0,000 1,000 0,000

3 Гремячее 1,000 0,000 0,000 1,000 0,000

4 Сегозеро 0,969 0,031 0,000 0,969 0,031

5 Сямозеро 0,980 0,020 0,000 1,000 0,000

6 Водлозеро 0,587 0,413 0,005 0,583 0,412

7 Плещеево 0,974 0,026 0,000 1,000 0,000

Р <0,001 <0,001

Жирным шрифтом выделены нетипичные для ряпушки европейских водоемов частоты аллеля '110. В последней строке приведены результаты теста на гетерогенность популяций по частотам аллелей каждого локуса

Полиморфизм митохондриальной ДНК в исследованных популяциях ряпушки

Набор из 14 рестриктаз позволил проанализировать полиморфизм 85 сайтов рестрикции, из которых 30 оказались полиморфными, что соответствует 1,46% последовательности ND-1 фрагмента. Наибольший полиморфизм отмечен по сайтам шести рестриктаз: BstH I, Нае III, Rsa I, Msp I, Nci I, Tag I. Значительно ниже оказался уровень полиморфизма по сайтам Ase I, ¿?sfU I, Dde I, Dpn II, Hinc II, в то время как сайты Hha I, Hinf I и Hph I у всех щученных особей оказались мономорфными.

Внутрипопуляционный полиморфизм ряпушки Европейского Севера России. Всего в исследованных популяциях ряпушки обнаружено 34 комплексных гаплотипа. Преобладающим почти во всех популяциях оказался гаплотип Е: он выявлен у 80,6% особей ряпушки. Наибольшее разнообразие характерно для популяции озера Плещеево, где обнаружено 16 комплексных гаплотипов, а оценки нуклеотидного и гаплотипического разнообразия превышали таковые для остальных популяций (табл. 2).

Характерной особенностью ряда популяций является наличие в них уникальных, то есть приуроченных только к конкретной популяции, гаплотипов. Уникальные гаплотипы отсутствовали в семи исследованных популяциях — из озер Варацкое, Сегозеро, Каллавеси, Вирмаярви, Нижний Перт, Старушечье, Гремячее.

Необходимо отметить, что в озере Водлозеро наряду с типичным для европейской ряпушки гаплотипом Е обнаружен комплексный гаплотип, характерный для ряпушки Сибири - Б. Данный факт наряду с обсуждавшимися выше особенностями полиморфизма креатинкиназы в популяции Водлозера представляет несомненный интерес, так как может свидетельствовать об интрогрессии генов сибирской ряпушки в водлозерскую популяцию. Однако в связи с тем, что, согласно данным ПДРФ-анализа, гаплотип Б отличается от широко распространенного у ряпушки европейских водоемов гаплотипа Е всего лишь одной нуклеотидной заменой (в сайте узнавания для I), нельзя априори утверждать, что появление этого гаплотипа — не результат обратной мутации. Разрешить вопрос об идентичности гаплотипов Б типичной сибирской ряпушки и экземпляра из Водлозера можно используя более тонкий метод анализа -определение нуклеотидной последовательности, или секвенирование (см. ниже).

Таблица 2. Частоты комплексных гаплотипов (КГ), нуклеотидное (тт) и гаплотипическое (И ±з.е.) разнообразия в исследованных популяциях

кг Популяции

в ОМ УЯ Р1Е УО К ЫР о; вт ю. ЖМ Р[_Т а. Ов

ОМт 0№

Е 0,9 0,84 0,842 0,8 0,531 0,929 0,8 0,919 1 1 1 0,923 1 0,524 0,4 0,667

А1.В1 0 0,03 0,093 0,2 0,033 0,071 0,1 0,041 0 0 0 0,077 0 0 0 0

А1.В2 0 0 0,105 0 0,017 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

А1.Ш 0 0 0 0 0,017 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,067

А1_В4 0 0,03 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,067

Б 0 0 0 0 0 0 0,02 0 0 0 0 0 0 0 0 0

УГ 0,1 0,1 0 0 0,402 0 0,08 0,040 0 0 О 0 0 0,476 0,6 0,199

N 30 40 19 5 60 14 50 49 52 4 20 13 10 21 15 15

тт 0,0015 0,0023 0,0027 11,0032 0,0165 0,0008 0,003 0,0009 0 0 0 0,0012 0 0,0061 0,0073 0,0051

Ы1.е. 0,19 10,28 0,28 10,09 0,29 ±0,13 0,40 ±0,24 0,70 ±0,06 0,14 ±0,12 0,35 ±0,08 0,16 ±0,07 0 0 0 0,15 ±0,13 0 0,64 10,08 0,66 ±0,08 0,56 ±0,14

Условные обозначения: В - оз. Белое; ОЫт - мелкая ряпушка Онежского озера; 0№к - крупная ряпушка (килец) Онежского озера; - оз. Варацкое; Р1_Е -оз. Плещеево; вв - оз. Сегозеро; \Я) - оз. Водлозеро; К - оз. Большое Красное; № -оз. Нижний Перт; - оз. Гремячее; ЭТ - оз. Старушечье; К!_ - оз. Каллавеси (Финляндия); - оз. Вирмаярви (Финляндия); РИ - оз. Плателяй (Литва); в!. -оз. Гальве (Литва); 06 - оз. Даугай (Литва). УГ - уникальные комплексные гаплотипы; N - объем выборки. Гетерогенность популяций по частотам гаплотипов значима на 0,001 уровне

В целом, для исследованных популяций характерно уменьшение показателей внугрипопуляционного полиморфизма в направлении с юга на север. Так, нуклеотидное разнообразие для ряпушки Онежского озера превышает 0,002, в то время как в популяции озера Сегозеро этот показатель уже менее 0,001, а в наиболее северных озерах - Старушечье и Нижний Перт - 0,000.

Межпопуляционпый полиморфизм ряпушки Европейского Севера России. Индексы дивергенции и степени разнообразия (Рбт, ОысО свидетельствуют о значительном отличии популяций Литвы и озера Плещеево от ряпушки других водоемов Европейского Севера России и Финляндии. Полученные оценки позволяют предполагать древность этих популяций и длительную изоляцию от остальной ряпушки европейской территории России.

Необходимо отметить, что у ряпушки литовского озера Даугай обнаружен гаплотип АЬВЗ, который, кроме того, с низкими частотами выявлен лишь у ряпушки озера Плещеево (табл. 2). Подобная ситуация наблюдается и для гаплотипа АЬВ4, который, в свою очередь, сближает эту литовскую популяцию с популяцией мелкой ряпушки Онежского озера; в других популяциях гаплотип АЬВ4 также не встречается. В то же время, в целом гаплотипический состав популяций ряпушек озер Даугай, Плещеево и Онежское значительно различается.

Дифференциация популяций двух симпатричных форм ряпушки Онежского озера — мелкой и крупной (килец) — невелика, что свидетельствует о близости этих форм, но значима (Р<0,05), что говорит о существовании между ними репродуктивной изоляции.

Анализ взаимосвязей между гаплотипами мтДНКряпушки из исследованных популяций. С целью анализа происхождения и взаимосвязей между комплексными гаплотипами мтДНК, обнаруженными в популяциях ряпушки, построена их медианная сеть. При конструировании сети в анализ включены как собственные данные, так и данные о гаплотипах сибирской ряпушки и пеляди, взятые из литературных источников (РоПюу е! а1., 2000, 2007), а также гаплотип сига, определенный на основании первичной последовательности из базы данных вепБапк, № КС002646 (М1уа, ЖзЬЫа, 2000).

Оказалось, что гаплотипы ряпушки образуют сеть в виде «звезды» с центральным гаплотипом Е (рис. 2). Большинство комплексных гаплотипов происходят от центрального, как правило, в результате замены нуклеотида в одном сайте рестрикции. Максимальное число различий — в одиннадцати сайтах из 85 проанализированных — обнаружено между гаплотипами АЬВР2 и АЬВРЮ из популяции озера Плещеево. А вот различия между гаплотипами сибирской ряпушки, пеляди и гаплотипом Е, типичным для ряпушки Европейского Севера, невелики. В целом они могут быть даже меньше, чем различия между гаплотипами одной популяции С. а1Ъи1а.

Таким образом, предковым для большинства гаплотипов мтДНК, обнаруженных у ряпушки исследованного региона, можно считать гаплотип Е. Более того, малое число

замен между ним и производными от него гаплотипами свидетельствует о сравнительно недавнем их возникновении. Наиболее сильно отличаются от Е большинство гаплотипов ряпушки из озера Плещееве, что еще раз подтверждает предположение о древности данной популяции.

Рис. 2. Медианная сеть комплексных гаплотипов ряпушек Европы и Сибири, пеляди (С. ре/ей) и сига (С. Iгvaretus). Информация о гаплотипах ряпушки Сибири (СБЗ, СЭ35, СЭЗб, СЭ38) и пеляди (РЕЗ, РЕ36, РЕ937) взята из работ РоМоу е1 а1., 2000, 2007. Гаплотип Э соответствует гаплотипу СЭ2, а гаплотип в - гаплотипу СЭ1 в работах РоШоу е1 а1., 2000, 2007. Комплексный гаплотип сига (С1_) описан на основе сиквенса № №002646 базы данных СепВапк. В случаях, когда галлотипы различаются нуклеотидными заменами более чем в одном сайте рестрикции, число сайтов для них указано рядом с отрезком, соединяющим два гаплотипа. Фигуры внутри кружков, соответствующих гаплотипам Е и Э, показывают, что эти гаплотипы обнаружены в популяциях разных видов

В то же время, судить о направлении путей заселения ряпушкой водоемов европейской территории России на основании полученной сети гаплотипов затруднительно, поскольку ббльшая часть замен между комплексными гаплотипами является одиночными заменами, специфичными для данного гаплотипа. Кроме того, ситуация осложняется высоким уровнем гомоплазии (наличием в сети гаплотипов петлевидных структур, обусловленных обратными или параллельными мутациями).

Анализ нуклеотидной последовательности участка гена N0-1 мтДНК. Выбор участка N0-1 фрагмента для секвенирования был связан с наличием в этой области наибольшего числа сайтов рестрикции, диагностических для разных видов сиговых, и необходимостью уточнить положение некоторых сайтов, позволяющих выявлять внутривидовое разнообразие у двух видов ряпушек. Длина проанализированного участка составила 300 п.н. (приблизительно 14,63% длины N0-1 фрагмента и около 1,82% всего генома мтДНК). Секвенированный участок находится в правой части N0-1

а1-вр10

фрагмента; в полноразмерной последовательности мтДНК сига № NC002646 GenBank (Miya, Nishida, 2000) его положение соответствует участку от 3451 до 3752 п.н.

Образцы для анализа подбирали неслучайным образом. Чтобы оценить, насколько адекватно отражают данные рестриктного анализа существующее разнообразие последовательностей, мы выбрали для секвенирования 12 образцов ряпушки из шести популяций Европы и Сибири, а также взяли для сравнения 3 образца пеляди из двух различных популяций. Все эти образцы объединяло то, что они относились к комплексному гаплотипу Е, который, согласно данным ПЦР-ПДРФ анализа, наиболее широко распространен в популяциях европейской ряпушки (см. выше), встречается у сибирской ряпушки и доминирует у пеляди (Politov et al., 2r¡00).

Кроме того, в анализ включили образцы ряпушки из Печоры, где, как считает ряд авторов, проходит зона гибридизации видов С. albula и С. sardinella. В связи с тем, что гаплотип Е в выборке печорской ряпушки ие встречался, для анализа первичной последовательности были использованы два образца с комплексным гаштотипом G, широко представленным в этой популяции. Гаплотип G отличался от гаплотипа Е только наличием дополнительного сайта рестрикции Taq I. Для контроля в анализ была взята одна особь ряпушки из Онежского озера, которая, согласно данным ПЦР-ПДРФ анализа, также имела комплексный гаплотип G.

Более того, были проанализированы четыре образца ряпушки Печоры, для которых была известна принадлежность рыб к форме «саурей» или «зельдь». Согласно данным биологического и аллозимного анализа, считается, что группа рыб из Печоры, относящаяся к форме «саурей», близка к европейской ряпушке, а форма «зельдь» — к сибирской. Определить комплексный гаплотип с помощью рестриктного анализа для этих проб, к сожалению, не удалось из-за значительной деградации ДНК, поэтому для сиквенса в этом случае синтезировали укороченный фрагмент с праймеров F2-1 и R2.

Дополнительно была проанализирована первичная последовательность одного из образцов сибирской ряпушки (дельта Индигирки) с комплексным гаплотипом, характерным для Восточной Сибири (гаплотип S), а также последовательность образца ряпушки Водлозера с тем же, согласно ПЦР-ПДРФ анализу, комплексным гаплотипом.

Все исследованные нами последовательности депонированы в базу данных GenBank (NCBI) под номерами: С. albula — EU256379, EU339159-EU339165, EU339171-EU339174; С. sardinella — EU339154-EU339156; С. peled — EU339166-EU339170; ряпушка из реки Печора — EU339150-EU339153, EU339157, EU339158.

Межвидовые и внутривидовые различия в изученной первичной последовательности. Сопоставление первичных последовательностей ряпушек и

пеляди с последовательностью сига позволило установить, что все варианты фрагмента, секвенированные в нашей работе, отличаются от нее шестью общими нуклеотидными заменами (2% длины секвенированного участка) (табл. 3). К числу распространенных относится также замена А на в в положении 51. Она встречается во всех изученных образцах мтДНК пеляди и доминирует у ряпушек. Среди изученных образцов эта замена отсутствовала только у типичной сибирской ряпушки из бассейна Индигирки и одной ряпушки Водлозера, мтДНК которой согласно данным ПЦР-ПДРФ анализа имела тот же комплексный гаплотип (5).

Таблица 3. Полиморфные нуклеотидные позиции для 9 вариантов последовательности нуклеотидов (общая длина участка 300 п.н.). Первая нуклеотидная позиция (»ответствует позиции 3451 п.н. сиквенса мтДНК сига С. /ауагеГив (вепБапк № N0 002646). а — последовательность сига из СепВапк, остальные варианты последовательности зарегистрированы в образцах, секвенированных в данной работе

га ь йЛ Позиция нуклеотида

« ё m с 3 6 15 24 51 84 105 132 162 173 228 240 246 252 255 291

СL Т С G А А G С А Т С G С С G С А

Е-1 G G т С А Т G

Е- 2 G G А т с А , Т G

Е- 3 G G т с А Т т G

Е-4 . А G G т С с А т т G

Е-5 А G G т с А . т G

G-1 G G т с А т G

G*-1 G G т с А т т G

S-1 G т с А т G

S-2 G т с А А т G

Анализ нуклеотндной последовательности участка гена ND-1 мтДНК ряпушек из шести популяций Европы и Сибири с одинаковым комплексным гаплотипом показал наличие полиморфизма, не регистрируемого методом ПДРФ-анализа. Внутри «европейского» гаплотипа Е были выявлены последовательности пяти типов (£'-1— Е-5), которые отличались друг от друга 1-5 нуклеотидными заменами (рис. 3). При этом характерных различий между носителями гаплотипа Е из Европы и Сибири мы не обнаружили.

Данные секвенирования подтверждают, что из всех исследованных популяций Европейского Севера России ряпушка озера Водлозеро наиболее близка к сибирской, поскольку вариант мтДНК ряпушки Водлозера S-2 оказался производным от «сибирского», а не от «европейского» варианта.

Последовательность, характерная для двух образцов ряпушки из Печоры, которые имели дополнительный сайт рестрикции Tag I (комплексный гаплотип G), отличается, как оказалось, от варианта £-1 также только одним нуклеотидом. Это замена Т на С в положении 3. А вот комплексный гаплотип G ряпушки Онежского озера, оказался не

идентичен гаплотипу G печорской ряпушки: дополнительный сайт рестрикции Taq ] появлялся здесь тоже в результате единственной замены G на А, но в другом положении — 252 п.н., хотя длины фрагментов, генерируемых этой рестриктазой в случае образцов из Печоры (G) и Онежского озера (G*), оказывались сходными. Вариант нуклеотидной последовательности ряпушки из Онежского озера обозначен G*-l.

В целом, уровень дивергенции изученных последовательностей невелик и варьирует от 0,003 до 0,017 (среднее значение 0,009±0,003), что соответствует дифференциации на внутривидовом уровне для рода Coregonus (Bematchez et al., 1991; Hansen et al., 1999; Brzuzan et al., 2002; Schulz et al., 2006).

Региональные особенности первичной последовательности изученного фрагмента мтДНК. Анализ 26 первичных последовательностей фрагмента renaND-l мтДНК ряпушек и пеляди показал, что внутри группы последовательностей, объединенных общностью комплексного гаплотипа, доминируют два варианта — £-1 и Е-3 (рис. 3). Причем если первый встречается повсеместно и обнаруживается не только у ряпушки европейского региона, но также у ряпушки Сибири и у пеляди, то второй вариант тяготеет к популяции С. albula Онежского озера и прилегающих районов. Характерной особенностью последнего является замена С на Т в положении 240, а потому варианты G*-l и £-4 Онежского озера можно считать производными варианта Е-3 и объединить с ним в одну группу. Следует отметить, что данная замена характерна как для мелкой формы ряпушки Онежского озера, так и для кильца.

Рис. 3. Медианная сеть вариантов нуклеотидной последовательности фрагмента гена N0-1 мтДНК. Диаметр круга отражает частоту встречаемости варианта последовательности; одно деление на схеме соответствует одной нуклеотидной замене. Варианты, оказавшиеся частично или полностью внутри геометрических фигур, выделенных цветом, присутствуют в одной из популяций, обитающих в зоне предполагаемого недавнего контакта С. а/йи/а и С. гапй'лейа: I — Водлозеро, II — р. Печора, III — Онежское озеро. Пунктирная линия условно разграничивает три вида рода Согедопиз, образующих единый комплекс

Coregonus lavaretus

Coregonus peled

Coregottus sardinella

Coregonus albulo

Помимо ряпушки Онежского озера, где все четыре проанализированных образца имели характерную замену, вариант Е-3 был обнаружен у двух ряпушек Водлозера с комплексным гаплотипом Е. Встретился он и у четырех из шести проанализированных ряпушек га популяции Печоры, две из которых относились к форме «саурей», а две — к форме «зельдь». Из двух изученных особей, происходящих из водоемов Западного Ямала, одна также имела вариант последовательности Е-3.

Обсуждение

Молекулярно-генетические маркеры в решении проблем систематики комплекса

евразийских ряпушек С. albula и С. sardinella Анализ полиморфизма изолокусов СК-А1,2*. Результаты анализа полиморфизма изолокусов креатинкиназы СК-А1,2* показали, что большая часть исследованных нами популяций ряпушки можно отнести к виду С. albula, в том числе и соловецкую ряпушку. Необходимо отметить, однако, что в озере Большое Остречье, которое никогда не соединялось с другими искусственной системой каналов, обнаружены рыбы с «сибирским» аллелем *110 (Гордеева и др., 2009). Этот факт можно трактовать как свидетельство иного происхождения ряпушки данного озера по сравнению с соловецкой ряпушкой, изученной нами, поскольку в литературе обсуждается возможность существования в некоторых озерах архипелага нативных популяций, основатели которых проникли сюда с материка естественным путем в послеледниковый период (Правдин, 1951). В то же время, в других озерах могут обитать потомки европейской ряпушки, интродуцированной туда монахами.

Что касается ряпушки озера Водлозеро, то высокие частоты аллеля СК-А1,2*110 сближают ее с сибирской. Интересно, что в озере Белом (Махров и др., 2003) и ряде озер западной части Архангельской области (Гордеева и др., 2009), где, как считается, обитает европейская ряпушка, частоты аллеля "110 тоже весьма высоки, а кроме того, в этих популяциях обнаруживается характерный для сибирской ряпушки аллель *120. В то же время, следует отметить, что популяции восточной части беломорского бассейна по частотам аллелей СК-А1.2* близки к типичной С. albula (Sendek et al., 2008).

Таким образом, в последнее время стали накапливаться данные, которые ставят под сомнение диагностическую ценность креатинкиназы при разделении двух видов ряпушек. Помимо приведенных фактов здесь следует отметить, что высокие частоты медленных «европейских» аллелей изолокусов были обнаружены в бассейнах рек Анадырь и Чаун (Ермоленко, 1989), а также в некоторых популяциях С. sardinella Северной Америки (Бодали и др., 1994).

Анализ внутри- и межпопуляционного полиморфихча мтДНК. Согласно данным ПЦР-ПДРФ анализа ND-1 фрагмента мтДНК, уровень полиморфизма в изученных популяциях ряпушки находится в пределах, характерных для других представителей рода Coregonus (Bemalchez et al., 1991). Однако, в отличие от большинства видов, для ряпушек характерно исключительно высокое внутрипопуляционное разнообразие, которое превышает межпопуляционное, что можно связать с наличием практически в каждой локальности уникальных гаплотипов на «общем фоне» гаплотипа Е, уменьшающего межпопуляционную дифференциацию.

Высокие значения нуклеотидного разнообразия, отмеченные для озера Плещеево, свидетельствуют о древности этой популяции. Действительно, согласно палеогеографическим реконструкциям, во время последнего оледенения край ледника не продвигался так далеко на юг (Svendsen et al., 2004), в связи с чем данная популяция могла сохраниться еще с позднемосковского времени, т.е. с конца среднего плейстоцена (150 тыс. лет назад) (Алешинская и др., 1992).

Одной из причин высокого разнообразия литовских популяций является наличие в них не одного, как в большинстве популяций, а двух доминирующих гаплотипов, один из которых — широко распространенный гаплотип Е, второй же—ALBL1 или ALBL4. Подобная ситуация описана для нескольких польских популяций С. albula (Brzuzan et al., 2002), что по мнению авторов этой работы, может свидетельствовать о большом числе основателей популяции или о смешении при формировании популяции от разных филогенетических линий, существовавших еще до последнего оледенения.

Снижение внугрипопуляционного разнообразия (нуклеотидного и гаплотипического) в направлении с юга на север, отмеченное нами для ряпушки Европейского Севера России, характерно для многих видов рыб северного полушария, формирование популяций которых связано с событиями последнего оледенения (Bernatchez, Wilson, 1998).

В целом же, анализ внутри- и межпопуляционного полиморфизма ряпушки Европейского Севера России и двух популяций Финляндии позволяет говорить о близости большинства из них по происхождению. Дифференциация популяции озера Плещеево обусловлена ее ббльшей древностью, а в формировании популяций Литвы, видимо, принимали участие разные филогенетические линии европейской ряпушки.

Межвидовой полиморфизм фрагмента ND-1 мтДНК. Многолетние исследования фрагмента ND-1 мтДНК методом ПЦР-ПДРФ анализа позволяют говорить лишь о незначительных различиях между популяциями ряпушек Европы и Сибири. Выполненный нами анализ первичной последовательности фрагмента гена

ND-1 мтДНК также не позволил обнаружить локусов, которые дали бы возможность различать С. albula и С. sardinella: у ряпушек Европы и Сибири в некоторых случаях были зарегистрированы абсолютно идентичные варианты нуклеотидной последовательности.

Даже в случае варианта, который, согласно данным ПЦР-ПДРФ анализа, считался типично сибирским (это заставляло предполагать, что его первичная последовательность содержит значительное число нуклеотидных замен по сравнению с последовательностью С. albula), различие ограничивалось, как оказалось, всего одним нуклеотидом. При этом различия между ряпушками из разных европейских популяций могли достигать пяти нуклеотидов, а внутри одной популяции — трех (Водлозеро — варианты 5-2 и Е-3, Онежское озеро — варианты GM и Е-А).

Таким образом, характер распределения различных вариантов мтДНК в популяциях ряпушек Европы и Сибири свидетельствует в пользу гипотезы об их принадлежности к одному виду. Следует отметить, что и результаты ряда других исследований, касающихся полиморфизма мтДНК, указывают на незначительную дивергенцию С. albula и С. sardinella и не позволяют однозначно дифференцировать два вида ряпушек (Bernatchez et al., 1991; Schulz et al., 2006). В то же время, нельзя не признать, что прямых доказательств, дающих твердые основания для объединения евразийских ряпушек, пока недостаточно. Даже если будет установлено, что другие участки мтДНК ведут себя аналогично изученному нами фрагменту, для обоснованного объединения С. albula и С. sardinella потребуются дополнительные данные не только по митохондриальной, но и по ядерной ДНК.

Основные пути расселения ряпушек по территории Европейского Севера России

Анализ полиморфизма ND-1 фрагмента мтДНК позволяет говорить об относительной древности популяции ряпушки озера Плещеево. Другие водоемы Европейского Севера России ряпушка начала заселять по мере отступления ледника (не ранее 20 000 - 15 000 лет назад), о чем свидетельствуют низкое нуклеотидное разнообразие и незначительная нуклеотидная дивергенция между популяциями, а также преобладание во всех популяциях одного комплексного гаплотипа (Е). Следует отметить, что гаплотип Е является, по всей видимости, достаточно древним, так как встречается во всех изученных нами популяциях, характерен для ряпушки Сибири, а также типичен для пеляди. Вероятно, рыбы с таким гаплотипом существовали на обширной территории, как Европы, так и Сибири еще со времен предпоследней регрессии ледника, а может быть и раньше.

Уникальные гаплотипы, характерные для конкретных локальностей, появлялись уже после того, как популяции оказались изолированными друг от друга в процессе отступления ледника и утратили связи с сетью приледниковых водоемов. Действительно, уникальные галлотипы являются в большинстве случаев достаточно молодыми новообразованиями, так как отличаются от гаплотипа Е заменой нуклеотида в единственном сайте рестрикции.

В то же время, особенности сети гаплотипов, выявленных методом ПЦР-ПДРФ анализа, не позволяют детально судить о потоках расселения ряпушки по исследуемой территории. Снижение гаплотипического и нуклеотидного разнообразия маркирует лишь движение потоков расселения на север, вслед за отступающим краем ледника. Однако ситуацию проясняют данные анализа нуклеотидной последовательности участка reHaND-1 мтДНК.

Результаты секвенирования подтверждают точку зрения о сибирском центре происхождения сиговых (Smith, 1957; Bauer, 1970; Решетников, 1980, 1995): именно в популяциях Восточной Сибири найден вариант мтДНК ряпушки (С. sardinella), наиболее близкий к варианту, характерному для сига (С. lavaretus). Судя по данным ПДРФ-анализа, в Сибири этот вариант является доминирующим (Politov et al., 2000).

Есть все основания полагать, что на этапе первоначального проникновения ряпушки в Европу наиболее частым стал вариант последовательности ЕЛ, который распространился в популяциях этой части света. По мере продвижения ряпушки на запад, произошедшего еще до последнего оледенения, в ее мтДНК постепенно накапливались отличия от последовательности предкового типа. Медианная сеть хорошо иллюстрирует данное предположение: одни из самых больших различий в последовательности изученного фрагмента мтДНК наблюдаются между образцами, собранными в удаленных друг от друга географических точках (например, дельта Индигирки (S-1) и озера Литвы (£-5)). Однако во время последней трансгрессии ледника популяции ряпушки были вытеснены из своих местообитаний, произошла фрагментация ареала.

В этот период значительную роль в сохранении популяций, а позже и в расселении ряпушки (как и других пресноводных рыб), безусловно, играли приледниковые водоемы, или рефугиумы. Так, на основе анализа аллозимного полиморфизма популяций сига высказано предположение о Восточно-Европейском рефугиуме (Scndek, 2004), который существовал наряду с приледниковыми водоемами в Сибири и приледниковым рефугиумом в районе современного Балтийского моря. Вероятно, в одном из приледниковых водоемов (возможно, впоследствии

фрагментированном) на территории Восточной Европы и сохранилась популяция ряпушки, из которой происходило ее расселение по территории Европейского Севера России после отступления ледника.

Наиболее вероятные потоки расселения, маркированные генетическими особенностями изученных популяций ряпушек Европейского Севера России, представлены на рис. 4.

Условные обозначения: 1 - приледниковое озеро Коми; 2 - приледниковый рефугиум, из которого в водоемы восточной части Балтийского и Беломорского бассейнов проникли вселенцы из Сибири; 3 - приледниковый рефугиум, из которого происходило заселение современного Онежского озера и прилегающих водоемов; 4 - древний водоем, из которого произошло заселение ряпушкой современного озера Плещеево; 5 - западноевропейские рефугиумы, ряпушка которых принадлежит к другим филогенетическим линиям. Стрелками показано направление потоков расселения. Поскольку на данном этапе исследований нельзя утверждать, что вселение из Сибири происходило именно через озеро Коми, стрелка показана точечным пунктиром. Пути обмена генами между западноевропейскими и восточноевропейскими рефугиумами также требуют уточнения. LGM (пунктир) — край ледника в период максимума последнего оледенения (по; Svendsen et al., 2004); т.л.н. - тысяч лет назад, по палеогеографическим реконструкциям

Так, обращает на себя внимание характерная особенность ряпушки Онежского озера, где все четыре изученных образца несли одну и ту же нуклеотидную замену (С на Т в положении 240, варианты последовательности Е-3, £-4, G*-l). Эта же замена присутствовала в митохондриальном геноме у обоих ряпушек с «европейским» комплексным гаплотипом Е из соседнего озера Водлозеро. Западнее Онежского озера ни у исследованных нами особей ряпушки, ни у ряпушки Западной Европы (GenBank:

00399869, 0(3399870; КоМтапп е1 а1., 2007) данная нуклеотидная замена не обнаружена. В то же время, данная замена присутствовала в мтДНК у четырех из шести ряпушек Печоры, среди которых были как особи, относящиеся к «европейской» форме «саурей», так и рыбы, принадлежащие к «сибирской» разновидности «зельдь». Одна из двух проанализированных рыб с Западного Ямала тоже оказалась носительницей этой замены.

Особенности распределения варианта Е-3 в пределах ареала ряпушек, а также то, что в Онежском озере были обнаружены также два производных от него варианта (£-4 и 0*-1), содержащих ту же замену, заставляет предполагать существование в относительно недавнем прошлом потока генов из Европы в Сибирь. Этот поток шел, судя по всему, на поздних стадиях отступления ледника, поскольку характерная замена распространена на северо-восток от Водлозера к Печоре и Западному Ямалу. Северную локализацию данного потока подтверждают и результаты исследования полиморфизма креатинкиназы в популяциях ряпушки восточной части бассейна Белого моря: здесь отмечены только европейские варианты аллелей (Зепйек й а!., 2008).

Локализованное распределение вариантов мтДНК с характерной заменой (Онежское озеро, Водлозеро) свидетельствует о длительном периоде изоляции предковых популяций, несущих эту замену, то есть о наличии рефугиума. Этот водоем мог находиться южнее или юго-восточнее (но не западнее) современного Онежского озера, причем кроме потока расселения в северо-восточном направлении из бассейна Онежского озера существовал поток расселения в северном направлении (рис. 4).

В процессе отступления ледника, согласно как литературным, так и собственным данным, имел место и поток генов из Сибири в Европу. Об этом говорит присутствие в ряде популяций восточной части исследованного региона аллельных вариантов креатинкиназы, характерных для популяций ряпушки Сибири. Данные секвенирования фрагмента N0-1 мтДНК также подтверждают, что из всех исследованных популяций Европейского Севера России ряпушка озера Водлозеро наиболее близка к сибирской. О наличии потока генов из Сибири в Европу в период отступления последнего ледника свидетельствуют данные, полученные при генетическом анализе популяций не только рыб, но и других гидробионтов (обзор: Махров, Болотов, 2006).

На существование обмена генами между популяциями ряпушки исследованного региона и филогенетическими линиями Западной Европы указывают особенности полиморфизма мтДНК ряпушек озер Даугай, Онежское и Плещеево. В самом деле, их сближает наличие общих гаплотипов мтДНК, не обнаруженных в других популяциях. Более того, нуклеотидная последовательность ряпушки озера Даугай, как оказалось,

принадлежит к распространенному у ряпушек Европейского Севера России варианту ЕЛ, в то время как последовательность особи из озера Гальве отличалась от ЕЛ двумя нуклеотидными заменами (вариант Е-5).

Необходимо отметить, что в свете современных данных об истории развития оледенений на севере Евразии в четвертичном периоде, возможность существования разных рефугиумов, обсуждавшихся выше, подтверждается. В частности, согласно реконструкциям, приведенным в работах (Mangerud et al., 2004; Svendsen et al., 2004), юго-восточный край последнего ледника бьи сильно изрезан, что создает предпосылки для существования водоемов, изолированных друг от друга его лопастями (рис. 4).

Особенности фитогеографии евразийских ряпушек позволяют выдвинуть две гипотезы для объяснения всей совокупности имеющихся данных. С одной стороны, можно предположить, что на Европейском Севере России существует обширная зона гибридизации двух видов. С другой стороны, низкий уровень генетических различий между ряпушками Европы и Сибири можно рассматривать в рамках представления об одном широко распространившемся виде. Наблюдаемая дифференциация популяций ряпушки связана в этом случае с особенностями расселения вида с востока на запад.

Нет сомнений, что заселение ряпушкой европейской территории представляло собой довольно сложный и длительный процесс, а вселение в европейские водоемы разных филогенетических линий ряпушек происходило несколько раз. Ведь даже популяции, относящиеся, без всякого сомнения, к европейской ряпушке, имеют достаточно сложную историю. О присутствии на территории Европы ряпушек, происходящих, по крайней мере, от двух потоков вселения, свидетельствуют, например, результаты ПДРФ-анализа мтДНК С. albula озер Польши (Brzuzan et al., 2002).

Выводы

1. Впервые проведенное исследование мтДНК 11 популяций ряпушек Европейского Севера России и пяти популяций сопредельных стран показывает, что уровень внутри- и межпопуляционного полиморфизма у рыб изученного региона соответствует таковому для популяций других представителей рода Coregonus.

2. Согласно данным, полученным в работе, характерной особенностью ряпушек Европейского Севера России является преобладание внутрипопуляционного полиморфизма над межпопуляционным, что связано с наличием в большинстве популяций уникальных комплексных гаплсггипов. Наибольшее внутрипопуляционное разнообразие, не наблюдавшееся ни в одной из ранее изученных популяций Европы и Северной Америки, выявлено у ряпушки озера Плещееве, что свидетельствует о древности и длительной изоляции этой популяции.

3. Анализ морфологических и молекулярно-генетических признаков на основе собственных и литературных данных, выявил, что уровень различий между европейской и сибирской ряпушками крайне низок. При этом впервые получены свидетельства в пользу того, что наблюдаемые морфологические различия Moiyr быть связаны не только с видовой принадлежностью ряпушек, историей расселения и формирования популяций, но и с их экологическими особенностями.

4. Полученные в работе данные об отсутствии четкой и однозначно трактуемой дифференциации ряпушек Европы и Сибири, в том числе и по признакам, предложенным в качестве видовых, позволяют обсуждать гипотезу о едином виде евразийской ряпушки.

5. В наиболее восточных из изученных популяций - озерах Белое и Водлозеро -обнаружены следы интрогрессии генов ряпушки Сибири, о чем свидетельствуют как данные по полиморфизму изолокусов креатинкиназы СК-Л1,2*, так и данные по разнообразию последовательности ND-1 фрагмента мтДНК.

6. Согласно полученным данным по гаплотипическому разнообразию популяций ряпушек, современные популяции Европейского Севера России формировались по мере отступления ледника с юга на север. При расселении ряпушки по территории европейской части России, кроме потока генов из Сибири, выявлен также поток генов из Европы в Сибирь, который маркируется характерной заменой С на Т в положении 240 изученного фрагмента reHaND-1 мтДНК

7. На основании данных по изучению первичной последовательности фрагмента ND-1 мтДНК впервые получено указание на существование рефугиума южнее или юго-восточнее современного Онежского озера.

Благодарности

Я искренне благодарна академику |Ю.П. Алтухову|, под руководством которого начинала исследование генетического разнообразия сиговых рыб. Благодарю за обсуждение и помощь в осмыслении полученных результатов B.C. Артамонову, а также всех сотрудников лаборатории эволюционной экологии ИБВВ РАН.

Я признательна за предоставленные пробы и помощь в ходе полевых работ Я.И. Алексеевой, B.C. Артамоновой, Т.С. Ивановой, А. Каупинису, В.В. Костюничеву, Ю.С. Решетникову, Д.С. Сендеку, О.П. Стерлиговой, С. Соколову, В.А. Широкову, М.Ю. Шрейдер, И.Л. Щурову, сотрудникам ИБВВ РАН, Вологодской лаборатории -филиала ФГНУ ГосНИОРХ, НП «Водлозерский», лаборатории популяционной генетики ИОГен РАН и участникам международной экспедиции «Экология тундры-94».

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Боровикова Е.А., Балдина С.Н., Гордон Н.Ю., Махров A.A., Политов Д.В. 2006. Генетическое разнообразие, особенности морфологии и происхождения ряпушки оз. Водлозера // Водлозерские чтения: Материалы научно-практической конференции, посвященной 15-летию нац. парка «Водлозерский», Петрозаводск, 27-28 апреля 2006 г. Петрозаводск: Изд-во КНЦ РАН. С. 69-74.

2. Боровикова Е.А. 2008. Приледниковые рефугиумы сиговых рыб рода Coregonus на территории Европейского Севера России // Материалы докладов I Всероссийской молодежной научной конференции «Молодежь и наука на Севере». Т. 3. Сыктывкар, Республика Коми, Россия, 14-18 апреля 2008 г. С. 25-26.

3. Махров A.A., Боровикова Е.А., Артамонова B.C. 2008. Локализация приледниковых рефугиумов рыб на Европейском Севере России // Тезисы докладов Международной конференции «Генетика, селекция, гибридизация, племенное дело и воспроизводство рыб», Санкт-Петербург, 10-12 сентября 2008 г. С. 103-104.

4. Боровикова Е.А., Алексеева Я.И., Артамонова B.C., Махров A.A., Шрейдер М.Ю. 2008. Систематическое положение ряпушки Соловецких озер (по морфологическим и генетическим данным) // Проблемы мониторинга природной среды Соловецкого архипелага. Материалы III Всероссийской научной конференции. Архангельск, 8-11 декабря 2008 г. С. 20-22.

5. Боровикова ЕА., Махров A.A. 2009. Обнаружение гаплотипа митохондриальной ДНК, характерного для сибирской ряпушки Coregonus sardinella (Valenciennes, 1848), в популяции европейской ряпушки С. albula (Linnaeus, 1758) Водлозера (бассейн Балтийского моря) // Известия РАН. Серия биологическая. № 1. С. 95-99.

6. Боровикова ЕЛ., Махров A.A. 2009. Систематическое положение и происхождение сигов (Coregonus, Coregonidae, Osteichthyes) Европы. Генетический подход//Успехи современной биологии. Т. 129. № 1. С. 58-66.

7. Боровикова Е.А., Махров A.A. 2009. Систематическое положение и происхождение сигов (Coregonus) Европы: Морфо-экологический подход // Лососевидные рыбы Восточной Фенноскандии (в печати).

Боровикова Елена Александровна (Россия) Филогеография ряпушек Coregonus albula (L.) и С. sardinella Valenciennes Европейского Севера России

В работе показано, что современные популяции ряпушки Европейского Севера России формировались по мере отступления последнего ледника с юга на север. Наиболее древней среди изученных является популяция озера Плещеево, для которой характерно максимальное внугрипопуляционное разнообразие. В ходе становления генетической структуры популяций имели место контакты разных филогенетических линий ряпушек. В частности, получены новые данные, подтверждающие существование потока генов из Сибири в популяции Восточной Европы, а также обнаружена характерная замена в последовательности мтДНК, маркирующая поток генов в Сибирь из ранее неизвестного приледникового рефугиума, который мог располагаться южнее или юго-восточнее современного Онежского озера. Полученные данные хорошо согласуются с палеогеографическими реконструкциями, свидетельствующими об изрезанное™ края ледника и возможности существования у его периферии изолированных приледниковых водоемов. В то же время, вся совокупность морфологических и молекулярно-генетических данных свидетельствует о низком уровне различий между европейской (С. albula) и сибирской (С. sardinella) ряпушками, что позволяет обсуждать гипотезу о едином виде евразийской ряпушки.

Elena A. Borovikova (Russia) Phylogeography of the Ciscoes Coregonus albula (L.) and С sardinella Valenciennes in European North of Russia

It has been demonstrated that modern cisco populations of European North of Russia were formed as the last glaciation retreated from the south to the north. The cisco population of Lake Pleshcheevo is the oldest of the studied populations and it characterized by the largest intrapopulation diversity. Different phylogenetic lineages of ciscoes contacted when the genetic structure of their populations was being formed. In particular, new evidence for a gene flow from Siberian populations to eastern European ones are presented. In addition, it was found a characteristic substitution in the mitochondrial DNA nucleotide sequence that marks a gene flow to Siberia from a previously unknown periglacial refugium, which was probably located to south or southeast of the modern Onega Lake. These data agree with paleogeographic reconstructions that indicate the margin of the glacier was indented, and isolated bodies of water could exist at its periphery. At the same time, all available morphological and molecular genetic data show only slight differences between the European vendace (C. albula) and the Siberian least cisco (C. sardinella), which makes it possible to hypothesise that Eurasian ciscoes are actually a single species.

Подписано в печать:

07.05.2009

Заказ № 2011 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Боровикова, Елена Александровна

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Основные морфо-экологическне и молекулярно-генетнческне особенностипопуляций ряпушек Coregonus albula (L.) и С. sardinella Valenciennes

1.1. МОРФО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЯПУШЕК

COREGONUSALBULA (L.) И С. SARDINELLA VALENCIENNES

1.1.1. Характерные морфологические особенности Coregonus albula и С. sardinella

1.1.2. Разнообразие экологических форм ряпушки как отражение ее видовой пластичности

1.1.3. Морфо-экологическая пластичность ряпушки в условиях искусственного и естественного расселения

1.2. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ПОПУЛЯЦИЙ РЯПУШКИ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА

1.2.1. Полиморфизм хромосомного набора у ряпушек

1.2.2. Полиморфизм аллозимов в популяциях ряпушки

Европейского Севера

1.2.3. Полиморфизм нуклеотидных последовательностей ДНК в популяциях ряпушкиЕвропейского Севера

1.3. ПРОБЛЕМЫ СИСТЕМАТИКИ И ФИЛОГЕОГРАФИИ КОМПЛЕКСА

ЕВРАЗИЙСКИХ РЯПУШЕК С. ALBULA/C. SARDINELLA

1.3.1. Проблемы систематики комплекса ряпушек, связанные с особенностями их морфологии

1.3.2. Молекулярно-генетический анализ в решении проблем систематики и филогеографии комплекса евразийских ряпушек

1.3.3. Возможные пути заселения ряпушкой водоемов

Европейского Севера России

Глава 2. Материалы и методы

2.1. ПОПУЛЯЦИИ РЯПУШКИ, ИЗУЧЕННЫЕ В РАБОТЕ

2.2. МЕТОДЫ.МОРФОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

2.3. МЕТОДЫ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

2.3.1. Сбор и фиксация проб для генетического анализа

2.3.2. Анализ полиморфизма изолокусов креатинкиназы СК-А1,2*

2.3.3. Анализ полиморфизма митохондриальной ДНК (мтДНК)

2.4. МЕТОДЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПЕРВИЧНЫХ ДАННЫХ

Глава 3. Особенности морфологии ряпушки из зоны предполагаемого контакта

С. albula и С. sardinella;

3.1. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗУЧЕННЫХ ПОПУЛЯЦИЙ РЯПУШКИ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА РОССИИ

3.1.1. Анализ дифференцирующей способности признаков, используемых при сравнении популяций ряпушки

3.1.2. Анализ морфологических признаков изученных популяций ряпушки

3.2. АНАЛИЗ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ У РЯПУШЕК ЕВРОПЫ И

СИБИРИ, ОТНОСЯЩИХСЯ К РАЗНЫМ ЭКОЛОГИЧЕСКИМ ФОРМАМ

Глава 4. Генетическая дифференциация популяций ряпушки

Европейского Севера России

4.1. ПОЛИМОРФИЗМ ИЗОЛОКУСОВ КРЕАТИНКИНАЗЫ СК-А1.2* В ИССЛЕДОВАННЫХ ПОПУЛЯЦИЯХ РЯПУШКИ

4.2. ПОЛИМОРФИЗМ МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК В ПОПУЛЯЦИЯХ РЯПУШКИ

4.2.1. Полиморфизм сайтов рестрикции ND-1 фрагмента митохондриальной ДНК в исследованных популяциях ряпушки

4.2.2. Полиморфизм нуклеотидной последовательности участка мтДПК ряпушки внутри reHaND

Глава 5. Морфологические и молекулярио-геиетические маркеры в решении проблем систематики комплекса евразийских ряпушек С. albula и С. sardinella

5.1. АНАЛИЗ ПРИМЕНИМОСТИ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ В КАЧЕСТВЕ МАРКЕРОВ ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ВИДОВ ЕВРАЗИЙСКОЙ РЯПУШКИ

5.1.1. Особенности диагностических морфологических признаков у ряпушки популяций со спорным систематическим статусом

5.1.2. Диагностические возможности «видовых» признаков евразийских ряпушек

5.1.3. Дифференциация исследованных популяций по морфологическим признакам

5.2. РОЛЬ ПОЛИМОРФИЗМА ИЗОЛОКУСОВ КРЕАТИ11КИ11АЗЫ СК-Л1.2*

В ТЕСТИРОВАНИИ ВИДОВОЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ РЯПУШЕК

5.2. ПОЛИМОРФИЗМ МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК В РЕШЕНИИ ПРОБЛЕМ

ФИЛОГЕОГРАФИИ И СИСТЕМАТИКИ РЯПУШКИ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА

5.3.1. Анализ внутрипопуляционного разнообразия ряпушки исследованных водоемов

5.3.2. Межпопуляционное разнообразие ряпушки из водоемов Европейского Севера

5.3.3. Межвидовая дифференциация сиговых рыб Европейского Севера России по данным анализа нуклеотидной последовательности участка ND-1 генамтДПК

Глава 6. Основные пути расселения ряпушек по территории

Европейского Севера России

6.1. РОЛЬ СОБЫТИЙ ПОСЛЕДНЕГО ОЛЕДЕНЕНИЯ

В,РАССЕЛЕНИИ СИГОВЫХ РЫБ ЕВРАЗИИ

6.2. РАССЕЛЕНИЕ РЯПУШКИ ПО ТЕРРИТОРИИ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА РОССИИ

6.2.1. Данные ПЦР-ПДРФ анализа мтДНК в решении проблем филогеографии ряпушки Европейского Севера России

6.2.2. Основные потоки расселения, приледниковые рефугиумы и их роль в формировании современной генетической структуры популяций ряпушки Европейского Севера России

Введение Диссертация по биологии, на тему "Филогеография ряпушек Coregonus albula (L.) и C. Sardinella valenciennes Европейского Севера России"

Развитие биохимических и молекулярно-генетических методов анализа в последние несколько десятилетий, позволило подняться исследованиям в области популяционной генетики на качественно новый уровень. На сегодняшний день изучена генетическая структура, а также микро- и макроэволюционные процессы в популяциях сотен видов. Исследование полиморфизма, характерного для разных популяций одного или нескольких видов, позволяет оценить степень родства, уточнить филогенетические отношения между ними (Алтухов, 2003).

Фшюгеография представляет собой то направление исследований, которое рассматривает эти данные не сами по себе, а учитывает при их интерпретации особенности расселения вида, различные демографические и исторические события. В рамках такого подхода трактовка особенностей сложившейся на сегодняшний день внутри- и межпопуляционной дифференциации объединяет данные молекулярной и популяционной генетики, этологии, экологии, демографии, филогенетики, палеонтологии, геологии и исторической географии, касающиеся исследуемых популяций. Таким образом, находясь па пересечении макро- и микроэволюционных дисциплин, филогеография позволяет интегрировать набор данных для объяснения сложившейся популяционной структуры вида (Avise, 2000).

В настоящее время филогеографический подход применяется при исследовании самых разных групп позвоночных животных, в том числе и рыб. В северных водоемах одним из основных и наиболее ценных компонентов экосистем являются сиговые рыбы, к которым относятся и ряпушки (обзор: Решетников, 1980). Для большинства представителей семейства характерна исключительная морфо-экологическая пластичность, что вызывает трудности в разработке их филогении и систематики. В ряде случаев значительный размах внутривидовой изменчивости приводит к выделению многочисленных видов и внутривидовых форм (Kottelat, Freyhof, 2007), причем без достаточных на то оснований (Мина и др., 2006; Решетников, Лукин, 2006).

Применение молекулярно-генетических методов позволяет пролить свет на данные вопросы, поскольку в настоящее время уже получены надежные оценки для уровней внутривидовой и межвидовой изменчивости у близких к сиговым систематических групп рыб, например, для лососей (Алтухов и др., 1997; Алтухов, 2003). Однако, как показали исследования сиговых Северной Америки и Западной Европы, многие проблемы даже при таком подходе остаются нерешенными, и, кроме того, к ним прибавляются новые, поскольку в ряде случаев данные морфологического и молекулярно-генетического анализов не соответствуют друг другу. Применение же филогеографического подхода позволяет объяснить возникшие трудности с учетом особенностей расселения этих групп во время оледенений Плейстоцена (Bernatchcz, Dodson, 1994).

В настоящее время популяции ряпушки Западной Европы исследованы достаточно хорошо с применением различных молекулярно-генетических маркеров. Однако значительная часть ареала ряпушек находится на территории нашей страны, а популяции водоемов Европейского Севера России изучены значительно хуже. Имеются лишь данные по аллозимному полиморфизму отдельных популяций (Перелыгин, 19886; Сепдск, 1998; Sendek, 2002; Sendek et al., 2008), в то время как полиморфизм митохондриальной ДНК (мтДНК) до сих пор не анализировали. Вместе с тем, именно на Европейском Севере России, согласно распространенной точке зрения, в районе реки Печора, находится зона перекрывания ареалов ряпушек Coregonus albula и Coregonus sardinella, где возможна их гибридизация. Более того, не ясны особенности формирования популяций и пути послеледникового расселения ряпушек по европейской территории России, а эти данные необходимо учитывать при оценке степени уникальности популяций в ходе разработки мер по их поддержанию и восстановлению.

Европейская и сибирская ряпушки — важные объекты промысла. Крупные формы европейской ряпушки, такие как рипус и килец, обитающие, соответственно, в Ладожском и Онежском озерах, на протяжении ряда лет активно использовались для зарыбления других водоемов (Лопатышкина, 1957; Перелыгин, 19886). Вместе с тем, для успешной интродукции и развишя селекционных программ требуются данные об особенностях генофонда видов и отдельных популяций (Вавилов, 1987).

Что же касается рипуса и кильца, то даже их таксономический статус до сих пор остается предметом дискуссий. Эта же проблема актуальна и в отношении форм ряпушки с разным временем, а также местом нереста и нагула (Svärdson, 1979, 1988; Schulz, Freyhof, 2003; Kottelat, Freyhof, 2007). Более того, с 70-х годов прошлого столетия активно обсуждается и вопрос о видовом статусе двух видов ряпушек — С. albula и С. sardinella, которых ряд авторов предлагает считать одним широко распространившимся видом евразийской ряпушки (Дрягин и др., 1969; Пирожников и др., 1975).

С этой точки зрения особый интерес представляют популяции Европейского Севера России, особенно те, которые обитают в районе реки Печора и на прилегающих территориях. Только тщательный анализ их генетических особенностей с учетом данных палеогеографических реконструкций может помочь в разрешении спорных вопросов, касающихся таксономического статуса рыб конкретных популяций, даст новые аргументы в пользу объединения или, напротив, выделения видов и форм ряпушек в самостоятельные таксономические единицы.

Выявление закономерностей в расселении ряпушек по территории Европейского Севера России облегчит решение аналогичных задач для других представителей рода Coregonus, поскольку не только для ряпушек, но и для сига проблемы, связанные с таксономическим статусом, особенностями формирования популяций и взаимодействием разных филогенетических линий вида стоят очень остро (обзор: Махров, Болотов, 2006).

В связи с вышеизложенным, целью настоящей работы стало изучение путей расселения и особенностей формирования современных популяций ряпушки па территории Европейского Севера России. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1) изучить полиморфизм митохондриальной ДНК в популяциях ряпушек европейской территории России;

2) на основе данных молекулярно-генетического анализа оцепить таксономический с ra í ус популяций ряпушки исследуемой территории;

4) оценить степень участия ряпушки Сибири в формировании популяций ряпушки Европейского Севера России;

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Боровикова, Елена Александровна

Выводы

2. Согласно данным, полученным в работе, характерной особенностью ряпушек Европейского Севера России является преобладание внугрипопуляционного полиморфизма над межпопуляционпым, что связано с наличием в большинстве популяций уникальных комплексных гаплотипов. Наибольшее внутрипопуляционное разнообразие, не наблюдавшееся ни в одной из ранее изученных популяций Европы и Северной Америки, выявлено у ряпушки озера Плсщеево, что свидетельствует о древности и длительной изоляции этой популяции.

3. Анализ морфологических и молекулярно-генетических признаков на основе собственных и литературных данных, выявил, что уровень различий между европейской и сибирской ряпушками крайне низок. При этом впервые получены свидетельства в пользу того, что наблюдаемые морфологические различия могут быть связаны не только с видовой принадлежностью ряпушек, историей расселения и формирования популяций, но и с их экологическими особенностями.

4. Полученные в работе данные свидетельствуют об отсутспши четкой и однозначно трактуемой дифференциации ряпушек Европы и Сибири, в том числе и по признакам, предложенным в качестве видовых, и позволяют обсуждать гипотезу о едином виде евразийской ряпушки.

5. В наиболее восточных из изученных популяций — озерах Белое и Водлозеро — обнаружены следы интрогрессии генов ряпушки Сибири, о чем свидетельствуют как данные по полиморфизму изолокусов креатинкиназы СК-А1,2*, так и данные по разнообразию последовательности ND-1 фрагмента мтДНК.

7. На основании данных по изучению первичной последовательности фрагмента N0-1 мтДНК впервые получено указание на существование рефугиума южнее или юго-восточнее современного Онежского озера.

Благодарности

Я искренне благодарна академику |Ю.П. Алтухову], под руководством которого начинала исследование генетического разнообразия сиговых рыб. Благодарю за обсуждение и помощь в осмыслении полученных результатов B.C. Артамонову и A.A. Махрова, руководившего выполнением настоящей работы, а также всех сотрудников лаборатории эволюционной экологии ИБВВ РАН.

Я признательна за предоставленные пробы и помощь в ходе полевых работ Я.И. Алексеевой, B.C. Артамоновой, Т.С. Ивановой, А. Каупинису, В.В. Костюничеву, Ю.С. Решетникову, Д.С. Сендеку, О.П. Стерлиговой, С. Соколову, В.А. Широкову, М.Ю. Шрейдер, И.Л. Щурову, сотрудникам ИБВВ РАН, Вологодской лаборатории — филиала ФГНУ ГосНИОРХ, ПП «Водлозерский», лаборатории популяционной генетики ИОГен РАН и участникам международной экспедиции «Экология тундры-94».

Заключение

На формирование структуры современных популяций большинства видов рыб бореальной зоны северного полушария существенное влияние оказали события последнего оледенения (Bernatchez, Dodson, 1994; Bernatchez, Wilson, 1998). Ледник обуславливал существование сложной сети приледниковых водоемов, игравших исключительную роль в расселении холодноводных видов рыб, в том числе и ряпушек.

Заселение ряпушкой водоемов Европейского Севера России связано с неоднократными инвазиями, имевшими место, как до последнего оледенения, гак и после него. В ходе становления генетической структуры современных популяций ряпушки имели место контакты разных филогенетических линий. В частности, результаты настоящей работы позволяют говорить об обмене генами между популяциями ряпушки Европейского Севера России и Сибири, а также предполагать возможность такого обмена с филогенетическими линиями Западной Европы. Существенную роль при этом играли ириледниковые рефугиумы, один из которых находился южнее или юго-восточнее современного Онежского озера. Мутация, возникшая в данном рефугиуме, маркирует поток расселения из Европы в Сибирь.

Интрогрессия генов сибирской ряпушки столь далеко па запад — до водоемов бассейнов Балтики и Каспийского моря — даст возможность рассматривать две гипотезы. Первая базируется на обсуждении границ области гибридизации С. albula и С. sardinella. Поскольку ранее гибридными считали лишь популяции из бассейна реки Печора, то полученные нами данные в совокупности с литературными свидетельствуют о более широкой области гибридизации двух видов. Вторая гипотеза предполагает видовое единство евразийских ряпушек, а существующие между ними генетические различия в этом случае рассматриваются как межпопуляционная дивергенция, связанная с расселением единого вида ряпушек с востока на запад.

Необходимо отметить, что в качестве подтверждения гипотезы о единстве двух видов ряпушек можно рассматривать и морфо-экологические особенности сибирских и европейских популяций. Скорее всего, морфологические параметры, используемые для дифференциации видов, зависят от особенностей эмбрионального развития и условий обитания взрослых особей, чем от таксономического статуса и систематического положения популяции. Корреляция между морфологическими показателями и особенностями молекулярно-генетического полиморфизма, по-видимому, отсутствует, что характерно, согласно литературным данным, для других видов сиговых рыб (Bernatchez, Dodson, 1994; Ostbye et al., 2005).

Существенной генетической дифференциации между симпатрично обитающими популяциями крупной (килец) и мелкой формы ряпушки из Онежского озера не выявлено, что согласуется с данными многочисленных исследований, посвященных дифференциации и происхождению симпатричных популяций ряпушки разных форм (Vuorincn et al., 1981; Schulz et al., 2006). Килец, которому некоторые исследователи придают видовой статус (Богуцкая, Насека, 2004; Kottelat, Freyhof, 2007), имеет монофилетичное происхождение с мелкой формой ряпушки.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Боровикова, Елена Александровна, Борок

1. Алешинская З.В., Гуиова B.C., Лефлат О.Н. 1992. История озер центрального региона Русской равнины // История озер Восточно-Европейской равнины. С.-Пб.: Наука, С.-Петербургское отделение, с. 168-182.

2. Алтухов Ю.П. 2003. Генетические процессы в популяциях. 3-е изд., персраб. и доп. М.: ИКЦ "Академкнига". 431 с.

3. Алтухов Ю.П., Салменкова Е.А., Омельченко В.Т. 1997. Популяционная генетика лососевых рыб. М.: Наука. 288 с.

4. Амстиславский А.З. 1974. Морфо-экологический анализ двух форм сибирской ряпушки из pp. Мессо и Хадутта (бассейн Тазовской губы) // Экология. № 5. с. 49-53.

5. Андрияшева М.А. 1978. Селекционно-генетический анализ популяции ендырской пеляди по сроку нереста// Известия ГосНИОРХ. т. 130. с. 5-13.

6. Анпилова В.И. 1967. О систематическом положении баунтовского сига Coregonus lavaretus bannti Muchomedijarov // Известия ГосНИОРХ. т. 62. с. 129-140.

7. Атлас пресноводных рыб России. 2003. Под ред. Ю.С. Решетникова. В 2-х томах. Т. 1. М.: Наука. 379 с.

8. Барская Ю.Ю., Иешко Е.П., Лебедева Д.И. 2008. Паразиты лососевидных рыб Фенноскандии. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН. 168 с.

9. Беляева К.И. 1946. Рыбы Керетьозера // Труды Карело-Финского о деления ВНИОРХ. Петрозаводск, т. II.

10. Ю.Беляева К.И. 1951. Ряпушка Coregonus albula L. Топозера // Труды Карело-Финского отделения ВНИОРХ. Петрозаводск, т. III. с. 69-88.

11. П.Беляева К.И. 1953. Экологические и биологические особенности крупных ряпушек из озер Карело-Финской ССР. Автореф. канд. дис. Петрозаводск.

12. Беляева К.И. 1967. Изменчивость ряпушки Онежского озера, акклиматизированной в Вашозере // Известия ГосНИОРХ. т. 62. с. 115-120.

13. Берг Л.С. 1916. Рыбы пресных вод Российской империи. М.: Департамент Земледелия. 563 с.

14. Берг Л.С. 1948. Рыбы пресных вод СССР и сопредельных сфан. Часть 1. М.-Л.: Изд-во All СССР. 466 с.

15. Боброва H.H. 1958. Сибирская ряпушка — Coregonus sardinella Valenciennes // Известия ВНИОРХ. т. XLIV. с. 179-189.

16. Бодали P.A., Вуоринен Д.А., Решетников Ю.С., Рист Д.Д. 1994. Генетические связи пяти видов сиговых рыб Сибири // Вопросы ихтиологии, т. 34. № 2. с. 195-203.

17. Богуцкая Н.Г., Насека A.M. 2004. Каталог бесчелюстных и рыб пресных и солоноватых вод России с номенклатурными и таксономическими комментариями. М.: Товарищество научных изданий КМК. 389 с.

18. Бурмакин Е.В. 1953. Биология и рыбохозяйственное значение пеляди // Труды Барабинского отделения ВПИОРХ. т. VI. вып. 1.

19. Бюллетень рыбного хозяйства Карело-Финской ССР. 1947. № 1.

20. Васильев Л.И. 1952. О ряпушке Рыбинского водохранилища // Труды Всесоюзного гидробиологического общества, т. IV. с. 106-114.

21. Вавилов Н.И. 1987. Теоретические основы селекции. М.: Паука. 512 с.

22. Викторовский P.M. 1964. Хромосомные наборы пеляди и баунтовского сига // Цитология. № 7. с. 636-638.

23. Вышегородцев A.A. 1975. Морфологическая характеристика сибирской ряпушки Coregonus albula sardinella (Val.) р. Юрибей (бассейн Гыданского залива) // Вопросы ихтиологии. 1.15. вып. 1(90). с. 32-42.

24. Гааль Э., Медьеши Г., Верецкеи Л. 1982. Электрофорез в разделении биологических макромолекул. М.: Мир. 448 с.

25. Гальцова М.З. 1954. Ряпушка Coregonus albula (L.). озера Нарочь // Ученые записки Белорусского гос. университета. Серия биологическая, вып. 17. с. 96-108.

26. Горбунова З.А., Дмитренко Ю.С., Шкилева В.М. 1981. Крупная ряпушка как объект рыбоводства в малых озерах Карелии // Биологические основы озерного рыбоводства, ч. 3. Мурманск: СеврыбНИИпроект. с. 19-52.

27. Гордеева Н.В., Холод О.II., Дворянкип Г.А., Сендск Д.С., Стерлигова О.П. 2009. О происхождении соловецкой ряпушки Coregonus albula и корюшки Osmerus eperlanus Сямозера// Вопросы ихтиологии, т. 49. № I.e. 28-36.

28. Груздева М.А., Максимов C.B., Пичугин М.Ю. 1999. Сибирская ряпушка // Разнообразие рыб Таймыра. М.: Наука, с. 36-46.112

29. Дворянкин Г. А. 2005. Озера Соловецкого архипелага: особенности ихтиофауны и состояние промысла // Материалы отчетной сессии СевПИПРО по итогам ПИР 2002-2003 г.г. Архангельск: СевПИНРО. с. 239-246.

30. Державин А.Н. 1946. Акклиматизация водных животных на Кавказе // Известия АН Армянской ССР. Естественные науки. № 5. с. 71-80.

31. Домрачев П.Ф., Правдин И.Ф. 1926. Рыбы оз. Ильменя и реки Волхова и их хозяйственное значение // Материалы по исследованию реки Волхова и его бассейна. вып. 10. часть II. 290 с.

32. Дрягин П.А. 1933а. Белозерская ряпушка и вопрос акклиматизации сиговых в Белом озере // Известия ВНИОРХ. т. 16. с. 22-39.

33. Дрягин П.А. 19336. Рыбные ресурсы Якутии // Труды Совета по изучению производительных сил Якутской АССР. Л.: Изд-во АН СССР. вып. 5. с. 3-94.

34. Дрягип П.А., Пирожников П.Л., Покровский В.В. 1969. Полиморфизм сиговых рыб (Coregonidae) и его биологическое и рыбохозяйственное значение // Вопросы ихтиологии, т. 9. вып. 1. с. 14-25.

35. Дятлов М.А. 1983. Ряпушка Coregonus albula (L.) Вахваярви II Лососевые (Salmonidae) Карелии. Петрозаводск, с. 117-126.

36. Дятлов М.А. 1985. Особенности экологии локальных популяций ряпушки Coregonus albula L. и рипуса С. albula ladogensis Pravdin (Berg) Ладожского озера II Вопросы ихтиологии, т. 25. вып. 6. с. 942-950.

37. Дятлов М.А. 1993. Ряпушка Coregonus albula (L.) озер системы Уксунйоки бассейна Ладожского озера // Проблемы лососевых на Европейском Севере. Петрозаводск, с. 57-74.41 .Дятлов М.А. 2002. Рыбы Ладожского озера. Петрозаводск: КарНЦ РАН. 281 с.

38. Европейцева Н.В. 1937. Расовый анализ беломорской фески. Л.

39. Ермоленко Л.Н. 1989. Генетическая изменчивость и межпопуляционные отличия у сибирской ряпушки // Генетика, т. XXV. № 6. с. 1081-1088.

40. Зверева О.С., Кучина Е.С., Остороумов H.A. 1953. Рыбы и рыбный промысел среднего и нижнего течения Печоры. M.-JL: Изд-во АН СССР.

41. Ильмаст II.B. 2001. Рянушка озера Осенсъёен (Норвегия) // Материалы конференции «Биоразнообразие Европейского Севера», Петрозаводск, 3-7 сентября, 2001. Петрозаводск, с. 69.

42. Ирискип Н.Т. 1974. Электрофоретический анализ белков сыворотки крови ряпушки и рипуса Ладожского озера // Известия ГосНИОРХ. т. 92. с. 136-140.

43. Казанский Б.П., Феклов Ю.А. 2005. Воздействие факторов среды на сроки нереста пеляди // Научно-технич. бюлл. лаборатории ИНЭНКО. вып. 10. с. 16-19.

44. Кайданова Т.И. 1988. О состоянии кариологических исследований сиговых рыб // Биология сиговых рыб. М.: Наука, с. 48-57.

45. Каукоранте М., Медников Б.М. 1988. Генетическая дивергенция сигов Фенноскандии // Биология сиговых рыб. М.: Наука, с. 31-48.

46. Квасов Д.Д. 1975. Позднечетвертичная история крупных озер и внутренних морей Восточной Европы. Л.: Наука. 278 с.

47. Кириллов Ф.Н. 1955. Рыбы реки Индигирки // Известия ВНИОРХ. т. XXXV. с.141.

48. Кириллов Ф.Н. 1972. Рыбы Якутии. М.: Наука. 360 с.

49. Кожевников Г.П., Галкин Г.Г. 1957. Ряпушка из Горьковского водохранилища // Научно-техн. бюлл. ВНИОРХ. № 5.

50. Коскова A.A. 1977. Белозерская ряпушка Coregonus sardinella vessicus Drjagin в Саратовском водохранилище // Вопросы ихтиологии, т. 17. вып. 3. с. 545-548.

51. Кошелев Б.В. 1984. Экология размножения рыб. М.: Наука. 307 с.

52. Кудерский Л.А. 1977. О путях проникновения сибирской ряпушки в водоемы Балтийского и Каспийского бассейнов // Известия ГосНИОРХ. т. 111. с. 54-62.

53. Кудерский JI.A. 2003. История формирования ихтиофауны больших озер бассейна Финского залива // Охрана и рациональное использование водных ресурсов Ладожского озера и других больших озер. СПб: АССПИН. с. 468-474.

54. Кузнецов В.В. 1987. Определение видовой принадлежности и биометрическое исследование молоди сиговых рыб в дельте Печоры // Бюлл. МОИП. Отд. биол. т. 92. вып. 1. с. 50-58.

55. Куккарина О.И., Мельянцев В.Г. 1981. О ряпушке Кончезера и Пертозера // Материалы семинара по проблеме «Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера», 23-25 января 1980 г., г. Петрозаводск. Петрозаводск, с. 71-74.

56. Куренков И.И., Остроумов А.Г. 1965. Нахождение ряпушки (Coregonus sardinella Val.) на Камчатке // Вопросы ихтиологии, т. 5. вып. 3. с. 558-560.

57. Лебедева O.A., Гальцова М.З. 1987. О популяционной неоднородное га европейской ряпушки Псковско-Чудского озера // Вопросы лососевого хозяйства на Европейском Севере. Петрозаводск, с. 8-14.

58. Лопатышкина Г.М. 1957. Морфологические изменения рипуса при его акклиматизации в озерах Урала // Известия ВНИОРХ. т. XXXIX. с. 60-72.

59. Лукаш Б.С. 1939. Рекогносцировочное рыбохозяйственнос исследование Водлозера// Рыбное хозяйство Карелии, вып. 5. с. 121-148.

60. Лукьянчиков Ф.В. 1967. Рыбы системы реки Хатанги // Рыбы и кормовые ресурсы бассейнов рек и водохранилищ Восточной Сибири. Красноярск, с. 11-93.

61. Мальков В.А. 1977. К биологии сибирской ряпушки Coregonus sardinella Val. оз. Маковского (бассейн р. Турухан) // Вопросы биологии. Томск: Изд-во Томского ун-та. с. 48-51.

62. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. 1984. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование. М.: Мир. 480 с.

63. Марченко Л.П. 1981. Ряпушка озера Имандра // Материалы семинара по проблеме «Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера». 23-25 января 1980, Петрозаводск, с. 74-75.115

64. Мина М.В., Решетников Ю.С., Дгебуадзе Ю.Ю. 2006. Таксономические новшества и проблемы пользователей // Вопросы ихтиологии, т. 46. № 4. с. 553-557.

65. Митенев В.К. 1998. К истории формирования пресноводной фауны паразитов рыб Европейского Севера России // Паразиты и болезни морских и пресноводных рыб Северного бассейна. Мурманск, с. 34-49.

66. Михайловский М.Н. 1903. О двух малоизвестных сигах Онежского озера // Ежегодник Зоологического музея Имп. АН. т. VIII. с. 345-355.

67. Мухомедияров Ф.Б. 1963. Ряпушка соловецкая (бассейн Белого моря) // Проблемы использования промысловых ресурсов Белого моря и внутренних водоемов Карелии, вып. 1. с. 206-210.

68. Ней М., Кумар С. 2004. Молекулярная эволюция и филогенетика. Пер. с англ., под ред. проф. В.И. Глазко. Киев: КВ1Ц. 418 с.

69. Неличик В.А. 1977. Морфометрия и некоторые вопросы биологии ряпушки Верхне-Туломского водохранилища // Труды ПИНРО. вып. XXXII. с. 34-42.

70. Никаноров Ю.И. 1964. Морфологические особенности локальных стад европейской ряпушки Coregonus albula (L.) в зависимости от условий обитания // Вопросы ихтиологии, т. 4. вып. 3(32). с. 411-422.

71. Новиков A.C. 1966. Рыбы реки Колымы. М.: Наука. 134 с.85Л1овиков П.И. 1951. О нахождении сигов балтийскоморского происхождения в западной части бассейна Белого моря // Известия Карело-Финского филиала АН СССР. № 1. с. 89-91.

72. Ольшанская О.Л. 1964. Ряпушка бассейна реки Пясины // Труды СО ГосНИОРХ. т. VIII. с. 157-159.

73. Остроумов H.A. 1937. Рыбы и рыбный промысел реки Пясины // Труды Полярного комитета АН СССР. вып. 30. с. 7-114.

74. Петрова Г.А. 1965. Ряпушка озер системы Куйто. Автореф. дис. . канд. биол. наук. Петрозаводск: ЛГПИ. 21 с.

75. Перелыгин A.A. 1988а. Популяционно-генегический анализ европейской ряпушки Coregonus albula. Дифференциация симпатрических популяций мелкой и крупной ряпушки Ладожского озера// Цитология и генетика, т. 22. № 1. с. 50-53.

76. Перелыгин A.A. 19886. Популяционно-генетический анализ белков европейской (Coregonus albula) и сибирской (Coregonus sardinella) ряпушек.

77. Автореферат дис.канд. биол. наук. Новосибирск. Институт цитологии и генетики1. СО РАН. 16 с.

78. Перелыгин A.A. 1990. Генетическая дифференциация двух морфологически близких видов ряпушек // VII Всесоюзный симпозиум «Молекулярные механизмы генетических процессов», 27-30 марта 1990 г., Москва. Тезисы докл. М.: с. 94-95.

79. Пирожников П.Л., Дрягин П.А., Покровский В.В. 1975. О таксономическом ранге и филогении сиговых (Corcgonidae, Pisces) // Известия ГосНИОРХ. т. 104. с. 5-16.

80. Покровский В.В. 1953. Ряпушка Карело-Финской ССР. Петрозаводск: Гос. изд-во Карело-Финской ССР. 106 с.

81. Покровский В.В. 1967. О морфологических особенностях, происхождении и географическом распространении беломорской ряпушки Coregonus sardinella maris-albi Berg II Известия ГосНИОРХ. т. 62. с. 100-114.

82. Покровский В.В. 1983. Морфометрическая характеристика ряпушки северовосточной части Онежского озера как типичной формы этого вида // Сб. научн. тр. ГосНИОРХ. вып. 205. с. 58-67.

83. Потапова О.И. 1976. Краткие итоги изучения крупной ряпушки (Coregonus albula L.) озер Южной Карелии // Лососевые (Salmonidae) Карелии. Петрозаводск: Институт биологии Карельского филиала АН СССР. с. 55-69.

84. Потапова О.И. 1978. Крупная ряпушка Coregonus albula L. Л.: Наука. 133 с.

85. Потапова О.И., Стерлигова О.П., Бушман Л.Г. 1976. Крупная ряпушка Coregonus albula L. в озерах Карелии // Лососевидные рыбы (морфология, систематика, экология). Тез. докл. Л.: с. 90-91.

86. Правдин И.Ф. 1939. О ладожском рипусе (Coregonus albula infraspecies ladogae Pravdin) и онежском кильце (Coregonus albula infraspecies kiletz Michajlowsky) // Известия ВНИОРХ. т. 21. с. 251-270.

87. Правдин И.Ф. 1951. Плотва соловецкая Rutilus rutilus (Linne) varietas s nova // Тр. Карело-Финск. отделения ВНИОРХ. т. 3. с. 27-35.

88. Правдин И.Ф. 1966. Руководство по изучению рыб. М.: 376 с.

89. Правдин И.Ф., Голубев Ф.Р., Беляева К.И. 1937. Систематическое положение ладожского рипуса {Coregonus albula Linné infraspecies ladogae nova) // Ученые записки ЛГУ. Серия биологическая, т. III. вып. 5. № 15. с. 216-234.

90. Решетников Ю.С. 1980. Экология и систематика сиговых рыб. М.: Наука. 300с.

91. Решетников Ю.С. 1995. Современные проблемы изучения сиговых рыб // Вопросы ихтиологии, т. 35. № 2. с. 156-174.

92. Решетников Ю.С., Лукин A.A. 2006. Современное состояние разнообразия сиговых рыб Онежского озера и проблемы определения их видовой принадлежности // Вопросы ихтиологии, т. 46. № 6. с. 732-746.

93. Романов В.И. 2000. Морфоэкологическая характеристика ряпушки из оз. Томмот (бассейн р. Хатанги) и некоторые дискуссионные вопросы систематики евразийских ряпушек // Сибирский экологический журнал. № 3. с. 293-303.

94. Румянцев Е.А. 2007. Паразиты рыб в озерах Европейского Севера (фауна, экология, эволюция). Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ. 252 с.

95. Световидов А.Н. 1952. Сельдевые (Clupeidae) // Фауна ССР. Рыбы. т. II. вып. 1. М.-Л.: 333 с.

96. Сендек Д.С. 1998. О видовой принадлежности ряпушки, обитающей в реке Печоре // Сборник трудов ГосНИОРХ. т. 323. с. 191-198.

97. Сендек Д.С., Новоселов А.П., Студенов И.И., Гуричев П.А. 2005. Филогенетические связи популяций обыкновенного сига (Coregonus lavaretus, L.) из водоемов бассейна Белого моря // Лососевидные рыбы Восточной Фенноскандии. Петрозаводск, с. 135-147.

98. Сиделев Т.Н. 1981. Ихтиофауна крупных озер // Озера северо-запада Сибирской платформы. Новосибирск: Наука, с. 151-171.

99. Скрябин А.Г. 1979. Сиговые рыбы юга Сибири. Новосибирск: Наука. 229 с.

100. Смирнова А.Ф. 1975. Успешная акклиматизация мунозерской ряпушки за полярным кругом // Отчетная сессия Ученого совета СевНИОРХ по итогам работ 1973-1974 г.г., 18-20 марта 1975 г. Петрозаводск, с. 126-127.

101. Солдатов В.К. 1924. Рыбы реки Печоры. М.

102. Соловкина Л.Н. 1962. Рыбы среднего и нижнего течения р. Усы // Рыбы бассейна р. Усы и их кормовые ресурсы. М.-Л.

103. Соловкина Л.Н. 1974. Ряпушка Coregonus albula sardinella (Val.) бассейна Печоры II Вопросы ихтиологии, т. 14. вып. 5. с. 769-781.

104. Стерлигова О.П. 1972. О кильце Coregonus albula kiletz Michailowsky Онежского озера II Лососевые (Salmonidae) Карелии, вып. 1. Петрозаводск: Институт биологии Карельского филиала АН СССР. с. 70-73.

105. Стерлигова О.П., Егорова Л.В. 1976. К биологии зимненерестующей ряпушки (Coregonus albula L.) Риндозера (бассейн реки Суны) // Лососевые (Salmonidae) Карелии. Петрозаводск: Институт биологии Карельского филиала АН СССР. с. 70-75.

106. Стерлигова О.П., Сонин В.П., Едомская Л.В. 1987. Опыт интродукции крупной ряпушки в Сямозеро // Сборник научных трудов ГосНИОРХ. вып. 263. с. 116-120.

107. Суханова JI.B., Смирнов В:В., Кирильчик C.B. 2007. Происхождение сиговых рыб озера Байкал: молекулярно-филогенетическая реконструкция // Сборник научных трудов ФГНУ «ГосНИОРХ». вып. 337. с. 405-417.

108. Сыч-Аверинцева Н.В. 1933. О меристических признаках некоторых представителей сем. Salmonidae реки Лены // Труды Якутск, рыбохоз. ст. СевНИОРХ. вып. 2. с. 175-208.

109. Теория статистики. 2005. Под ред. проф. Г.Л. Громыко, 2-е изд., перераб. М.: ИНФРА-Н. 476 с.

110. Туманов М.Д. 2002. Особенности морфологии, темпа роста и возрастной структуры полупроходной и речной форм ряпушки Coregonus albula (L.) бассейна реки Печора // Труды КНЦ УрО РАН. № 170. с. 137-144.

111. Устюгов А.Ф. 1972. Эколого-морфологическая характеристика сибирской ряпушки Coregonus albula sardinel la (Valenciennes) бассейна реки Енисей // Вопросы ихтиологии, т. 12. вып. 5. с. 811-826.

112. Фауна позвоночных животных плато Путорана. 2004. Под общ. ред. A.A. Романова. М.: 475 с.

113. Фролов C.B. 1986. Полиморфизм и мозаицизм по добавочным хромосомам у сибирской ряпушки // Цитология, т. XXVIII. № 7. с. 740-744.

114. Фролов C.B. 2000. Изменчивость и эволюция кариотипов лососевых рыб. Владивосток: ДальНаука. 229 с.

115. Христофоров О.Л., Мурза И.Г. 1988. Репродуктивная функция у лососевых рыб при интенсивных формах аквакультуры // Рыбное хозяйство. Обзорная информация. Серия «Марикультура». вып. 1.48 с.

116. Цой P.M., Сергиенко Л.Л., Пак И.В. 1996. Хромосомная мутабильность у сиговых рыб из речных и озерных экосистем Обь-Иртышского бассейна // Генетика, т. 32. № i.e. 137-139.

117. Черняев Ж.А. 2007. Факторы и возможные механизмы, вызывающие изменения темпа эмбрионального развития костистых рыб (на примере сиговых Coregonidae) // Вопросы ихтиологии, т. 47. № 4. с. 475-485.

118. Чикова В.М. 1966. Белозерская ряпушка в Куйбышевском водохранилище // Рыбное хозяйство. № 12.

119. Шапошникова Г.Х. 1968. Сравнительно-морфологический анализ сигов Советского Союза // Труды Зоологического института АН СССР. т. XLVI. с. 207-257.

120. Эланидзе Р.Ф. 1983. Ихтиофауна рек и озер Грузии. Тбилиси: Мецниереба.320 с.

121. Airaksinen K.I. 1968. Preliminary notes on the winter-spawning vendacc (Coregonus albula L.) in some Finnish lakes // Ann.,Zool. Fenn. № 5. p. 312-313.

122. Altukhov Yu.P., Salmenkova E.A., Omelchenko V.T. 2000. Salmonid fishes. Population biology, genetics and management. Blackwell Science, Oxford.

123. Avise J.C. 2000. Phylogeography: the history and formation of species. Cambridge, Massachusetts. London, England. Harvard University Press.

124. Bauer O.N. 1970. Parasites and diseases of USSR Coregonids // Biology of Coregonid fishes. Winnipeg: Univ. Manitoba Press, p. 267-278.

125. Beaumont A.R., Bray J., Murphy J.M., Winfield I.J. 1995. Genetics of whitefish and vendace in England and Wales // J. of Fish Biology, v. 46. p. 880-890.

126. Behnke R.J. 1972. The systematic of salmonid fishes of recently deglaciated lakes // J. Fisheries Research Broad of Canada, v. 29. p. 639-671.

127. Bernatchez L., Colombani F., Dodson J.J. 1991. Phylogenetic relationships among the subfamily Coregoninae as revealed by mitochondrial DNA restriction analysis // J. of Fish Biology, v. 39. Suppl. A. p. 283-290.

128. Bernatchez L., Dodson J.J. 1991. Phylogeographic structure in mitochondrial DNA of the lake whitefish (Coregonus clupeaformis) and its relation to Pleistocene glaciations // Evolution, v. 45(4). p. 1016-1035.

129. Bernatchez L., Dodson J.J. 1994. Phylogenetic relationships among Palearctic and Nearctic whitefish {Coregonus sp.) populations as revealed by mitochondrial DNA variation // Can. J. Fish. Aquat. Sci. v. 51 (Suppl. 1). p. 240-251.

130. Bernatchez L., Wilson C.C. 1998. Comparative phylogeographi of Nearctic and Palcarctic fishes // Molecular Ecology, v. 7. p. 431-452.

131. Bodaly R.A., Vuorinen J., Ward R.D., Luczynski M., Reist J.D. 1991. Genetic comparisons of New and Old World coregonid fishes // J. of Fish Biology, v. 38. p. 37-51.

132. Brzuzan P. 2000. Tandemly repeated sequences in mtDNA control region of whitefish, Coregonus lavaretus II Genome, v. 43. p. 584-587.

133. Brzuzan P., Barchanowicz B.S., Ciesielski S. 2004. Taxonomic implications for the ripus, Coregonus albula infrasp. ladogensis from mitochondrial DNA analysis // Archives of Polish Fisheries, v. 12. p. 31-37.

134. Chan K.M.A., Levin S.A. 2005. Leaky prezygotic isolation and porous genomes: rapid introgression of maternally inherited DNA // Evolution, v. 59(4). p. 720-729.

136. Cuvier M. Le B., Valenciennes M.A. 1848. Histoire naturelle des poissons. v. 21. Paris: Cher P. Bertrand. 536 p.

137. Dawson A.G. 1992. Ice Age Earth. London: Routledge Press.

138. Douglas M.R., Brunncr P.C., Bernatchez L. 1999. Do assemblages of Coregonus (Teleostei: Salmoni formes) in the Central Alpine region of Europe represent specics flocks? // Molecular Ecology, v. 8. p. 589-603.

139. EckR.V., Dayhoff M.O. 1966. Atlas of Protein Sequence and Stricture. Maryland: National Biomedical Research Foundation, Silver Springs.

140. Eckmann R. 1987. A comparative study on the temperature dependence of embryogenesis in three coregonids (Coregonus spp.) from Lake Constance // Schweiz. Z. Hydrol. v. 49/3. p. 353-362.

141. Excoffier L., Smouse P.E., Quattro J.M. 1992. Analyses of molecular variance inferred from metric distances among DNA haplotypes: application to human mitochondrial DNA restriction data// Genetics, v. 131. p. 479-491.

142. Gillet C. 1991. Egg production in a whitefish (Coregonus shinzi paled) brood stock: Effects of photoperiod on timing of spawning and quality eggs // Aquat. Living Resour. v. 4. № l.p. 33-39.

143. Felsenstein J. 2006. PHYLIP: Phylogeny inference package. Version 3.66. Seattle: Department of Genome Sciences and Department of Biology, University of Washington. http://evolution.gs.washington.edu/phylip.html.

144. Fitch W.M. 1971. Towards defining the course of evolution: Minimum change for a specific tree topology // Systematic Biology, v. 42. p. 406-416.

145. Freyhof J. 2005. Redescription of Coregonus bavaricus Hofer, 1909 from Lake Ammersee, Bavaria (Salmoniformes: Coregonidae) // Cybium. v. 29. № 2. p. 179-183.

146. Hartley S.E. 1995. Mitochondrial DNA analysis distinguishes between British populations of the whitefish // J. of Fish Biology, v. 47 (Suppl. A) p. 145-155.

147. Hénault M., Fortin R. 1992. Une population unique au Canada: les ciscos de lac (Coregonus artedi) frayant au printemps dans de lac des Écorces, Québec // Polski Arch. Hydrobiol. v. 39. № 3-4. p. 317-324.

148. Hewitt G.M. 1996. Some genetic consequences of ice ages, and their role in divergence and speciation // Biological J. Linnean Society, v. 58. p. 247-276.

149. Jankun M., Rab P., Vuorinen J. 1991. A karyotype study of vendace, Coregonus albula (Pisces, Coregoninae) // Hereditas. v. 155. p. 291-294.

150. Jankun M., Vuorinen J., Luczyncki M. 1995. Chromosomal polymorphism in Coregonus lavaretus populations from two locations in Finland and Poland // Archiv fur Hydrobiologie, v. 465. p. 1-11.

151. Jankun M., Woznicki P., Ocalewicz K., Furgala-Selezniow G. 2007. Chromosomal evolution in the three species of Holarctic fish of the genus Coregonus (Salmoniformes) // Advanc. Limnol. v. 60. p. 25-37.

152. Jukes T.H., Cantor C.R. 1969. Evolution of protein molecules // Mammalian Protein Metabolism. Ed. Munro II.N. New York: Academic Press, p. 21-132.

153. Kitaev S.P. 2002. Vendace of Lakes Mjosa and Osensjoen (Norway) — Coregonus sardinella Valenciennes? // Coregonid International Symposium on the Biology and Management of Coregonid Fishes. Rovaniemi, Finland. 26-29.8.2002. p. 24.

154. Kohlmann K., Kempter J., Kersten P., Sadowski J. 2007. Haplotype variability at the mitochondrial ND-1 gene region of Coregonus lavaretus from Polish lakes // Advanc. Limnol. v. 60. p. 47-57.

155. Kottelat M., Freyhof J. 2007. Handbook of European freshwater fishes. Kottelat, Cornol, Switzerland and Freyhof, Berlin, Germany. 646 p.

156. Lam T.L. 1983. Environmental influences on gonadal activity in fish // Fish

157. Physiology. New York: Academic Press, p. 65-116.124

158. Lindsey C.C. 1988. Factors controlling meristic variation // Fish physiology. Edited by Hoar W.S., Randall D.J. v. XI, part B. San Diego etc.: Academic Press, p. 197-274.

159. Martinson D.G., Pisias N.G., Hays J.D. et al. 1987. Age, dating and orbital theory of the Ice Ages: development of a high resolution 0-300,000 year chronostratigraphy. Quaternary Research, v. 27. p. 1-29.

160. Miya M., Nishida M. 2000. Use of mitogenomic information in Teleostean molecular phylogenetics: a tree-based exploration under the Maximum-Parsimony optimality criterion // Molecular Phylogenctics and Evolution, v. 17. № 3. p. 437-455.

161. Miiller R. 2005. The re-discovery of the vanished "Edelfisch" Coregonus nobilis Haack, 1882, in Lake Lucerne, Switzerland // Advanc. Limnol. v. 60. p. 419-430.

162. Nei M. 1975. Molecular population genetics and evolution. Amsterdam: North-IIolland Publ.

163. Nei M. 1987. Molecular evolutionary genetics. New York: Columbia University1. Press.

164. Nei M., Li W.-H. 1979. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. vi 76. p. 5269-5273.

166. Numann W. 1972. The Bodensee: effects of exploitation and eutrophication on the salmonid community// J. Fisheries Research Broad of Canada, v. 29. № 6. p. 833-847.

167. Page R.D.M. 1996. TREEVIEW: an application to display phylogenetic trees on personal computers // Computer applications in the Biosciences, v. 12. p. 357-358.

168. Partti-Pellinen K., Elo K., Palva T.K., Tuunainen P., Hakumaki M.O.K. 1992. Restriction fragment length polymorphism in mitochondrial DNA of stocks of Coregonus in Finland // Polski Arch. Hydrobiol. v. 39. № 3-4. p. 541-549.125

169. Peacock A.C., Bunting S.L., Quenn K.G. 1965. Serum protein electrophoresis in acrilamide gel: patterns from normal human subjects // Science, v. 147. № 3664. p. 1451-1453.

170. Perelygin A.A. 1992. Genetic variability of proteins in the populations of vendace (Coregonus albula) and least cisco (Coregonus sarclinella) II Nordic J. Freshwater Research. № 67. p. 99.

171. Pielou E.C. 1991. After the Ice Age: the return of life to glaciated North America. University of Chicago Press, Chicago.

172. Politov D.V., Bickham J.W., Patton J.C. 2004. Molecular phylogeography of Palearctic andNearctic ciscoes // Annales Zool. Fennici. v. 41. p. 13-23.

173. Politov D.V., Gordon N.Yu., Afanasiev K.I., Altukhov Yu.P., Bickham J.W. 2000. Identification of palearctic coregonid fish species using mtDNA and allozyme genetic markers // J. of Fish Biology, v. 57. Suppl. A. p. 51-71.

174. Rühle Ch. 1986. Ergebnisse bisheriger Abklärungen über die systematische Beziehung zwischen Sommeralbeli und Winteralbeli (Coregonus lavaretus (L.)) im Walensee II Schweiz. Z. Hydrol. v. 48. № 2. p. 145-152 (English summary).

175. Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. 1989. Molecular cloning: a laboratory manual. N.Y.: Cold Spring Harbor Lab. Press. 1626 p.

176. Sandlund O.T. 1992. Differences in the ecology of two vendace populations separated in 1895 //Nordic J. Freshwater Research, v. 67. p. 52-60.

177. Schulz M., Freyhof J. 2003. Coregonus fontanae, a new spring-spawning cisco from Lake Stechlin, northern Germany (Salmoniformes: Coregonidae) // Ichthyol. Explor. Freshwaters. v. 14. № 3. p. 209-216.

178. Schulz M., Freyhof J., Saint-Laurent R., 0stbye K., Mehner T., Bernatchez L. 2006. Evidence for independent origin of two spring-spawning ciscoes (Salmoniformes: Coregonidae) in Germany // J. of Fish Biology, v. 68. p. 119-135.

179. Sendek D.S. 2004. The origin of sympatric forms of European whitefish {Coregonus lavaretus (L.)) in Lake Ladoga based on comparative genetic analysis of populations in North-West Russia // Ann! Zool. Fennici. v. 41. p. 25-39.

181. Sequin Version 7.35. National Center for Biotechnology Information, National Library of Medicine, National Institute of Health.

182. Shaklee J.B., Allendorf F.W., Morizot D.C., Whitt G.S. 1990. Gene nomenclature -for protein coding loci in fish // Trans. Amer. Fish. Soc. v. 119. p. 2-15.

183. Shaposhnikova G.K. 1970. On the taxonomy of whitefishes from the USSR // Biology of Coregonid fishes. Winnipeg: Univ. Manitoba Press, p. 195-207.

184. Smith S.H. 1957. Evolution and distribution of the Coregonids // J. Fisheries Research Broad of Canada, v. 14. p. 599-604.

185. Smitt F. 1886. Kritisk förteckning öfver dei Risk museum befentliga salmonider. K. Svenska vet. Akad. Handlinger.

186. Svardson G. 1945. Chromosome studies on Salmonidae // Report from the Swedish State Institute of Fresh-Water Research. Drottningholm. p. 151.

187. Svardson G. 1952. The Coregonid problem. IV. The significance of scales and gillrakers // Rep. Institute of Freshwater Research. Drottningholm. Report № 33. p. 204-232.

188. Svardson G. 1966. The distribution and growth of vendace // Inform. Inst. Freshwater Research. Drottningholm. p. 24.

189. Svardson G. 1979. Speciation of Scandinavian Coregonus II Institute of Freshwater Research. Drottningholm. Report № 57. 95 p.

190. Svardson G. 1988. Pleistocene age of spring-spawning cisco, Coregonus trybomi II Nordic J. Freshwater Research, v. 64. p. 101-112.

191. Tamura K., Dudley J., Nei M., Kumar S. 2007. MEGA: Molecular evolutionary genetics analysis. Version 4.0 (Beta release). Center for Evolutionary Functional Genomics, Biodesign Institute, Arizona State University.

192. Todd T.N. 1998. Environmental modification of gillraker number in coregoninc fishes // Arch. Hydrobiol. Spec. Issues Advanc. Limnol. v. 50. p. 305-315.

193. Vuorinen J. 1984. Elcctrophoretic expression of genetic variation and duplicate gene activity in vendace, Coregonus albula (Salmonidae) // Ilereditas. v. 101. p. 85-96.

194. Vuorinen J., Himberg M.K.-J., Lankinen P. 1981. Genetic differentiation in Coregonus albula (L.) (Salmonidae) populations in Finland // Hereditas. v. 94. p. 113-121.

195. Vuorinen J., Lankinen P. 1978. Genetic differentiation between vendace Coregonus albula (L.). population in eastern Finland // Verh. Internal Verein. Limnol. v. 20. p. 2111-2116.

196. Vuorinen J., Luczinski M. 1991. Electrophoretic variation in four Polish populations of vendace (Coregonus albula (L.)) // Acta hydrobiol. v. 33. № 1-2. p. 77-86.

197. Vuorinen J., Nasje T.F., Sandlund O.T. 1991. Genetic changes in a vendace Coregonus albula (L.) populations, 92 years after introduction // J. Fish Biology, v. 39. p. 193-201.

198. Waples R.S. 1988. ISOLOCI: Programs to analyze electrophoretic data for isoloci. East Seattle: National Marine Fisheries Service, Northwest and Alaska Fisheries Center.

199. Zaykin D.V., Pudovkin A.I. 1993. Two programs to estimate of %2 values using pseudo-probability tests // J. Heredity, v. 84. p. 152.

Информация о работе

Боровикова, Елена Александровна
кандидата биологических наук
Борок, 2009
ВАК 03.00.15

Диссертация

Филогеография ряпушек Coregonus albula (L.) и C. Sardinella valenciennes Европейского Севера России - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему Филогеография ряпушек Coregonus albula (L.) и C. Sardinella valenciennes Европейского Севера России ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Филогеография ряпушек Coregonus albula (L.) и C. Sardinella valenciennes Европейского Севера России"

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Боровикова, Елена Александровна

Введение Диссертация по биологии, на тему "Филогеография ряпушек Coregonus albula (L.) и C. Sardinella valenciennes Европейского Севера России"

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Боровикова, Елена Александровна

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Боровикова, Елена Александровна, Борок

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Филогеография ряпушек Coregonus albula (L.) и C. Sardinella valenciennes Европейского Севера России
ВАК РФ 03.00.15, Генетика