Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Молекулярная эволюция и филогенетические отношения в двух группах рыб семейств Mugilidae и Cyprinidae

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Молекулярная эволюция и филогенетические отношения в двух группах рыб семейств Mugilidae и Cyprinidae"

На правах рукописи

□ОЗ165364

Семина Алиса Владимировна

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ И ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОТНОШЕНИЯ В ДВУХ ГРУППАХ РЫБ СЕМЕЙСТВ МиОЫОАЕ И СУРГОГШАЕ

03 00 15-генетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 3 МАР 2008

Владивосток - 2008

003165364

Работа выполнена в лаборатории генетики Института биологии моря им А В Жирмунского Дальневосточного отделения Российской Академии наук

Научный руководитель доктор биологических наук,

старший научный сотрудник Брыков Владимир Алексеевич

Официальные оппоненты доктор биологических наук,

старший научный сотрудник Балакирев Евгений Станиславович

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Шедько Сергей Владимирович

Ведущая организация Институт общей генетики

им. Н И Вавилова РАН

Защита состоится « 27 » марта 2008 г в « 10 » часов на заседании диссертационного совета Д00500801 при Институте биологии моря им AB Жирмунского ДВО РАН

Адрес 690041, г Владивосток, ул Папьчевского, 17

Факс (4232)310-900

E-mail inmarbio@mail primorye ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биологии моря им А В Жирмунского ДВО РАН

Отзывы просим присылать на e-mail mvaschenko@mail ru

Автореферат разослан <Р®Ч> февраля 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Ващенко М А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Филогения и систематика многих таксонов костистых рыб в значительной степени исследованы на основе морфологических признаков Однако эти данные не дают полного представления об эволюционных процессах, имеющих место внутри каждой группы таксонов (Nelson, 1994) Молекулярная генетика предоставляет огромные возможности для исследования разнообразия в разных систематических группах благодаря высокому разрешению ДНК-анализа и способности оценить время происхождения дивергировавшего таксона с помощью «молекулярных часов» Она играет важную роль в распознавании криптических видов, когда традиционные подходы беспомощны (Knowlton, 2000) Настоящая работа направлена на изучение эволюционных и филогенетических отношений в двух семействах рыб Mugilidae и Cypnnidae с помощью молекулярмо-филогенетических методов Виды первого семейства распространены повсеместно, а виды второго являются эндемами дальневосточных морей В то же время для представителей обоих семейств характерны значительное морфологическое сходство и эвригалинность Кроме того, обе группы характеризуются недостаточной изученностью и неопределенностью в систематике и филогении Все это определило их выбор в качестве моделей для настоящего исследования

Цели и задачи исследования Цель данной работы - изучение молекулярной эволюции и филогенетических отношений девяти видов кефалевых (сем Mugilidae) и шести видов карповых (сем Cyprinidae) рыб с помощью молекулярно-филогенетических методов

В соответствии с заявленной целью работы были поставлены следующие задачи

1 Исследовать уровень внутривидовой генетической изменчивости у представителей семейств Mugilidae и Cypnnidae

2 С использованием молекулярных маркеров уточнить филогенетические отношения у видов семейства Mugilidae, включая ранее неисследованных дальневосточных представителей, и выяснить возможные причины и факторы их дивергентной эволюции

3 С использованием молекулярно-филогенетичесшх методов уточнить филогенетические отношения представителей дальневосточных видов семейства Cypnnidae и выяснить возможные причины и факторы их дивергентной эволюции

4 Провести сравнительный анализ филогений, полученных с использованием различных молекулярных маркеров в двух группах исследованных видов

5 С использованием анализа нуклеотидных последовательностей мтДНК и ядерных генов выяснить механизм дивергентной эволюции двух форм Tribolodon hakonensis

Научная новизна Уточнена филогения кефалевых рыб Впервые было показано, что Liza haematocheilus (syn Сhelon haerriatocheitus) и Chelon labrosus парафилетичны Рекомендована синонимизация родов Liza и Chelon

Впервые изучена внутривидовая изменчивость мтДНК в популяциях Т hakonensis, Т brandtn и Т sachalinensis в российской части ареала

Уточнена филогения дальневосточного рода Tribolodon Впервые показано, что Т hakonensis представлен на ареале двумя значительно отличающимися по мтДНК формами Получены прямые генетические доказательства того, что южная

форма представляет собой самостоятельный вид, образовавшийся более 4 млн лет назад в результате гибридизации северной формы Т hakonensis и Т brandtu

Теоретическая и практическая значимость работы Работа послужит основой для дальнейших исследований в области систематики и филогении семейств Mugilidae и Cypnnidae За время работы были определены и депонированы в международную базу данных GenBank 45 новых нуклеотидных последовательностей генов митохондриапьной и ядерной ДНК

Разработанные генетические маркеры могут быть применены для идентификации исследованных видов в таксономических, эволюционных и рыбохозяйственных целях, а также в проекте по штрих-кодированию Fish-BOL Полученные данные о наличии двух форм (видов) красноперок могут быть использованы в рыбохозяйственной практике для идентификации, оценки запасов и прогноза численности

Полученные в ходе данной работы результаты используются в спецкурсе «Молекулярная филогенетика» в Дальневосточном Государственном университете (ДВГУ)

Апробация работы Результаты работы были представлены на российских и международных конференциях «Фундаментальные исследования морской биоты» (Владивосток, 2002), «Marine environment, nature, communications and business» (Владивосток, 2003), «PICES XIV Annual Meetings, Mechanisms of climate and human impacts on ecosystems in marginal seas and shelf régions» (Владивосток, 2005), «4th International Symposium «Promoting Environmental Research m Pan-Japan Sea Area» (Канадзава, Япония, 2006), «XII European Congress of Ichthyology» (Цавтат, Хорватия, 2007), «Современные проблемы биологической эволюции» (Москва, 2007), на Российско-Корейском семинаре молодых ученых по науке и технологии (Новосибирск, 2007), на ежегодных конференциях Института биологии моря им А В Жирмунского ДВО РАН (Владивосток, 2005-2007 гг )

Публикации По материалам диссертации опубликовано 10 работ, из них 3 статьи в рецензируемых журналах из списка ВАК

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения Работа изложена на 178 страницах, иллюстрирована 33 рисунками и содержит 22 таблицы Список литературы содержит 164 наименования

Работа выполнена при финансовой поддержке фантов Президиума ДВО РАН (гранты 06-1-П10-015, 06-1-П11-025, 06-III-B-06-212, 06-Ш-Д-06-235), РФФИ (07-0408419-3), гранта Фонда содействия отечественной науке «Лучший аспирант РАН-2007, 2008» и при финансовой поддержке НОЦ ДВГУ за счет средств фонда US CRDF

Благодарности Автор выражает глубокую признательность своему руководителю Вл А Брыкову за внимательное и конструктивное руководство, а также H Е Поляковой за неоценимую помощь в работе, при обсуждении диссертации и искренние наставления Автор выражает благодарность группе ученых, любезно предоставивших материал для настоящей работы, таким образом, сделав ее возможной сотрудникам ИБМ ДВО РАН Вп А Брыкову, С M Долганову, А Ю Звягинцеву, Ю Ф Картавцеву, M Ю Ковалеву, В Т Омельченко, В И Радашевскому, Е Г Рейзману, H С Романову, А С Соколовскому и Е А Чубарь, а также |Ю И Гавренкову|(ТИНРО-центр), ПК Гудкову и ВД Никитину (СахНИРО, г Южно-Сахалинск), M В Назаркину (ЗИН, г Санкт-Петербург), M А Махотшну

(АзНИИРХ, г Ростов-на-Дону), A R Rossi (University of Rome «La Sapienza», Italy), H Sakai (National Fisheries University, Japan), P Feng (Academia Sínica, Taiwan) Отдельное спасибо В Н Полякову, выловившему в р Раздольная первую крупночешуйную красноперку с северным типом мтДНК Автор благодарен АД Кухлевскому за разработку праймеров для амплификации участка гена гормона роста карповых и Т Ф Прийме за помощь в выделении ДНК

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Объекты исследования Кефалевые Mugil cephalus (12 экз) и Liza haematocheilus (syn Chelon haematocheilus) (20 экз ) Японского моря, М cephalus (10 экз ), L aurata (19 экз ) и L haematocheilus (16 экз ) Азовского моря, М cephalus (18 экз ), L aurata (15 экз ), L ramado (3 экз ), L saliens (1 экз ), Chelon labrosus (19 экз ) бассейна Средиземного моря, а также М cephalus (1 экз ), L haematocheilus (1 экз ), L macrolepis (2 экз ), L subviridis (1 экз ) и Valamugil cunnesius (1 экз ) прибрежных вод о Тайвань

Карповые южная (114 экз) и северная (186 экз) формы Tribolodon hakonensis (Семина и др , 2006), 7 brandtn (258 экз), Т sachalinensis (140 экз), Т nakamurai (1 экз ), Leuciscus walecku (7 экз ) и Pseudaspius leptocephalus (1 экз ) из рек Приморья, Сахалина, Хабаровского края и о Хонсю, Япония

Выделение и амплификация ДНК Тотальную ДНК выделяли из кусочгов тканей, фиксированных в 95%-ном этиловом спирте по стандартной методике (Sambrook et al, 1989) Амплификацию участков мтДНК и ядерных генов проводили с помощью ПЦР согласно протоколу и с использованием праймеров, разработанных и представленных в Gharrett et al, 2001, Ward et al, 2005 и Chow, Hazama, 1998

ПЦР-ПДРФ-анализ Были амплифицированы 3 фрагмента мтДНК кефалевых, кодирующие субъединицы надоксиддегидрогеназы ND3/ND4L/ND4 и ND5/ND6 и рибосомальную РНК 12S/16S (12S/16S рРНК) ПЦР-фрагменты обрабатывали рестрикционными эндонуклеазами Avail, SsuRI, Cfr13l, Ddel, H/n6l, Hinfí, Mbo\, Msp\, MvaI, Rsal, Síyl, Taq\ и Vspl (Fermentas, Lithuania, Сибэнзим, Россия) У карповых были амплифицированы 4 участка мтДНК, кодирующие ND3/ND4L/ND4, ND5/ND6, 12S/16S рРНК, а также 2 субъединицы АТФазы и цитохром оксидазу III (ATP6/ATP8/COIII), каждый из которых анализировали рестриктазами Н/л61, Msp\, Vspl, Pst\, Aval, Cfr13l, Mira I, HmdWl, Rsa I, BsuR\, Mva\, Hinfí и Síyl Продукты рестрикции разделяли в 2%-ном агарозном геле (одна часть агарозы Sigma и две части Synergel™ Diversified Biotech, Inc) в 0 5-кратном трис-боратном буфере (Sambrook et al, 1989) Фрагменты ДНК в геле окрашивали этидиумбромидом и фотографировали в проходящем UV-свете ПЦР-фрагменты гена гормона роста (GH-1) и интрона 1 гена рибосомного белка S7 (RP-1) обрабатывали Ddel и Rsal, которые, как было показано в ходе скрининга, выявляют полиморфизм в сайтах рестрикции у карповых

Статистический анализ Комбинированные гаплотипы каждой особи по всем фрагментам кодировали буквами, 39 - для кефалевых, 50 - для карповых Данные по рестрикционным фрагментам преобразовывали в бинарные матрицы Гаплотипическое (h) и нуклеотидное (тт) разнообразие, а также степень нуклеотидной дивергенции (р) рассчитывали по Ней (Nei, 1987) и Ней и Таджиме (Nei, Tajima, 1981) с применением пакета программ REAP (McEIroy et al, 1992), a также модели HKY+G (Hasegawa et al, 1985) и TrN+l+G (Tamura, Nei, 1993) в

программах PAUP* (Swofford, 2002) и Modeltest (Posada, Crandall, 1998) NJ-кластеризацию выборок дальневосточных красноперок проводили в программе NTSVS (Rohlf, 1990) Гетерогенность между выборками оценивали с помощью псевдовероятностного теста х2 ПРИ 95%-ном доверительном интервале (Zaykin, Pudovkin, 1993) и пакета программ Arlequin 2 000 (Schneider et al, 2000) Реконструкцию сетей гаплотипов проводили по принципу минимального числа нуклеотидных замен между гаплотипами (Pnm, 1957, Rohlf, 1973) Величину различий и вероятные альтернативные связи меиеду ними, а также анализ молекулярной вариации (Excoffier et al, 1992) рассчитывали в пакете программ Arlequin 2 000

Определение нуклеотидных последовательностей Клонирование ПЦР-продуктов осуществляли с помощью InsT/Aclone™ PCR Product Cloning Kit (Fermentas) согласно инструкции изготовителя Трансформацию Е coli плазмидной ДНК проводили с использованием хлористого марганца Выделение плазмидной ДНК из Е coli осуществляли методом щелочного лизиса (Мазин и др , 1990) Секвенирование проводили, используя набор реактивов «Big Dye Terminator Cycle Sequencing Kit» V 3 1 (Applied Biosystems, USA) по методике производителя Последовательность ДНК определяли на автоматическом секвенаторе 3130 Genetic Analyzer (Applied Biosystems) на базе ИБМ ДВО РАН

Анализ нуклеотидных и аминокислотных последовательностей проводили с помощью пакета программ LASERGENE Поиск гомологичных последовательностей осуществляли с помощью сервера BLAST2 (http //www ebi ас uk/blastall/) Множественное выравнивание проводили с помощью программы ClustalW 18 (http //www ebi ас uk/clustalw/index html) (Thompson et al, 1994)

Построение филогенетических деревьев Филогенетические деревья строили методом максимальной парсимонии (Maximum Parsimony, далее MP) и объединения соседей (Neighbor-Joining, далее NJ) в программе PAUP* 4 0М0, а также методом Байесовского максимального правдоподобия (Bayesian Inference, далее BI) в программе MrBayes v3 1 2 (Huelsenbeck, Ronquist, 2001) Для MP анализа использовали эвристический поиск оптимальной топологии по методу деления-восстановления ветвей с 50 случайными добавочными последовательностями При BI анализе создавали 2 млн генераций цепей Маркова, отбирая пробы каждые 100 генераций с 10 параллельными цепями и температурой цепей 0 2 Первые 10003000 проб (до выхода значений вероятности (Likelihood) —InL на плато) исключали из анализа как «burn in» Устойчивость полученных филогенетических деревьев оценивали методом бутстрепа (Bootstrap Percentage, далее BP, Felsenstein, 1985), используя 1000 бутстреп-реплик, а также методом апостериорных вероятностей (Postenor Probabilities, далее РР) в BI

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ КЕФАЛЕВЫЕ

Филогенетические отношения кефалевых Наибольший уровень дивергенции наблюдается между лобаном M cephalus и другими исследованными видами Данные о генетической удаленности лобана согласуются с результатами исследований, полученных на основе изучения последовательностей ядерной и мтДНК (Caldara et al, 1996, Papasotiropoulos et al, 2002, Gomung et al, 2007 и др ),

аллозимов (Papasotiropoulos et а!., 2001; Rossi et al., 2004 и др.), гемоглобинов (Rizotti, 1993) и кариологического анализа (Gornung eta/., 2001).

Уровень нуклеотидной дивергенции между пиленгасом Liza (Chelon) haematocheilus и губачом С. labrosus (14%), предположительно являющихся представителями одного рода Chelon, приблизительно в два раза больше, чем мехеду губачом и средиземноморскими видами Liza (6.5-8.5%) и между пиленгасом и L. subviridis (8%).

Если принять, что скорость накопления нуклеотидных замен в белок-кодирующих последовательностях мтДНК пойкилотермных животных равна примерно 0.7% в миллион лет (Martin, Pulumbi, 1993; Cantatore et al., 1994), то время дивергенции M. cephalus от остальных изученных в работе видов кефалевых составляет 31-36 млн. лет, что соответствует границе эоцена и олигоцена и совпадает с закрытием около 40-33 млн. лет назад Западного Тетиса (Хаин и др., 1997). Этим же периодом (эоцен, олигоцен - середина третичного периода) датируются и первые ископаемые остатки кефалевых рыб (Berg, 1958, цит. по: FishBase, www.fishbase.org; Никольский, 1971). Дивергенция ветви L. haematocheilus - L. subviridis, ветви средиземноморских видов Liza и Chelon, а также ветви L. macroiepis, имела место приблизительно 18-22 млн. лет назад в раннем миоцене. Известно, что в начале раннего миоцена имело место глобальное потепление. В среднем миоцене быстрый рост ледового щита в южной полярной области совпал с закрытием (около 15-14 млн. лет назад) Восточного Тетиса (Басов, 1999). Именно в этот период происходит дивергенция средиземноморских видов кефалей - 11-16 млн. лет назад, а также L. haematocheilus и L. subviridis - приблизительно 11 млн. лет назад.

Liza haematocheilus1

Рис. 1. МР-дерево (50%-ный консенсус 538 деревьев; I. = 495, С1 = 0.78. И = 0.59), иллюстрирующее филогенетические отношения кефалевых на основе ПЦР-ПДРФ-анализа. Сверху и снизу ветвей значения ВР-поддержки для МР-, и Ыи-дерева, а также РР-поддержки для В1-дерева, воспроизводящих одинаковую топологию, соответственно. 1 - Японское море, 2 - Азовское море, 3 - Средиземное море

На филогенетических деревьях (рис 1) губач и средиземноморские виды Liza кластеризуются вместе Дерево, основанное на полиморфизме рестрикционных фрагментов, показывает, что ближайшими родственниками С labrosus являются L aurata, затем L ramado и L saltens, что согласуется с результатами, полученными другими исследователями (Rossi etal, 2004, Papasotiropoulos etal, 2007)

Топология филогении, основанная на последовательностях COI (рис 2), не дает хорошего разрешения в группе средиземноморских кефалевых, о чем свидетельствуют политомия ветвей L saliens и С labrosus и слабая поддержка их устойчивости Причиной этого, по-видимому, является недостаток признаков для выяснения их точных филогенетических отношений Так, количество информативных для анализа максимальной парсимонии признаков, полученных при помощи ПЦР-ПДРФ-анализа, составляет 80%, а секвенирования последовательностей COI - только 30% Таким образом, анализ последовательностей гена COI имеет ограничения при построении филогении групп близкородственных видов

«iigil estate 00441611 M

А

994 Bu3ilcep!ra¡us_J

*ujil chatos AP002930 - Jíugrlcephalos_T

Ищ1саптШШ

— Lai rumio ню/11 m aiwtaji jjf tMKrta.A -tea satas

— ШопЫшя

— и

Рис 2 Филогенетические MP-, NJ- и Bl-деревья, воспроизводящие одинаковую топологию, основанные на последовательностях COI и иллюстрирующие филогенетические отношения а семействе Mugilidae В узлах - значения BP-поддержки для МР- и NJ-деревьев и РР-лоддержки устойчивости ветвей для Bl-дерева соответственно А - Азовское, M -Средиземное, J - Японское моря, Т - Тайвань Последовательности, заимствованные в базе данных GenBank, указаны с регистрационными номерами Mugil cephalus DQ441610 -Аргентина, АР002930 - Япония

Филогенетические деревья, основанные как на рестрикционных данных, так и на секвенировании COI, показывают парафилетичность пиленгаса и губача (рис 1, 2) Полученные нами данные служат доказательством тесной генетической связи между представителями родов Chelon и Liza (Семина и др , 2007а, Ь) Многие другие исследователи также констатируют близкое родство этих родов Сравнительный анализ фарингобранхиального органа (Harrison, Howes, 1991), цитогенетических исследований (Cataduella et al, 1974, Gornung et al, 2001), данных по мтДНК (Caldara et al, 1996, Murgia et al, 2002, Papasotiropoulos et al, 2002, Rossi et al, 2004, Papasotiropoulos et al, 2007), ядерному геному (Gornung et al, 2007, Imsiridou et al, 2007) и аллозимам (Turan et al, 2005) не выявил существенных различий между С labrosus и тремя средиземноморскими видами Liza

Следовательно, с учетом имеющихся литературных данных, полученные в настоящей работе результаты указывают на необходимость таксономической ревизии в этой группе рыб и синонимизации родов Chelon и Liza Согласно приоритету все эти виды следует отнести к роду Chelon (Schultz, 1946)

Изменчивость мтДНК в выборках М cephalus Уровень генетической дифференциации между аллопатричными популяциями лобана из Японского, Азовского-Средиземного морей и о Тайвань оказался высоким - около 4 5% нуклеотидных замен Эта величина существенно выше, чем показанная для некоторых широко распространенных морских рыб (Mork et al, 1985, Grant et al, 1987, Graves, Dizon, 1989 и др) По данным ПЦР-ПДРФ-анализа 26 из 39 использованных рестрикционных эндонуклеаз дифференцируют выборки япономорского и азово-средиземноморского лобана, а последовательности консервативного COI отличаются 17 нуклеотидными и 2 аминокислотными заменами Интересным оказался тот факт, что тайваньский лобан отличается от азово-средиземноморского меньшим количеством нуклеотидных замен (26), чем от япономорского (31), но таким же количеством аминокислотных (3) замещений Тогда как, например, представители разных (согласно принятой на сегодняшний день классификации) родов С labrosus и L aurata отличаются 40 нуклеотидными и 3-мя аминокислотными заменами

Отсутствие общих гаплотипов между выборками М cephalus из Японского vs Азовского и Средиземного морей (рис 3) свидетельствует об их длительной генетической изоляции Время дивергенции япономорского и азово-средиземноморского лобана приходится на конец миоцена (около 6 4 млн лет назад) Считается, что в этот период резко ускорившееся накопление льда в Антарктиде синхронно с понижением уровня океана на 40 м, приведшего к глобальной регрессии, стали причиной так называемого «мессинского кризиса», те полной изоляции Средиземного моря (Басов, 1999)

Известно, что морфометрические дистанции между аллопатричными популяциями М cephalus высоки и достаточны для идентификации этих популяций, причем некоторые из них соответствуют видовым или подвидовым у других рыб (Corti, Crosetti, 1996) Таким образом, очевидна целесообразность установления подвидового статуса для некоторых популяций лобана, имеющих существенные генетические (бассейн Средиземного моря, Японское море, о Тайвань) и морфологические (Corti, Crosetti, 1996) различия Значительная генетическая

дифференциация между популяциями вместе с низким или нулевым уровнем потока генов дают основание предположить, что они находятся на одной из стадий видообразования.

Рис. 3. Слева - гаплотипическая сеть минимальной протяженности, показывающая материнские генеалогии мтДНК у лобана. Гаплотипы показаны кружками с буквенными кодами. Наиболее распространенные гаплотипы обозначены кружками большего диаметра. Число штрихов на соединяющих ветвях соответствует количеству нуклеотидных замен между гаплотипами

Справа - географическое распределение и частоты главных мтДНК линий (в процентах) в выборках лобана. 1 - Средиземное море, 2 - Азовское море, 3 - Японское море

Изменчивость мтДНК в выборках L. haematocheilus. Сравнение двух популяций пиленгаса, одна из которых нативная япономорская, а вторая интродуцированная азовская, показало, что, хотя гаплотипическое и нуклеотидное разнообразие в обеих выборках примерно одинаково (0.8421 и 0.7583; 0.002431 и 0.002398 соответственно), а уровень генетической дивергенции невелик (0.01%), генетические различия между приморской и азовской группами выборок достоверны по Фет и частотам гаплотипов. Некоторое снижение гаплотипического разнообразия у вселенного пиленгаса за счет отсутствия части гаплотипов, свойственных приморской популяции, можно связать с перевозкой лишь части исходного генофонда и резким снижением эффективной численности (эффектом основателя, прохождением через «бутылочное горлышко») (Nei et а!., 1975). Уровень генетического разнообразия, соизмеримый с исходным, обеспечивается наличием с высокой частотой гаплотипа Н, не встречающегося у приморского пиленгаса, и объясняется, скорее всего, селективным преимуществом ряда генотипов в новых условиях обитания в процессе адаптации (рис. 4). Похожие данные были получены при исследовании интродукции горбуши в Белое море (Гордеева и др., 2006).

Выявляемый сейчас уровень генетической дифференциации сложился всего за 4-5 самовоспроизводящихся поколений, то есть за очень короткий период времени. Это наблюдение фиксирует генетические изменения, которые сопровождают быструю адаптацию к новым весьма благоприятным условиям акклиматизации, о чем свидетельствуют показатели роста и развития, а также широкое расселение вплоть до Средиземного моря (Kaya et а/., 1998). Эти результаты согласуются с данными Омельченко и соавторов (2004) по аллозимам, показавшими не только изменение генотипических и эллельных частот ряда локусов, но и генетическую дивергенцию образовавшихся экологических групп

вселенного пиленгаса. Благодаря подобным исследованиям можно судить о генетических процессах, которые происходят при переселении популяций в новую среду обитания, и, очевидно, имели место в ходе исторического расселения видов.

Рис. 4. Слева - гаплотипическая сеть минимальной протяженности, показывающая материнские генеалогии мтДНК у пиленгаса. Гаплотипы показаны кружками с буквенными кодами. Наиболее распространенные гаплотипы обозначены кружками большего диаметра. Число штрихов на соединяющих ветвях соответствует количеству нуклеотидных замен между гаплотипами.

Справа - географическое распределение и частоты главных мтДНК линий (в процентах) в выборках пиленгаса. 1 - Азовское море, 2 - Японское море

Изменчивость мтДНК в выборках I.. аи^а. Различия между азовскими и средиземноморскими выборками сингиля значимы по Фгт и частотам гаплотипов. Однако большинство гаплотипов в гаплотипической сети являются близкородственными (рис. 5). Среди них имеются как повсеместно встречающиеся, так и индивидуальные, характерные для определенной популяции, что свидетельствует об отсутствии выраженной филогеографической структуры.

Рис. 5. Слева - гаплотипическая сеть минимальном протяженности, показывающая материнские генеалогии мтДНК у сингиля. Гаплотипы показаны кружками с буквенными кодами. Наиболее распространенный гаплотип обозначен кружком большего диаметра. Число штрихов на соединяющих ветвях соответствует количеству нуклеотидных замен между гаплотипами.

Справа - географическое распределение и частоты главных мтДНК линий (в процентах) в выборках сингиля. 1 - Средиземное море, 2 - Азовское море

Общие гаплотипы в таких случаях представляют собой плезиоморфные признаки, тогда как редкие предположительно являются их апоморфными производными. Отсюда можно сделать вывод о том, что в настоящее время поток генов между этими популяциями отсутствует или незначителен, хотя исторический контакт обеих популяций - относительно недавнее событие (Avise, 2000).

КАРПОВЫЕ

Филогенетические отношения карповых. Среди изученных видов карповых рыб наиболее генетически удаленным видом является язь L. waleckii. Его дивергенция от остальных видов лежит а пределах между 14.8% и 17.2%. Жерех Р. lepiocephalus является ближайшим родственником дальневосточных красноперок рода Tribolodon. Близкое родство жереха и дальневосточных красноперок (7.811.1%) согласуется с данными по аллозимам (Картавцев и др., 2002; Sakai et al., 2002). 16S рРНК (Sakai et al., 2006), a также cyt b и D-петле (Sasaki et al., 2007). Различия между мтДНК внутри рода Tribolodon оцениваются примерно такими же величинами: между T. hakonensis и двумя другими видами - T. brandtii и Т. sachaiinensis - 10.9%, между Т. brandtii и T. sachalinensis - 8.5%. Филогенетические деревья показывает близость этих двух родов (рис. 6). Таким образом, полученные в настоящей работе данные поддерживают предложение о необходимости таксономической ревизии в этой группе карповых и синонимизации родов Tribolodon и Pseudaspius (Sasaki et ai., 2007).

_Tribolodon hakonensis южная форма

_Tribolodon hakonensis ~~ северная форма

—Tribolodon brandtii

-Tribolodon накатит

—Tribolodon sachalinensis

. Pseudaspius lepiocephalus

-Leuciscus waleckii

Рис. 6. МР-дерево (50%-ный консенсус 534 деревьев; = 495, С1 = 0.78, ГО = 0.59), иллюстрирующее филогенетические отношения карповых на основе ПЦР-ПДРФ-анализа. В узлах показаны значения ВР-поддержки для МР- и Ш-деревьев и РР-поддержки для В1-дерева, воспроизводящих по существу такую же топологию

При сравнении Т. Ьакопепз'^ из Приморья (южная форма) и Сахалина (северная форма) были выявлены неожиданно глубокие генетические различия -около 2.5% нуклеотидных замен в мтДНК (Семина и др., 2006; 2007Ь). У северной

формы число комбинированных гаплотипов (12 в р. Бахура и 11 в р. Тумнин) в три раза превышает количество гаплотипов, выявленных у южной формы (4), причем все они строго специфичны для каждой формы. Уровень нуклеотидной изменчивости у северной формы (0.013146 и 0.010139) на порядок превышает таковой у южной (0.001130) при одинаковом числе проанализированных особей в каждой выборке. Во всех филогенетических реконструкциях (рис. 6, 7, 13) южная и северная формы образуют общий кластер с высокими значениями поддержки ветвей. Эти факты свидетельствуют о существовании генетической изоляции между формами на протяжении многих поколений.

100/77/62

100/91/77

-CypimellaspílopteraNCOSMJ

- CimpostmsmmlmEFianO

— Lmiscusmleckii loo/loo/1 P^oxmusperenurusma/itschuricusNC 006684

100

I Ptairas peres m/iMim« AP009061

100/ 100/ 98

Psei/daspius leptocepMus КС 00J681 Psm

WMoito/i ttone/isis северная форма - гаппотип E

rl 100/09/94

Moteta Monensis северна! форма ■ гамшп О Tíibolotfon fiaftonens/s южная форма Tndolodon sschaJínens¡s_T 10100 Мо/ЬАлясйаймлй.Р Motatoitaidl» Motafon sataufai NC 008651 КЬМтфтт

LT'

Рис. 7. Филогенетические MP-, NJ- и Bl-деревья, иллюстрирующие филогенетические отношения в семействе Cyprinidae на основе последовательностей COI. В узлах ветвей -ВР-поддержки (1000 реплик) для МР- и NJ-деревьев и РР-поддержки устойчивости ветвей для Bl-дерева, воспроизводящих одинаковую топологию, соответственно. Последовательности, заимствованные в базе данных GenBank, указаны с регистрационными номерами. Т - р. Тумнин, Хабаровский край, Р - пр. Проточная, о. Сахалин

Дополнительные доказательства следуют из работы Сакаи и соавторов (Sakai et а!., 2002), которые показали, что популяции Т. hakonensis с Сахалина, Хабаровского края и Японии с одной стороны, и Кореи и Приморского края - с другой, имеют фиксированные различия по локусу Prot-2*, в то время как у Т. brandtii, видовой статус которого не подлежит сомнению, не было обнаружено ни одного диагностического локуса. Эти авторы показали, что в узком проливе между

югом Корейского полуострова и Японского архипелага встречаются оба аллеля в примерно одинаковой пропорции, что свидетельствует о симпатричном обитании обеих форм (Sakai et al, 2002) Таким образом, факт отсутствия генетического обмена в условиях вероятной симпатрии дает основание предположить, что эти две формы представляют собой разные виды

На филогенетических деревьях (рис 6) южная форма крупночешуйной красноперки кластеризуется с северной, а мелкочешуйная красноперка - с накамураи Сахалинская красноперка находится в основании кластера Tnbolodon, что согласуется с результатами, полученными Картавцевым и др , 2002 Топология филогении, основанная на последовательностях COI (рис 7), не дает хорошего разрешения и показывает политомию ветвей Т hakonensis и Т sachahnensis Причиной этого, так же, как у кефалевых является недостаток признаков для выяснения их точных филогенетических отношений Так, количество информативных для анализа максимальной парсимонии признаков, полученных с использованием ПЦР-ПДРФ-анализа, составляет 74%, а секвенирования последовательностей COI - лишь 20% Следовательно, пример с карповыми также демонстрирует ограничение использования последовательностей гена COI для построения филогении близкородственных видов.

На основе калибровки скорости накопления мутаций в гене cyt b для карповых рыб (Zardoya, Doadrio, 1999, Dowling et al, 2002) было рассчитано время дивергенции исследуемых видов Оказалось, что дивергенция родов Tribolodon и Pseudaspius от общего предка (26-29 млн лет назад) приходится на поздний олигоцен Именно в это время, как показывают данные геологии, на месте Японского моря существовало пресное или солоноватое палео-Японское озеро (Kaseno, 1989, Fujita, 1990, Taira, 1990, цит по Sakai et al, 2002, Kobayashi, Takano, 2001) Примерно этим же периодом датируются ископаемые находки Tribolodon sp (Черешнев, 1998)

Дивергенция Т hakonensis, Т sachahnensis, Т brandtu и Р leptocephalus имела место в середине миоцена - около 11 5-14 млн лет назад Диверсифицирующим фактором, по всей видимости, послужила мощная трансгрессия уровня океана в раннем-среднем миоцене, результатом которой стало поступление морской воды в гипотетическое папео-Японское озеро (Kobayashi, Takano, 2001) Очевидно, приобретение толерантности к соленой воде тоже имело место в этот период времени Дивергенция Т nakamurai происходит несколько позже, в конце миоцена (около 7 4 млн лет назад) Период времени с позднего миоцена до начала плиоцена также характеризовался регрессией и трансгрессией океана (Kobayashi, Takano, 2001) Наконец, в конце плиоцена (около 4 3 млн лет назад) произошла дивергенция северной и южной форм Т hakonensis Известно, что с конца плиоцена имели место значительные регрессии и трансгрессии, обусловленные, а основном, наступлением и отступлением ледников (Kobayashi, Takano, 2001)

Таким образом, наши данные в основных положениях согласуются с результатами, полученными на основе аллозимного анализа (Sakai et al, 2002)

Популяционно-генетическая структура Т sachahnensis Анализ изменчивости мтДНК у Г sachahnensis выявил значимые отличия между всеми выборками, за исключением выборок оз Большое Чибисанское и впадающей в него

пр. Проточная. Все остальные сахалинские выборки, несмотря на близость их географического положения (район зал. Анива), генетически неоднородны. В распределении гаплотипов в гаплотипической сетке (рис. 8) сахалинской красноперки из каждой филогруппы не выявлено какой-либо пространственной приуроченности. Как и в случае Liza aurata (сем. Mugilidae), гаплотипы каждой группы являются близкородственными. Среди них имеются общие (плезиоморфные), характерные для большинства выборок гаплотипы, а также редкие (апоморфные), характерные для определенной популяции. Подобная модель популяционной структуры подразумевает отсутствие выраженной филогеографической структуры и ограничение генетического обмена между популяциями в настоящее время. Однако эти популяции должны были находиться в относительно недавнем историческом контакте (Avise, 2000). Можно предположить, что этот контакт имел место в периоды плейстоценовых оледенений, когда сахалинские реки, согласно биогеографическим данным, являлись частью большой речной системы палео-Амур (Линдберг, 1972).

Таким образом, T. sachalinerisis демонстрирует уровень популяционно-генетической структурированности, характерный для большинства пресноводных видов рыб, генетический обмен между популяциями которых затруднен или невозможен (Gyllensten, 1985; Ward et al., 1994). Это согласуется с представлением о том, что сахалинская красноперка является пресноводным видом.

Рис. 8. Слева - гаплотипическая сеть минимальной протяженности, показывающая материнские генеалогии мтДНК у Т. засЛа/телв/в. Гаплотипы показаны кружками с буквенными кодами. Наиболее распространенные гаплотипы обозначены кружками большего диаметра. Число штрихов на соединяющих ветвях соответствует количеству нуклеотидных замен между гаплотипами.

Справа - географическое распределение и частоты главных мтДНК линий (в процентах) в выборках Т. засЛа/улепв/я

Популяционно-генетическая структура Т. ЬгапсНИ. Анализ популяционно-генетической структуры Т. ЬгапсНИ показал, что выборки из южного Приморья не отличаются, в то же время существенные различия были выявлены между приморскими и сахалинской выборками. Гаплотипическая сеть (рис. 9) показывает наличие трех близкородственных филогрупп, одна из которых характерна только для сахалинской популяции, а две другие, за исключением гаплотипа С, - для

приморских. Ш-дерево также демонстрирует наличие двух обособленных кластеров - сахалинского и приморского (рис. 10). Более высокие оценки гаплотипического и нуклеотидного (0.6406 и 0.01001 (/е. 0.4617 и 0.005638) разнообразия приморской формы свидетельствует о том, что центром видообразования и расселения в случае мелкочешуйной красноперки могла быть южная часть Японского моря. Это подтверждается убыванием численности Т. Ьгап&й с юга ареала на север (Гавренков, 1987).

О

Г4:

Т. Ъгап&и

.1 р. Раздошгая

2 р. Кипярисоякя

3 р Лебедаика

4 м. Фальшивый

5 м. Красный

6 чал. Восток

7 р. Артемолка

8 мл. АнИва

Рис. 9. Слева - гаплотипическая сеть минимальной протяженности, показывающая материнские генеалогии мтДНК у Т. ЬгапсКи. Гаплотипы показаны кружками с буквенными кодами. Наиболее распространенные гаплотипы обозначены кружками большего диаметра. Число штрихов на соединяющих ветвях соответствует количеству нуклеотидных замен между гаплотипами.

Справа - географическое распределение и частоты главных мтДНК линий (в процентах) в выборках Т. засЬвИпепв/э

зал. Восток

р. Кипарисовка 'р. Раздольная м. Красный р. Артемовна р. Лебединка

м. Фальшивый

- зал. Анива

Приморье

Сахалин

Рис. 10. Ш-дерево, иллюстрирующее филогенетические отношения между выборками Т. ЬгапсНИ на основе ПЦР-ПДРФ-анализа изменчивости мтДНК (А6/А8/СОШ, Ы03/М041_/Ы04 и Ш5ЛМР6)

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о высоком уровне миграции особей между приморскими выборками мелкочешуйной красноперки и

отсутствии у них хоминга. Однако, несмотря на анадромный образ жизни, в распространении этого вида имеются ограничения. Географически удаленные популяции демонстрируют высокий уровень популяционной дивергенции.

Популяционно-генетическая структура T. hakonensis. Анализ популяционно-генетической структуры T. hakonensis показал, что различия между южной и северной формами T. hakonensis высокозначимы (Р=0). Было показано, что представители T. hakonensis с северным гаплотипом мтДНК встречаются в небольших количествах в водах Приморья. Из 43 обнаруженных гаплотипов 35 принадлежат северной форме и лишь 8 - южной.

Гаплотилы северной формы в свою очередь распадаются на две группы (рис. 11), несмотря на то, что представители обеих групп встречаются во всех выборках в примерно одинаковой пропорции. Между двумя филогруппами северной формы наблюдается мутационная дистанция в 16 нукпеотидных замен, а между южной и северной формами - в 20. Все три филогруппы имеют звездообразную выраженность, характерную для случаев, когда популяции в относительно недавнем историческом прошлом после уменьшения эффективного размера претерпевали экспоненциальный рост численности (Avise, 2000).

Рис. 11. Слева - гаплотипическая сеть минимальной протяженности, показывающая материнские генеалогии мтДНК у А - северной формы, В - южной формы T. hakonensis. Гаплотипы показаны кружками с буквенными кодами. Наиболее распространенные гаплотипы обозначены кружками большего диаметра. Число штрихов на соединяющих ветвях соответствует количеству нукпеотидных замен между гаплотипами

Справа - географическое распределение и частоты главных мтДНК линий (в процентах) в выборках T. hakonensis

Распределение числа нукпеотидных замен между всеми парами гаплотипов (mismatch distribution) северной формы показывает большие различия в последовательностях нуклеотидов мтДНК между особями двух групп в составе одной популяции (рис. 12). Часто подобное распределение характерно для конспецифичных представителей двух пространственно изолированных популяций (Avise, 2000). В данном случае представители обеих групп обитают совместно.

Следовательно, подобная структурированность свидетельствует о существовании барьеров, препятствовавших потоку генов в прошлом. В связи с этим логично предположить, что источниками этих двух филогрупп могли служить бассейны Охотского и Японского морей, изолированные во время наступления ледников, с сопутствующим понижением уровня океана в позднем плиоцене.

Похожие результаты были получены на основе исследования мтДНК прибрежных видов рыб п-ова Калифорния. Так, популяции северной и южной частей Калифорнийского залива имели большие генетические различия, ставшие результатом разделения в плиоцене-плейстоцене п-ова Калифорния на две части проливом, обеспечившим изоляцию рыб, обитавших в прибрежных водах (гадкое, 2005). Существенная генетическая дифференциация была показана между группами популяций кеты Японского и Охотского морей. Их дивергенция, скорее всего, была связана с плейстоценовыми оледенениями, вызвавшими изоляцию двух предположительных источников формирования этих групп - палео-Амура и лалео-Суйфуна (Полякова и др., 2006). Полученные результаты согласуются также с данными о высокой дифференциации японских популяций Т. Ьакопепз1з из озера Бива, образовавшегося в плиоцене, и Японского Внутреннего моря, изолированного от Тихого океана в периоды регрессий (Напга\л/а е? а/., 1988).

Южная форма Г. hakonensis

Наблюдаемое Ожидаемое

Северная форма Т. hakonensis

попарном сравнении

Число различий при попарном сравнении

Рис. 12. Распределение числа нуклеотидных замен (mismatch distribution) между гаплотипами южной и северной форм Т. hakonensis

Северная форма

Южная форма

п. Ильинское р. Корсаковка р. Бахура р Фирсовка Набильский зал. р. Тумнин

р Раздольная зал. Восток бух. Благодатная бух. Русская

Рис. 13. ми-дерево, иллюстрирующее филогенетические отношения между выборками Т. Ьакопепзя на основе ПЦР-ПДРФ-анализа изменчивости мтДНК (А6/А8/СОШ, ШЗ/ШДиШД и М05/Ы06)

Ш-дерево, представленное на рисунке 13, демонстрирует существенный уровень дивергенции мтДНК между выборками северной и южной форм Т. Ьзкопепв/э наряду с незначительными различиями между выборками внутри каждой формы.

Молекулярные доказательства видообразования южной формы Т. Ьакопъпз^. Для объяснения возможного механизма формирования двух форм крупночешуйной красноперки было сделано предположение о том, что южная форма образовалась в результате гибридизации северной формы и мелкочешуйной красноперки. Ранее возможность гибридизации Т. Лаколепв/з и Т. Ьгапс/М была показана с использованием аллозимных маркеров (Бака!, Натайа, 1985; Омельченко и др., 1986). Для подтверждения этой гипотезы были изучены последовательности ядерной ДНК: СН-1 и Р?Р-1 этих видов. ПЦР-ПДРФ-скрининг подтвердил выдвинутую гипотезу (рис. 14).

Детальный анализ нуклеотидных последовательностей у южной формы выявил мозаичность генов СН-1 п ЯР-1, полученных от Т. ЬгапЬМ и северной формы Т. Ьакопеп&з. Анализ последовательностей вН-1 подтвердил, что у северной формы Т. Ьакопепз15 имеется только аллельный вариант А. У Т. ЬгапсНН преимущественно встречается вариант В. У южной формы Т. Ьакопеп&э выявлены оба аллеля А и В, а также их гетерозиготные комбинации АВ (рис. 14). Анализ последовательностей нуклеотидов КР-1 показал, что у северной формы Т. Ьвкопепв/в встречаются аллельные варианты А' (преобладающий), В - редкий и их комбинации А'В. У Т. ЬгапМИ обнаружен только вариант А. У южной формы Т. ¡пакопепяв встречаются генотипы А и В (преобладающий), их комбинации АВ, а также производный от В генотип С и его комбинации ВС и АС (рис. 14).

г, Ьякап»"*!* Т. Т. йгялсЛМ Г. лайавтадй

северная форма южияя форма мт-тип - скзеииый

Приморье

вн.1 (д^д) (/^А) ^ (в^

1СЯ% ¿В'й 274 езу. 194

а* а«

ЯР-1 (АД)

вдч еч

Рис. 14, Доказательство видообразования южной формы крупночешуйной красноперки путем гибридизации между северной формой Т. Ьакопепз1а и Т. brani.it!7. Генотипы и их частоты, обнаруженные при исследовании последовательностей вН-1 и [ЧР-1 в выборках Т. ЬгапсНи, южной и северной форм Т. Ьакопепв/'з, а также у четырех особей Т. ЛаЛопелв/в с северным типом мтДНК, выловленных в водах Приморского края

Так как митохондриальный геном южной формы наиболее близок к Т. Лакопелв/в, можно предположить, что гибридизация шла преимущественно

однонаправлено - между самками Т hakonensis и самцами Т brandtn Важно отметить, что Т brandtn хорошо приспособлен к океанической солености и ведет анадромный образ жизни, а Т hakonensis, обитающий на Сахалине, в Японии и, по-видимому, в Хабаровском крае (Sakai et al, 2002), всю жизнь проводит в пресной и солоноватой воде, в то время как Т hakonensis Приморского края, как и Т brandtn, является полупроходным видом Таким образом, глобальные геолого-климатические изменения на границе третичного и четвертичного периодов, предположительно, обусловили образование нового вида рода Tribolodon путем гибридизации между северной формой Т hakonensis и Т brandtn, что было вызвано необходимостью адаптации к новым условиям окружающей среды, в частности, к морской солености В результате образовавшийся вид смог занять новую экологическую нишу и дивергировать от родительских видов

Исходя из того, что у особей с северным типом мтДНК, обитающих в водах Приморья, наблюдаются гены ядерной ДНК, характерные для северной и южной форм, можно сделать предположение о том, что в настоящее время в зоне симпатрии имеет место интрогрессивная гибридизация между представителями южной и северной форм (рис 14)

У растений явление гибридизации известно давно и считается распространенным механизмом их эволюции Однако гибридизация у животных, как правило, не рассматривается в качестве важного эволюционного механизма (Майр, 1968) Недавно впервые доказательства видообразования путем гомоплоидной гибридизации, сопровождающегося адаптацией к экстремальным условиям среды, были показаны у бабочек (Gompert et al, 2006) Гомоплоидная гибридизация представляет собой гибридизацию без изменения числа хромосом и обусловлена необходимостью приспособления к новой экологической нише (Gross, Riesenberg, 2005) Колонизация нового места обитания позволяет зарождающемуся гибридному виду избежать интрогрессии и конкуренции с родительскими видами Кариологические исследования по сравнению южной и северной форм Т hakonensis не проводились Однако известно, что Т brandtn (Фролов, 1975), Т hakonensis и Т sachalmensis (Itoh, Nnyama, 1972), как и большинство карповых, имеют диплоидный набор из 50 хромосом, причем в их кариотипах не обнаруживают каких-либо видимых различий Поэтому подобный тип видообразования южной формы крупночешуйной красноперки представляется наиболее вероятным

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Генетический анализ выявил высокий уровень различий в мтДНК всех исследованных видов Полученные в настоящей работе данные по ПЦР-ГЩРФ-анализу мтДНК и секвенированию гена COI могут служить для идентификации видов

Установлено, что ПЦР-ПДРФ-анализ имеет лучшее разрешение для построения филогении по сравнению с анализом последовательностей нуклеотидов COI Это объясняется размером и разной разрешающей способностью исследованных сегментов мтДНК для филогенетического анализа В ПЦР-ПДРФ-анализе использовались протяженные участки мтДНК, кодирующие как консервативные (12S/16S рРНК), так и вариабельные гены (А6/А8/СОШ,

ND3/ND4L/ND4 и ND5/ND6, причем в обеих группах рыб наибольшая изменчивость выявлена в ND-генах), тогда как последовательности COI короткие, консервативные, а также часто характеризуются насыщением в 3-й позиции кодонов, экранирующим филогенетический сигнал Однако COI имеет несомненные преимущества при штрих-кодировании, так как с помощью этого метода можно относительно легко и безошибочно дифференцировать не только виды, но и во многих случаях внутривидовые единицы

Уровни дивергенции между видами одного рода у кефалевых {Liza и Cheíorí) и карповых (Tribolodon и Pseudaspius) характеризуются сходными величинами -7 916% и 2 5-5 3-11 5% соответственно Уровень дивергенции у кефалевых выше, что, по-видимому, свидетельствует об их более древнем происхождении и подтверждается данными палеонтологии (Berg, 1958, цит по FishBase, www fishbase org, Никольский, 1971) Основные этапы дивергенции средиземноморской группы видов Liza и Chelon, а также L haematocheilus и L subvirtáis совпадают с таковыми у Т hakonensis, Т brandtii, Т sachalinensis и Р leptocephelus (11-16 млн лет назад, что соответствует 8-11% нуклеотидной дивергенции) Период радиации этих видов соответствует среднему миоцену, характеризовавшемуся глобальными геологическими изменениями, приводившими к изоляции, а также изменению условий окружающей среды, обуславливая таким образом дивергентную эволюцию этих рыб Похожая неоднородность во временном континууме видообразования наблюдается также у тихоокеанских лососей и тайменей (роды Oncorhyrichus, Huho) - приблизительно 7% (Shed'ko eí а/, 1996) , терпугов (Hexagrammos) - 7% (Брыков, Подлесных, 2001), гольцов (Salvelinus) 75 -10% (Олейник и др , 2003, Oleinik et al, 2007), корюшек (Hypomesus) - 11% (Скурихина и др, 2004) Исходя из гипотезы «молекулярных часов» можно предположить, что в истории Земли были периоды с высокой вероятностью видообразования, которые характеризовались значительными геологическими и климатическими изменениями

Уровень дивергенции, наблюдаемый между аллопатричными выборками М cephalus Японского vs Азовского и Средиземного морей (4 5% по данным ПЦР-ПДРФ), а также между выборками япономорского, азово-средиземноморского vs тайваньского лобана (4-5% по данным секвенирования COI), оказался очень высоким Однако, несмотря на это, а также на достоверные морфологические различия, наблюдаемые между географически удаленными популяциями (Corti, Crosetti, 1996), принадлежность их к виду М cephalus не оспаривается ни морфологами, ни генетиками (Corti, Crosetti, 1996, Thomson, 1997, Rossi et al, 1998a, b), хотя некоторые авторы считают его комплексом подвидов (Schultz, 1949, Bnggs, 1960) В связи с тем, что внутривидовая структурированность М cephalus очевидна, можно предположить, что эти популяции находятся на стадии зарождающихся по типу аллопатрического видообразования видов

В противоположность этому, уровень дивергенции между двумя самостоятельными видами дальневосточных красноперок (южная и северная формы Т hakonensis) почти вполовину меньше и составляет 2 5% Это подтверждает предположение о том, что при симпатрическом видообразовании новые виды образуются быстро (Майр, 1968) Полученные данные дают основание полагать, что географическое видообразование не является «почти единственным» способом

видообразования у животных, и что экологическое видообразование с участием гибридизации не так редко в природе, как считали основатели СТЭ (Майр, 1968, Dobzhansky, 1970)

ВЫВОДЫ

1 С использованием молекулярно-филогенетического анализа мтДНК исследованы эволюционные взаимоотношения и филогенетическая структура у представителей семейств Mugilidae и Cypnnidae Установлено, что ПЦР-ПДРФ-анализ имеет лучшее разрешение для построения филогении по сравнению с анализом коротких последовательностей нуклеотидов гена COI

2 Показан высокий уровень различий в мтДНК исследованных видов Полученные в настоящей работе данные по ПЦР-ПДРФ-анализу мтДНК и секвенированию гена COI могут служить точными диагностическими маркерами для таксономических, эволюционных и рыбохозяйственных целей у исследованных видов семейств Mugilidae и Cypnnidae

3 Показано, что в семействе Mugilidae род Chelon не является монофилетическим Рекомендована таксономическая ревизия и синонимизация родов Liza и Chelon Согласно приоритету, виды Liza следует отнести к роду Chelon Между аллопатричными популяциями М cephalus Японского и Азовского-Средиземного морей и о Тайвань выявлен высокий уровень дивергенции, что указывает на целесообразность установления подвидового статуса для этих популяций

4 В семействе Cyprinidae выявлено близкое родство родов Tribolodon и Pseudaspius Установлено, что дивергенция этих родов от общего предка имела место в позднем олигоцене, когда на месте Японского моря существовало пресноводное палео-Японское озеро Дивергенция Р leptocephalus, Т hakonensis, Т brandtu и Т sachalmensis произошла в середине миоцена, когда мощная трансгрессия уровня океана привела к поступлению соленой воды в палео-Японское озеро Дивергенция Т nakamurai имела место в конце миоцена

5 Изучена популяционно-генетическая структура трех видов красноперок Т sachalmensis, Т brandtu и Т hakonensis на значительной части их ареала Показано, что внутривидовая подразделенность в большей степени выражена у видов, жизненный цикл которых более тесно связан с пресными водоемами

6 При исследовании популяционно-генетической структуры у Т hakonensis, обнаружено, что этот вид представлен двумя формами северной (Хабаровский край, Сахалин, Япония) и южной (Приморье, Южная Корея), значительно отличающимися генетически Время их дивергенции датируется поздним плиоценом

7 Анализ мтДНК и ядерных генов показал, что южная форма Т hakonensis представляет собой самостоятельный вид, образовавшийся более 4 млн лет назад в результате гибридизации истинного Т hakonensis (северной формы) и мелкочешуйной красноперки Т brandtu

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Семина А В Рестриктазный анализ фрагмента митохондриальной ДНК у двух видов красноперок рода Tnbolodon (Pisces, Cypnnidae) // Фундаментальные исследования морской биоты Биология, биохимия и биотехнология, Владивосток, 12 октября 2002 г Материалы конференции НОЦ ДВГУ «Морская биота» Владивосток Изд-во Дальневосточного ун-та, 2002 С 89

2 Semina AV Genetic differentiation of Tnbolodon hakonensis and T brandti based on PCR-RFLP of mitochondnal DNA fragments II Marine Environment Nature, Communication and Business, Vladivostok, Russia, June 2, 2003 Abstracts International Conference Busan Korea Mantime University, 2003 P 39

3 Semina A V , Polyakova N E , Brykov VIA Genetic divergence in daces of the Tnbolodon genus (Teleostei Cyprinidae) from Far Eastern Seas // 14th Annual PICES Meeting, Vladivostok, Russia, September 29 - October 9, 2005 Abstracts Sidney, Bntish Columbia, Canada PICES Publisher, 2005 P 109

4 Semina AV Molecular evolution of the endemic genus Tnbolodon species (Teleostei Cypnnidae) caused by paleoenvironmental changes in the Western North Pacific region // 4th International Symposium "Promoting Environmental Research in PanJapan Sea Area", Kanazawa, Excel Hotel Tokyu, Japan, March 8-10, 2006 Abstract Kanazawa Kanazawa University, 2006 P 89

5 Семина А В , Полякова H E , Брыков Вл А Генетический анализ выявляет криптический вид у дальневосточных красноперок рода Tnbolodon II Доклады Академии Наук 2006 Т 407, № 4 С 571-573

6 Семина А В , Полякова Н Е , Махоткин М А , Брыков Вл А Дивергенция митохондриальной ДНК и филогенетические отношения кефалей Японского и Азовского морей на основе ПЦР-ПДРФ-анализа // Биология моря 2007а Т 33, № 3 С 223-228

7 Semina А V , Polyakova N Е , Brykov VIA Phylogenetic relationships of Mugilids from the Sea of Japan, Azov and Mediterranean Seas // XII European Congress of Ichthyology, Cavtat (Dubrovnik), Croatia, September 9-13, 2007 Book of abstracts Zagreb, Croatia TIPOMAT doo, 2007 P 48

8 Семина А В , Полякова H E Биоразнообразие, эволюция и филогеография ихтиофауны Японского моря и сопредельных вод на основе анализа молекулярных маркеров // Материалы Российско-Корейского семинара молодых ученых по науке и технологии, Новосибирск, 17-20 сентября 2007 г Новосибирск Изд-во НГТУ, 2007 С 124-130

9 Семина А В, Полякова Н Е Молекулярная эволюция рода Tnbolodon (Pisces Cypnnidae) и ее связь с палеогеологическими событиями в северо-западной Пацифике // Современные проблемы биологической эволюции, Москва, 17-20 сентября 2007 г Материалы конференции К 100-летию Государственного Дарвиновского музея М Изд-во ГДМ, 2007 С 69-70

10 Семина А В , Полякова Н Е , Брыков Вл А Анализ митохондриальной ДНК таксономические и филогенетические отношения в двух таксонах рыб (Pisces Mugihdae, Cyprinidae) // Биохимия 2007b Т 72, № 12 С 1666-1673

Алиса Владимировна СЕМИНА

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ И ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОТНОШЕНИЯ В ДВУХ ГРУППАХ РЫБ СЕМЕЙСТВ МиОЫОАЕ И СУРГОМОАЕ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Подписано в печать 14 02 2008 г Формат 60x90/16 1 уч -изд л Тираж 100 экз Заказ № 88 Отпечатано в типографии издательского центра ФГУП «ТИНРО-Центр» Г Владивосток, ул Западная, 10

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Семина, Алиса Владимировна

ОГЛАВЛЕНИЕ.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Кефалевые - сем. Mugilidae.

1.1.1. Общая характеристика исследуемой группы видов.

1.1.2. Таксономический статус исследуемых видов.

1.1.3. Систематика и филогения кефалевых на основе генетических данных.

1.1.4. Внутривидовая генетическая изменчивость и популяционно-генетическая структура кефалевых.

1.2. Карповые - сем. Cyprinidae.

1.2.1. Общая характеристика исследуемой группы видов.

1.2.2. Таксономический статус исследуемых видов.

1.2.3. Генетические характеристики карповых.26

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Материалы.

2.1.1. Кефалевые.

2.1.2. Карповые.

2.2. Выделение ДНК.

2.3. Амплификация мтДНК.

2.4. Амплификация ядерной ДНК.

2.5. Электрофоретический анализ полиморфизма длины рестрикционных ПЦР-фрагментов мтДНК.

2.6. Статистический анализ полиморфизма длины рестрикционных ПЦР-фрагментов мтДНК.

2.7. Филогенетический анализ полиморфизма длины рестрикционных ПЦР-фрагментов мтДНК.

2.8. ПЦР-ПДРФ-анализ ядерных генов.

2.9. Клонирование ДНК.

2.10. Определение нуклеотидной последовательности ДНК.

2.11. Анализ нуклеотидных последовательностей.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ.

3.1. Кефалевые.

3.1.1. Гаплотипическое и нукпеотидное разнообразие в выборках кефалевых.

3.1.2. Нуклеотидная дивергенция между выборками кефалевых.

3.1.3. Внутривидовая изменчивость мтДНК в выборках пиленгаса, сингиля и лобана

3.1.4. Филогенетические отношения кефалевых на основе ПЦР-ПДРФ-анализа.

3.1.5. Филогенетические отношения кефалевых на основе анализа последовательностей субъединицы I оксидазы цитохрома с (COI).

3.2. Карповые.

3.2.1. Гаплотипическое и нукпеотидное разнообразие у карповых.

3.2.2. Нуклеотидная дивергенция у карповых.

3.2.3. Филогенетические отношения карповых на основе ПЦР-ПДРФ-анализа.

3.2.4. Филогенетические отношения карповых на основе анализа последовательностей субъединицы I оксидазы цитохрома с (COI).

3.2.5. Филогенетические отношения карповых на основе анализа последовательностей гена цитохрома Ъ (cyt Ъ).

3.2.6. Популяционно-генетическая структура Т. sachalinensis.

3.2.7. Популяционно-генетическая структура Т. brandtii.!.

3.2.8. Популяционно-генетическая структура Т. hakonensis.

3.2.9. ПЦР-ПДРФ-анализ и секвенирование ядерных генов.

3.2.9.1. Ген гормона роста GH-1.

3.2.9.2. Интрон 1 гена рибосомного белка S7 RP-1.

Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ.

4.1. Кефалевые.

4.1.1. Филогенетические отношения кефалевых.

4.1.2. Вероятный сценарий происхождения и дивергенции кефалевых.

4.1.3. Изменчивость мтДНК в выборках М. cephalus.

4.1.4. Изменчивость мтДНК в выборках/,, haematocheilus.

4.1.5. Изменчивость мтДНК в выборках L. aurata.

4.2. Карповые.

4.2.1. Филогенетические отношения карповых.

4.2.2. Вероятный сценарий происхождения и дивергенции карповых.

4.2.3. Анализ внутривидовой изменчивости мтДНК.

4.2.3.1. Популяционно-генетическая структура Т. sachalinensis.

4.2.3.2. Популяционно-генетическая структура Т. brandtii.

4.2.3.3. Популяционно-генетическая структура Т. hakonensis.

4.2.4. Молекулярные доказательства видообразования южной формы Т. hakonensis.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Молекулярная эволюция и филогенетические отношения в двух группах рыб семейств Mugilidae и Cyprinidae"

Актуальность. Видообразование является одной из наиболее важных и во многих отношениях нерешенных проблем в биологии. Предложенная Дарвином (Дарвин, 1991 по: Darwin, 1872) для объяснения этого процесса теория естественного отбора позднее была использована как основа для создания теории синтетической эволюции Добржанским (Dobzhansky, 1970), Майром (Майр, 1968) и др. Теория синтетической эволюции предполагает необходимость существования у вида в разной степени изолированных внутривидовых форм (популяций), и это положение формулируется следующим образом: популяция является единицей эволюции (Тимофеев-Ресовский и др., 1977).

Насколько применимы выявленные механизмы и процессы видообразования, большая часть которых получена при исследовании популяций наземных животных, для морских животных, среда обитания которых существенно отличается? Образ жизни, способы размножения и распространение большинства морских животных ставят под сомнение широкое распространение классического сценария аллопатрического видообразования для них. В первую очередь это обусловлено небольшим количеством каких-либо очевидных барьеров в океане для физического подразделения на популяции; во-вторых, высокая плодовитость видов, а также наличие плавающей икры и/или личинок должны приводить к формированию огромных по численности популяций с практически неограниченным генным потоком (панмиксией) во всех направлениях. Теоретически для таких видов аллопатический способ видообразования должен быть весьма редким, а поскольку популяции очень большие, то и медленным.

Тем не менее, некоторые группы видов, для которых характерны вышеперечисленные характеристики, являются доминирующими в океане: кораллы, иглокожие, ракообразные, моллюски, рыбы. Во многих группах морских животных имеются близкие виды, очевидно, недавнего происхождения. Поэтому предположение о невозможности быстрого видообразования у морских животных представляется, по крайней мере, спорным.

Морские рыбы являются удобным объектом для исследования закономерностей эволюции. Филогения и систематика многих таксонов костистых рыб достаточно хорошо разработана и в значительной степени основана на морфологических признаках и биологических особенностях. Имеющаяся информация позволяет наметить принципы, лежащие в основе систематики основных таксономических групп рыб (Nelson, 1994). Однако эти данные не дают полного представления об эволюционных процессах, имеющих место внутри каждой группы таксонов, поскольку эволюция морфологических признаков может не совпадать с эволюцией на молекулярном уровне (Caldara et al., 1996).

Молекулярная генетика предоставляет огромные возможности для исследования разнообразия в разных систематических группах благодаря высокому разрешению ДНК-анализа и способности оценить время происхождения дивергировавших таксонов с помощью «молекулярных часов». Она играет важную роль в распознавании критических и сестринских видов, когда традиционные подходы беспомощны (Knowlton, 2000). Чаще всего в последние десятилетия для анализа систематических и филогенетических аспектов используется сравнительный анализ митохондриального генома организмов.

МтДНК животных характеризуется рядом свойств, делающих ее подходящей для этих целей (Avise, 2000). К ним относится небольшой размер молекулы (Attardi, 1985), в 5-10 раз более высокая скорость эволюции последовательностей митохондриальных генов по сравнению с ядерными локусами (Brown et al., 1979), гаплоидное материнское наследование и отсутствие рекомбинаций (Birky, 2001). Это позволяет наиболее точно производить дифференциацию близкородственных таксонов. Анализ наличия мутаций в мтДНК и их распределения на ареале видов позволяет не только дифференцировать таксоны, но и ретроспективно реконструировать последовательности возникновения таксонов и внутривидовых групп (Avise, 2000).

В настоящей работе для филогенетических исследований были выбраны две группы видов рыб: семейство Mugilidae (роды Mugil, Valamngil, Liza и Chelon) и семейство Cyprinidae (роды Tribolodon, Pseudaspins и Leuciscus). Виды первого семейства распространены повсеместно, а виды второго являются эндемами дальневосточных морей. В то же время для представителей обоих семейств характерны значительное морфологическое сходство и эвригалинность. Кроме того, обе группы характеризуются недостаточной изученностью и неопределенностью в систематике и филогении. Все это определило их выбор в качестве моделей для настоящего исследования.

Кефалевые рыбы (сем. Mugilidae) встречаются в морских, эстуарных и пресных водоемах всех тропических и умеренных широт. Несмотря на многочисленные исследования, филогенетические отношения некоторых видов и родов в этом семействе до сих пор остаются спорными, так как очень немногие признаки подходят для их точного определения, что объясняется консервативной морфологией всех видов кефалей (Stiassny, 1993). К тому же, имеющиеся работы по молекулярной филогении семейства кефалевых проведены преимущественно на средиземноморских представителях семейства (Caldara et al., 1996; Papasotiropoulos et al., 2002; Rossi et al., 2004; Papasotiropoulos et al., 2007; Gornung et al., 2007; Imsiridou et al., 2007).

Род дальневосточных красноперок Tribolodon из семейства Cyprinidae является эндемом дальневосточных морей. Относящиеся к нему виды - единственная среди карповых рыб группа, имеющая проходные экотипы, приспособленные к нагулу в условиях океанической солености, а также формирующая стабильные жилые экотипы (Гавренков, 1987). В настоящее время описано четыре вида дальневосточных красноперок: Tribolodon hakonensis, Т. brandtii, Т. sachalinensis и Т. nakamurai. Тем не менее, многие вопросы, касающиеся эволюционной истории и популяционной структуры этой группы карповых рыб российских вод, по-прежнему остаются неизученными.

Таким образом, существующие проблемы в филогении и систематике этих групп рыб определили цель данной работы - изучение молекулярной эволюции и филогенетических отношений девяти видов кефалевых (сем. Mugilidae) и шести видов карповых (сем. Cyprinidae) рыб с помощью молекулярно-филогенетических методов.

В соответствии с заявленной целью работы были поставлены следующие задачи:

1) исследовать уровень внутривидовой генетической изменчивости у представителей семейств Mugilidae и Cyprinidae,

2) с использованием молекулярных маркеров уточнить филогенетические отношения у видов семейства Mugilidae, включая ранее не исследованных дальневосточных представителей, и выяснить возможные причины и факторы их дивергентной эволюции,

3) с использованием молекулярно-филогенетических методов уточнить филогенетические отношения у представителей дальневосточных видов семейства Cyprinidae и выяснить возможные причины и факторы их дивергентной эволюции,

4) провести сравнительный анализ филогений, полученных с использованием различных молекулярных маркеров в двух группах исследованных видов,

5) с использованием анализа нуклеотидных последовательностей мтДНК и ядерных генов выяснить механизм дивергентной эволюции двух форм Т. hakonensis.

Научная новизна. С помощью молекулярно-филогенетических методов установлены эволюционные связи между видами внутри семейств Mugilidae и Cyprinidae.

Уточнена филогения кефалевых рыб. Впервые было показано, что Liza haematocheilus (syn. Chelon haematocheilus) и Chelon labrosus парафилетичны. Рекомендована синонимизация родов Liza и Chelon.

Впервые изучена внутривидовая изменчивость мтДНК в популяциях Т. hakonensis, Т. brandtii и Т. sachalinensis в российской части ареала.

Уточнена филогения дальневосточного рода Tribolodon. Впервые показано, что Т. hakonensis представлен на ареале двумя значительно отличающимися по мтДНК формами. Получены прямые генетические доказательства того, что южная форма представляет собой самостоятельный вид, образовавшийся более 4 млн. лет назад в результате гибридизации северной формы Т. hakonensis и Т. brandtii.

Теоретическая и практическая значимость работы. Разработанные генетические маркеры могут быть применены для идентификации исследованных видов в таксономических, эволюционных и рыбохозяйственных целях, а также в проекте по штрих-кодированию Fish-BOL. Полученные данные о наличии двух форм (видов) красноперок могут быть использованы в рыбохозяйственной практике для идентификации, оценки запасов и прогноза численности.

Работа послужит основой для дальнейших исследований в области систематики и филогении семейств Mugilidae и Cyprinidae.

За время работы были определены и депонированы в международную базу данных GenBank 45 новых нуклеотидных последовательностей генов митохондриальной и ядерной ДНК.

Полученные в ходе данной работы результаты используются при проведении спецкурса «Молекулярная филогенетика» в Дальневосточном Государственном университете (ДВГУ).

Апробация работы и публикации. Результаты работы были представлены на российских и международных конференциях: «Фундаментальные исследования морской биоты» (Владивосток, 2002), «Marine Environment, Nature, Communications and Business» (Владивосток, 2003), «PICES XIV Annual Meetings, Mechanisms of Climate and Human Impacts on Ecosystems in Marginal Seas and Shelf Regions» (Владивосток, 2005), «4th International Symposium «Promoting Environmental Research in Pan-Japan Sea Area» (Канадзава, Япония, 2006), «XII European Congress of Ichthyology» (Цавтат, Хорватия, 2007), «Современные проблемы биологической эволюции» (Москва, 2007), на Российско-Корейском семинаре молодых ученых" по науке и технологии (Новосибирск, 2007), на ежегодных конференциях Института биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН (Владивосток, 2005-2007).

По материалам диссертации опубликовано 10 работ, из них 3 статьи в рецензируемых журналах из списка ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения. • Работа изложена на 178 страницах, иллюстрирована 33 рисунками и содержит 22 таблицы. Список литературы содержит 164 наименования.

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Семина, Алиса Владимировна

ВЫВОДЫ

1. С использованием молекулярно-филогенетического анализа мтДНК исследованы эволюционные взаимоотношения и филогенетическая структура у представителей семейств Mugilidae и Cyprinidae. Установлено, что ПЦР-ПДРФ-анализ имеет лучшее разрешение для построения филогении по сравнению с анализом коротких последовательностей нуклеотидов гена COI.

2. Показан высокий уровень различий в мтДНК исследованных видов. Полученные в настоящей работе данные по ПЦР-ПДРФ-анализу мтДНК и секвенированию гена COI могут служить точными диагностическими маркерами для таксономических, эволюционных и рыбохозяйственных целей у исследованных видов семейств Mugilidae и Cyprinidae.

3. Показано, что в семействе Mugilidae род Chelon не является монофилетическим. Рекомендована таксономическая ревизия и синонимизация родов Liza и Chelon. Согласно приоритету, виды Liza следует отнести к роду Chelon. Между аллопатричными популяциями М. cephalus Японского и Азовского-Средиземного морей и о. Тайвань выявлен высокий уровень дивергенции, что указывает на целесообразность установления подвидового статуса для этих популяций.

4. В семействе Cyprinidae выявлено близкое родство родов Tribolodon и Pseudaspius. Установлено, что дивергенция этих родов от общего предка имела место в позднем олигоцене, когда на месте Японского моря существовало пресноводное палео-Японское озеро. Дивергенция P. leptocephalus, Т. hakonensis, Т. brandtii и Т. sachalinensis произошла в середине миоцена, когда мощная трансгрессия уровня океана привела к поступлению соленой воды в палео-Японское озеро. Дивергенция Т. nakamurai имела место в конце миоцена.

5. Изучена популяционно-генетическая структура трех видов красноперок Т. sachalinensis, Т. brandtii и Т. hakonensis на значительной части их ареала. Показано, что внутривидовая подразделенность в большей степени выражена у видов, жизненный цикл которых более тесно связан с пресными водоемами.

6. При исследовании популяционно-генетической структуры у Т. hakonensis, обнаружено, что этот вид представлен двумя формами: северной (Хабаровский край, Сахалин, Япония) и южной (Приморье, Южная Корея), значительно отличающимися генетически. Время их дивергенции датируется поздним плиоценом.

7. Анализ мтДНК и ядерных генов показал, что южная форма Т. hakonensis представляет собой самостоятельный вид, образовавшийся более 4 млн. лет назад в результате гибридизации истинного Т. hakonensis (северной формы) и мелкочешуйной красноперки Т. brandtii.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В обеих группах рыб показан высокий уровень различий в мтДНК исследованных видов. Полученные в настоящей работе данные по ПЦР-ПДРФ-анализу мтДНК и секвенированию гена COI могут служить точными диагностическими маркерами для таксономических, эволюционных и рыбохозяйственных целей у исследованных видов семейств Mugilidae и Cyprinidae.

Установлено, что ПЦР-ПДРФ-анализ имеет лучшее разрешение для построения филогении по сравнению с анализом последовательностей нуклеотидов COI. Это объясняется размером и разной разрешающей способностью исследованных сегментов мтДНК для филогенетического анализа. В ПЦР-ПДРФ-анализе использовались протяженные участки мтДНК, кодирующие как консервативные (12S/16S рРНК), так и вариабельные гены (A6/A8/COIII, ND3/ND4L/ND4 и ND5/ND6, причем в обеих группах рыб наибольшая изменчивость выявлена в ND-генах), тогда как последовательности COI короткие, консервативные, а также часто характеризуются насыщением в 3-й позиции кодонов, экранирующим филогенетический сигнал (Банникова, 2004). Однако COI имеет несомненные преимущества при штрих-кодировании, так как с помощью этого метода можно относительно легко и безошибочно дифференцировать не только виды, но и во многих случаях внутривидовые единицы.

Уровни дивергенции между видами одного рода у кефалевых (.Liza и Chelon) и карповых (Tribolodon и Pseudaspius) характеризуются сходными величинами - 7.916% и 2.5-5.3-11.5% соответственно. Уровень дивергенции у кефалевых выше, что, по-видимому, свидетельствует об их более древнем происхождении и подтверждается данными палеонтологии (Berg, 1958, цит. по: FishBase, www.fishbase.org; Никольский, 1971). Время дивергенции средиземноморской группы видов Liza и Chelon, а также L. haematocheilus и L. subviridis совпадают с таковыми у Т. hakonensis, Т. brandtii, Т. sachalinensis и P. leptocephalus (11-16 млн. лет назад, что соответствует 8-11% нуклеотидной дивергенции). Период радиации этих видов соответствует среднему миоцену, характеризовавшемуся глобальными изменениями, приводящими к изоляции, а также изменению условий окружающей среды, обуславливая таким образом дивергентную эволюцию этих рыб (главы 4.1.2. и 4.2.2.). Похожая неоднородность во временном континууме видообразования наблюдается также у тихоокеанских лососей и тайменей (роды Oncorhynchus, Huho) - приблизительно 7% (Shed'ko et al., 1996) , терпугов (Hexagrammos) - 7% (Брыков, Подлесных, 2001), гольцов (Salvelinus) 7.5 - 10% (Олейник и др., 2003; Oleinik et al., 2007), корюшек (.Hypomesus) — 11% (Скурихина и др., 2004). Исходя из гипотезы «молекулярных часов» можно предположить, что в истории Земли были периоды с высокой вероятностью видообразования, которые характеризовались значительными геологическими и климатическими изменениями.

Уровень дивергенции, наблюдаемый между аллопатричными выборками М cephalus Японского vs. Азовского и Средиземного морей (4.5% по данным ПЦР-ПДРФ), а также между выборками япономорского, азово-средиземноморского vs. тайваньского лобана (4-5% по данным секвенирования COI), оказался очень высоким. Однако, несмотря на это, а также на достоверные морфологические различия, наблюдаемые между географически удаленными популяциями (Corti, Crosetti, 1996), принадлежность их к виду М. cephalus не оспаривается ни морфологами, ни генетиками (Corti, Crosetti, 1996; Thomson, 1997; Rossi et al., 1998a, b), хотя некоторые авторы считают его комплексом подвидов (Schultz, 1949; Briggs, 1960). В связи с тем, что внутривидовая структурированность М. cephalus очевидна, можно предположить, что эти популяции находятся на стадии зарождающихся по типу аллопатрического видообразования видов.

В противоположность этому, уровень дивергенции между двумя самостоятельными видами дальневосточных красноперок (южная и северная формы Т. hakonensis) почти вполовину меньше и составляет 2.5%. Это подтверждает предположение о том, что при симпатрическом видообразовании новые виды образуются быстро (Майр, 1968). Полученные данные дают основание полагать, что географическое видообразование не является «почти единственным» способом видообразования у животных, и что экологическое видообразование с участием гибридизации не так редко в природе, как считали основатели СТЭ (Майр, 1968; Dobzhansky, 1970). Действительно, в последнее время, все чаще появляется информация о том, что гибридизация у животных, особенно в группах «молодых» видов, может играть важную роль в их эволюции (DeMarais et al., 1992; DeMarais, Minckly, 1992; Dowling, DeMarais, 1993; Redenbach, Taylor, 2003; Oleinik et al, 2003; Taylor, 2004; Schelly et al., 2006; Шедько и др., 2007; Gompert et al, 2006).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Семина, Алиса Владимировна, Владивосток

1. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяциях. М.: ИКЦ Академкнига, 2003.-431 с.

2. Банникова А.А. Молекулярные маркеры и современная филогенетика млекопитающих // Журнал Общей биологии. 2004. - Т. 65, № 5. - С. 278-305.

3. Басов И.А. Океанская и климатическая эволюция в миоцене // Природа. 1999. № 5 (www.nature.web.ru).

4. Берг Л.С. Рыбы пресных вод Российской империи. М.: Типография Рябушинских, 1916. - 563 с.

5. Берг Л.С. Рыбы пресных вод СССР и сопредельных стран. Т. 2. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1949.-466 с.

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

7. Брыков Вл.А., Подлесных А.В. Сравнение митохондриальной ДНК у двух видов терпугов и их гибридов (сем. Hexagrammidae; Pisces) из залива Петра Великого (Японское море) // Генетика. 2001. Т. 37, № 12. - С. 1663-1666.

8. Бушуев В.П., Шитикова О.Ю., Богданов Л.В. Биохимическая дифференциация дальневосточных красноперок рода Tribolodon sauvage (Cyprinidae) реки Киевка // Вопросы ихтиологии. 1980. Т. 20, № 3. - С. 445-450.

9. Гавренков Ю.И., Иванков В.Н. Таксономический статус и биология дальневосточных красноперок рода Tribolodon южного Приморья // Вопросы ихтиологии. 1979. Т. 19, № 6. - С. 1015-1024.

10. Гавренков Ю.И. Биология дальневосточных красноперок рода Tribolodon как перспективного объекта аквакультуры южного Приморья. Автореф. дис. . канд. биол. наук. М.: ВНИИПРХ, 1987.-25 с.

11. Гордеева Н.В., Салменкова Е.А., Алтухов Ю.П. Исследование генетической дивергенции горбуши, вселенной на Европейский Север России, с использованием микросателлитных и аллозимных локусов // Генетика. 2006. Т. 42, № 3. - С. 349-360.

12. Гриценко О.Ф. Систематика дальневосточных красноперок рода Tribolodon Sauvage 1883 {-Leuciscus brandti (Dybowsky). (Cyprinidae) // Вопросы ихтиологии. -1974. Т. 14, № 5.-С. 782-795.

13. Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь (перевод 6-го издания, Лондон, 1872). С.-П.: Наука, 1991.-539 с.

14. Картавцев Ю.Ф., Свиридов В.В., Ханзава Н., Сазаки Т. Генетическая дивергенция видов дальневосточных красноперок рода Tribolodon (Pisces, Cyprinidae) и близких таксонов // Генетика. 2002. Т. 38, № 9. - С. 1285-1297.

15. Левонтин Р. Генетические основы эволюции. М.: Мир, 1978. - 351 с.

16. Линдберг Г.У. Крупные колебания уровня океана в четвертичный период. Биогеографическое обоснование гипотезы. Л.: Наука, 1972. - 548 с.

17. Линдберг Г.У., Легеза М.И. Рыбы Японского моря и сопредельных частей Охотского и Желтого морей. Ч. 2. М.-Л.: Наука, 1965. - 391 с.

18. Мазин А.В., Кузнецов К.Д., Краув А.С. и др. Методы молекулярной генетики и генной инженерии. Новосибирск: Наука, 1990. - 288 с.

19. Махоткин М.А. Эколого-генетическая изменчивость популяций пиленгаса {Mugil soiuy Bas.) Азовского моря по морфометрическим признакам и белковому полиморфизму: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Ростов-на-Дону, 2006. 22 с.

20. Никольский Г.В. Частная ихтиология. Изд.З-е. М.: Высшая школа, 1971. - 4.72с.

21. Новиков Н.П., Соколовский А.С., Соколовская Т.Г., Яковлев Ю.М. Рыбы Приморья. Владивосток: Дальпресс, 2002. - 550 с.

22. Олейник А.Г., Скурихина Л.А., Брыков Вл.А. Генетическая дифференциация трех симпатричных видов гольцов рода Salvelinus по данным ПЦР-ПДРФ-анализа митохондриальной ДНК // Генетика. 2003. Т. 39, № 8. - С. 1099-1105.

23. Ларин Н.В. Liza haematocheila правильное видовое название кефали-пиленгаса (Mugilidae) // Вопросы ихтиологии. - 2003. Т. 43, № 3. - С. 418-419.

24. Полякова Н.Е., Семина А.В., Брыков Вл.А. Изменчивость митохондриальной ДНК кеты Oncorhynchus keta (Walbaum) и ее связь с палеогеологическими событиями в северо-западной части Пацифики // Генетика. 2006. Т. 42, № 10. - С. 1388-1396.

25. Свиридов В.В. Морфологическая и генетическая дивергенция и географическая изменчивость дальневосточных краснопрок рода Tribolodon. Автореф. дис. . канд. биол. наук. Владивосток, 2002. 21 с.

26. Семина А.В., Полякова Н.Е., Брыков Вл.А. Генетический анализ выявляет криптический вид у дальневосточных красноперок рода Tribolodon II Доклады Академии наук. -2006. Т. 407, № 4. С. 571-573.

27. Семина А.В., Полякова Н.Е., Брыков Вл.А. Дивергенция митохондриальной ДНК и филогенетические отношения кефалей Японского и Азовского морей на основе ПЦР-ПДРФ-анализа // Биология моря. 2007а. Т. 33, № 3. - С. 223-228.

28. Семина А.В., Полякова Н.Е., Брыков Вл.А. Анализ митохондриальной ДНК: таксономические и филогенетические отношения в двух таксонах рыб (Pisces: Mugilidae, Cyprinidae) // Биохимия. 2007b. Т. 72, № 12. - С. 1666-1673.

29. Скурихина J1.A., Олейник А.Г., Панькова М.В. Сравнительный анализ изменчивости митохондриальной ДНК у корюшковых рыб // Биология моря. 2004. Т. 30,№4.-С. 289-295.

30. Фролов С.В. Описание кариотипа дальневосточной красноперки-угая Leuciscus brandtii (Dyb.). Курсовая работа студента 4-го курса. Владивосток, 1975. 35 с.

31. Хаин В.Е., Короновский Н.В., Ясаманов Н.А. Историческая геология. М.: Изд-во МГУ, 1997. - 448 с.

32. Черешнев И.А. Биогеография пресноводных рыб Дальнего Востока России. — Владивосток: Дальнаука, 1998. 131 с.

33. Чуриков Д.Ю. Генеалогия гаплотипов митохондриальной ДНК у нескольких видов тихоокеанских лососей. Автореф. дис. . канд. биол. наук. Санкт-Петербург, 2001.-17 с.

34. Шедько С.В., Гинатулина J1.K., Мирошниченко И.Л., Немкова Г.А. Филогеография митохондриальной ДНК южной азиатской мальмы Salvelinus curilus

35. Pallas, 1814) (Salmoniformes, Salmonidae): опосредованная интрогрессия генов? // Генетика. 2007. Т. 43, № 2. - С. 227-239.

36. Attardi G. Animal Mitochondrial DNA: an Extreme Example of Genetic Economy // Int. Rev. Cytol. 1985. - Vol. 93. - P. 93-145.

37. Avise J.C. Molecular Markers, Natural History and Evolution. -N.Y.: Chapman and Hall, 1994.-511 p.

38. Avise J.C. Phylogeography. The History and Formation of Species. Harvard University Press, 2000. - 447 p.

39. Birky C.W. The Inheritance of Genes in Mitochondria and Chloroplasts: Laws, Mechanisms, and Models // Annu. Rev. Genet. 2001. - Vol. 35. - P. 125-148.

40. Bowen B.W., Meylan A.B., Ross J.P., Limpus C.J., Balazs G.H., Avise J.C. Global Population Structure and Natural History of the Green Turtle (Chelonia mydas) in Terms of Matriarchal Phylogeny // Evolution. 1992. - Vol. 46. - P. 865-881.

41. Briggs J.C. Fishes of Worldwide (Circumtropical) Distribution // Copeia. 1960. -Vol. 60.-P. 171-180.

42. Brown W.M., George M. Jr., Wilson A.C. Rapid Evolution of Animal Mitochondrial DNA // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1979.-Vol. 76.-P. 1967-1971.

43. Campton D.E., Mahmoudi B. Allozyme Variation and Population Structure of Striped Mullet (M cephalus) in Florida // Copeia. 1991. - Vol. 91. - P. 485-492.

44. Cataduella S., Civitelli M.V., Capanna E. Chromosome Complements of the Mediterranean Mullets (Pisces, Perciformes) // Caryologia. 1974. - Vol. 27. - P. 93-105.

45. Chakraborty R., Nei M. Bottleneck Effects on Average Heterozygosity and Genetic Distance with the Stepwise Mutation Model // Evolution. 1977. - V. 31. - P. 347-356.

46. Chang C.W., Huang C.S., Tzeng W.N. Redescription of Redlip Mullet Chelon haematoheilus (Pisces: Mugilidae) with a Key to Mugilid Fishes in Taiwan // Acta Zoologica Taiwanica. 1999. - Vol. 10. - P. 35-40.

47. Chow S., Hazama K. Universal PCR Primers for S7 Ribosomal Protein Gene Introns in Fish // Molecular Ecology. 1998. - Vol. 7. - P. 1247-1263.

48. Chyung M.-K. The Fishes of Korea. Seoul: IL-JLSA Publ. Co., 1977. - 727 p.

49. Corti M., Crosetti D. Geographic Variation in the Grey Mullet: a Geometric Morphometric Analysis Using Partial Warp Scores // Journal of Fish Biology. 1996. -Vol. 48.-P. 255-269.

50. Crosetti D., Avise J.C., Placidi F., Rossi A.R., Sola L. Geographic Variability in the Grey Mullet M. cephalus: Preliminary Results of MtDNA and Chromosome Analysis // Aquaculture. 1993. - Vol. 111. - P. 95-101.

51. Crosetti D., Nelson W.S., Avise J.C. Pronounced Genetic Structure of Mitochondrial DNA among Populations of the Circumglobally Distributed Grey Mullet (M cephalus) II Journal of Fish Biology. 1994. - Vol. 44. - P. 47-58.

52. DeMarais B.D., Minckley W.L. Hybridization in Native Cyprinid Fishes, Gila ditaenia and Gila sp., in Northwestern Mexico // Copeia. 1992. - Vol. 3. - P. 697-703.

53. Dowling Т.Е., DeMarais B.D. Evolutionary Significance of Introgressive Hybridization in Cyprinid Fishes // Nature. 1993. - Vol. 362. - P. 444-446.

54. Doi A., Shinzawa H. Tribolodon nakamurai. A new Cyprinid Fish from the Middle Part of Honshu Island, Japan // Ruffles Bull. Zoology. 2000. - Vol. 48. - P. 241-247.

55. Dowling Т.Е., Tibbets C.A., Minckley W.L., Smith G.R. Evolutionary Relationships of the Plagopterins (Teleostei: Cyprinidae) from Cytochrome b Sequences // Copiea. -2002. Vol. 3.-P. 665-678.

56. Ebeling A.W. Mugil galapagensis, a New Mullet from the Galapagos Islands // Copeia. 1961. - P. 295-304.

57. Estabrook G.F., Smith G.R., Dowling Т.Е. Body Mass and Temperature Influence Rates of Mitochondrial DNA Evolution in North American Cyprinid Fish // Evolution. -2007.-Vol. 61.-P. 1176-1187.

58. Excoffier L., Smouse P., Quattro J. Analysis of Molecular Variance Inferred from Metric Distances among DNA Haplotypes: Application to Human Mitochondrial DNA Restriction Data//Genetics. 1992.-Vol. 131.-P. 479-491.

59. Felsenstein J. Confidence Limits on Phylogenies: an Approach Using the Bootstrap // Evolution. 1985. - Vol. 39. - P. 783-791.

60. Fraga E., Schneider H., Nirchio M., Santa-Brigida E., Rodrigues-Filho L. F., Sampaio I. Molecular Phylogenetic Analyses of Mullets (Mugilidae, Mugiliformes) Based on Two Mitochondrial Genes // J. Appl. Ichthyol. 2007. - Vol. 23. - P. 598-604.

61. Gharrett A.J., Gray A.K., Brykov V.A. Mitochondrial DNA Variation in Alaskan Coho Salmon, Oncorhynchus kisutch II Fish. Bull. 2001. - V. 99. - P. 528-544.

62. Gompert Z., Fordyce J.A., Forister M.L., Shapiro A.M., Nice C.C. Homoploid Hybrid Speciation in an Extreme Habitat // Science. 2006. - Vol. 314. - P. 1923-1925.

63. Gornung E., Colangelo P., Annesi F. 5S Ribosomal RNA Genes in Six Species of Mediterranean Grey Mullets: Genomic Organization and Phylogenetic Inference // Genome. 2007. - Vol. 50. - P. 787-795.

64. Grant W.S. Biochemical Population Genetics of Atlantic Herring // Copeia. 1984. -Vol. 84.-P. 357-364.

65. Graves J.E., Ferris S.D., Dizon A.E. Close Genetic Similarity of Atlantic and Pacific Skipjack Tuna (Katsuwonus pelamis) Demonstrated with Restriction Endonuclease Analysis of Mitochondrial DNA //Marine Biology. 1984.-Vol. 79.-P. 315-319.

66. Graves J.E., Dizon A.E. Mitochondrial DNA Sequence Similarity of Atlantic and Pacific Albacore Tuna (Thunnus alalunga) // Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 1989. - Vol. 46. - P. 870-873.

67. Graves J.E. Molecular Insights into the Population Structures of Cosmopolitan Marine Fishes // Journal of Heredity. 1998. - Vol. 89. - P. 427-437.

68. Gross B.L, Rieseberg L.H. The Ecological Genetics of Homoploid Hybrid Speciation // Journal of Heredity. 2005. - Vol. 96. - P. 241-252.

69. Gyllensten U. The Genetic Structure of Fish: Differences in the Intraspecific Distribution of Biochemical Genetic Variation between Marine, Anadromous, and Freshwater Species // J. Fish Biol. 1985. - Vol. 26. - P. 691-699.

70. Haglund T.R., Buth D.G., Lawson R. Allozyme Variation and Phylogenetic Relationship of Asian, North American, and European Populations of the Threespine Stickleback, Gasterosteus aculeatus II Copeia. 1992. - Vol. - 92. P. 432-443.

71. Hanzawa N., Taniguchi N. Genetic Differentiation of Japanese Dace, Genus Tribolodon Collected from the Waters of Fukushima Prefecture // Fish. Genet. Breed. Sci. -1982. Vol. 7. - P. 26-30. (In Japanese).

72. Hansawa N., Yonekawa H., Numachi K. Variability of Mitochondrial DNA in Japanese Dace, Tribolodon hakonensis II Jpn. J. Genet. 1987. - Vol. 62. - P. 27-38.

73. Hanzawa N., Taniguchi N., Numachi K.-I. Geographic Differentiation in Populations of Japanese Dace Tribolodon hakonensis Deduced from Allozymic Variation // Zoological Science. 1988. - Vol. 5. - P. 449-461.

74. Harrison I.J., Howes G.J. The Pharyngobranchial Organ of Mugilid Fishes; Its Structure, Variability, Ontogeny, Possible Function and Taxonomic Utility // Bull. Br. Mus. Nat. Hist. (Zool.). 1991. - Vol. 57. - P. 111-132.

75. Hasegawa M., Kishino H., Yano T. Dating the Human-Ape Split by a Molecular Clock of Mitochondrial DNA II Journal of Molecular Evolution. 1985. - Vol. 22. - P. 160-174.

76. Kaya M., Mater S., Korkut A. Y. A New Grey Mullet Species "Mugil so-iuy Basilewsky" (Teleostei: Mugilidae) from the Aegean Coast of Turkey // Turkish Journal of Zoology. 1998. - Vol. 22. - P. 303-306.

77. Knowlton N. Sibling Species in the Sea // Annual review of Ecology and Systematics. 1993. -Vol. 24.-P. 189-216.

78. Knowlton N. Molecular Genetic Analyses of Species Boundaries in the Sea // Hydrobiologia. 2000. - Vol. 420. - P. 73-90.

79. Martin A.P. and Pulumbi S.R. Body Size, Metabolic Rates, Generation Time, and the Molecular Clock // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1993. -Vol. 90.-P. 4087-4091.

80. Masuda H., Amaoka K., Araga C., Uyeno Т., Yoshino Т. (Eds.). The Fishes of the Japanese Archipelago. Vol. 1. Tokyo: Tjkai Univ. Press., 1984. - 437 p.

81. Mayden R.L. A Hierarchy of Species Concepts: the Denouement in Saga of the Species Problem. In: Claridge M.F., Dawah H.A., Wilson M.R. (Eds.), Species: The Units of Biodiversity. New York: Chapman & Hall, 1997. - P. 381-424.

82. McElroy D., Moran P., Birmingham E., Kornfield I. REAP The Restriction Enzyme Package // Journal of Heredity. - 1992. - Vol. 83. - P. 157-158.

83. McMillan W.O., Palumbi S.R. Rapid Rate of Control-Region Evolution in Pacific Butterflyfishes (Chaetodontidae) // J. Mol. Evol. 1997. - Vol. 45. - P. 473-484.

84. McMillan W.O., Weigt L.A., Palumbi S.R. Color Pattern Evolution, Assortative Mating, and Genetic Differentiation in Brightly Colored Butterflyfishes (Chaetodontidae) // Evolution. 1999. - Vol. 53. - P. 247-260.

85. Meyer A., Kocher T.D., Basasibwaki P., Wilson A.C. Monophyletic Origin of Lake Victoria Cichlid Fishes Suggested by Mitochondrial DNA Sequences // Nature 1990. -Vol. 347.-P. 550-553.

86. Mori T. Check-List of the Fishes of Korea // Mem. Hyogo Uni. Agric. Biol. Ser. Vol. 1.-1952.-Vol.3.-P. 1-228.

87. Moritz C., Dowling Т.Е., Brown W.M. Evolution of Animal Mitochondrial DNA: Relevance for Population Biology and Systematics // Annual Review of Ecology and Systematics. 1987. - Vol. 18. - P. 269-292.

88. Mork J., Ryman N., Stahl G., Utter F., Sundnes G. Genetic Variation in Atlantic Cod (Gadus morhua) throughout its Range // Can. J. Fish Aquat. Sciences. 1985. - Vol. 42. -P.1580-1587.

89. Nei M., Maruyama Т., Chakraborty R. The Bottleneck Effect and Genetic Variability in Populations // Evolution. 1975. - V. 29. - P. 1-10.

90. Nei M. Estimation of Average Heterozygosity and Genetic Distance from a Small Number of Individuals // Genetics. 1978. - Vol. 89. - P. 583-590.

91. Nei M., Tajima F. DNA Polymorphism Detectable by Restriction Endonucleases // Genetics.-1981.-V. 97.-P. 145-163.

92. Nei M. Molecular Evolutionary Genetics. New York: Columbia University Press, 1987.-512 p.

93. Nelson J.S. Fishes of the World. Third edition. New York: John Wiley and Sons Inc., 1994.-600 p.

94. Okamura O., Amaoka K. Sea Fishes of Japan. Tokyo: YAMA-KEI Publishers Co., Ltd., 1997.-784 p.

95. Oleinik A.G., Skurikhina L.A., Brykov Vl.A. Divergence of Salvelinus Species from Northeastern Asia Based on Mitochondrial DNA // Ecology of Freshwater Fish. 2007. -Vol. 16.-P. 87-98.

96. Ovenden J.R. Mitochondrial DNA and Marine Stock Assessment: A Review // Australian Journal of Marine and Freshwater Research. 1990. - Vol. 41. - P. 835-853.

97. Ovenden J.R., Brasher D J., White R.W.G. Mitochondrial DNA Analysis of the Rock Lobster Jasus edwardsii Supports an Apparent Absence of Population Subdivision throughout Australia // Marine Biology. 1992. - Vol. 112. - P. 319-326.

98. Palumbi S.R., Wilson A.C. Mitochondrial DNA Diversity in the Sea Urchins Strongylocentrotus purpuratus and S. droebachiensis II Evolution. 1990. - Vol. 44. - P. 403-415.

99. Papasotiropoulos V., Klossa-Kilia E., Kilias G., Alahiotis S. Genetic Divergence and Phylogenetic Relationships in Grey Mullets (Teleostei: Mugilidae) Using Allozyme Data // Biochemical Genetics. -2001.-Vol. 39. P. 155-168.

100. Papasotiropoulos V., Klossa-Kilia E., Kilias G., Alahiotis S. Genetic Divergence and Phylogenetic Relationships in Grey Mullets (Teleostei: Mugilidae) Based on PCR-RFLP Analysis of MtDNA Segments // Biochemical Genetics. 2002. - Vol. 40. - P. 71-86.

101. Papasotiropoulos V., Klossa-Kilia E., Alahiotis S., Kilias G. Molecular Phylogeny of Grey Mullets (Teleostei:Mugilidae) in Greece: Evidence from Sequence Analysis of mtDNA Segments // Biochemical Genetics. 2007. - Vol. 45. - P. 623-636.

102. Patarnello Т., Bargelloni L., Caldara F., Colombo L. Cytochrome b and 16S rRNA Sequence Variation in the Salmo trutta (Salmonadae, Teleostei) Species Complex // Molecular Phylogenetics and Evolution. 1994. - Vol. 3. - P. 69-74.

103. Peterson G.L., Shehadeh Z.N. Subpopulations of the Hawaiian Striped Mullet M. cephalus-. Analysis of Variations of Nuclear Eye-lens Protein Electropherograms and Nuclear-eye-lens Weights // Marine Biology. 1971. - Vol. 11. - P. 52-60.

104. Posada D., Crandall K.A. Modeltest: Testing the Model of DNA Substitution // Bioinformatics. 1998. -Vol. 14.-P. 817-818.

105. Prim R.C. Shortest Connection Networks and Some Generalizations // Bell. Syst. Tech. J. 1957.-Vol. 36.-P. 1389-1401.

106. Redenbach Z., Taylor E.B. Evidence for Bimodal Hybrid Zones between Two Species of Char (Pisces: Salvelinus) in Northwestern North America // J. Evol. Biol. 2003. -Vol. 16.-P. 1135-1148.

107. Riginos S. Cryptic Vicariance in Gulf of California Fishes Parallels Vicariant Patterns Found in Baja California Mammals and Reptiles // Evolution. 2005. - Vol. 59. -P. 2678-2690.

108. Rizotti M., Fish Hemoglobins: The Family Mugilidae (Perciformes) // Trends in Сотр. Biochem. Physiol. 1993.-Vol. 1.-P. 385-392.

109. Rocha-Olivares A., Garber N.M., Stuck K.C. High Genetic Diversity, Large Inter-oceanic Divergence and Historical Demography of the Striped Mullet // Journal of Fish Biology.-2000.-Vol. 57.-P. 1134-1149.

110. Rogers A.R., Harpending H.C. Population Growth Makes Waves in the Distribution of Pairwise Genetic Differences // Molecular Biology and Evolution. 1992. - Vol. 9. - P. 552-569.

111. Rogers A.R. Genetic Evidence for a Pleistocene Population Explosion // Evolution. -1995.-Vol. 49.-P. 608-615.

112. Rohlf F.J. Algorithm 76. Hierarchical Clustering Using the Minimal Spanning Tree // The Computer Journal. 1973. - Vol. 16. - P. 93-95.

113. Rohlf F.J. NTSYS-ps: Numerical taxonomy and multivariate analysis system. Version 1.60. -N.Y.: Exter Publ., Ltd., 1990.

114. Rosenblatt R.H., Waples R.S. A Genetic Comparison of Allopatric Populations of the Fish Species from the Eastern and Central Pacific Ocean: Dispersal or Vicariance? // Copeia. 1986. - Vol. 86. - P. 275-284.

115. Rossi A.R., Capula M., Crosetti D., Campton D.E., Sola L. Genetic Divergence and Phylogenetic Inferences in Five Species of Mugilidae (Pisces: Perciformes) // Marine Biology. 1998a. - Vol. 131. - P. 213-218.

116. Rossi A.R., Capula M., Crosetti D., Sola L., Campton D.E. Allozyme Variation in Global Populations of Striped Mullet, M. cephalus (Pisces: Mugilidae) // Marine Biology. -1998b.-Vol. 131.-P. 203-212.

117. Sakai H., Hamada K. Electrophoretic Discrimination of Tribolodon Species (Cyprinidae) and the Occurrence of Their Hybrids // Japanese Journal of Ichthyology. — 1985.-Vol. 32.-P. 216-224.

118. Sakai H. Life-histories and Genetic Divergence in Three Species of Tribolodon (Cyprinidae) // Memories of the Faculty of Fisheries, Hokkaido University. 1995. - Vol. 42.-P. 1-98.

119. Sakai H., Goto A., Jeon S.-R. Speciation and Dispersal of Tribolodon Species (Pisces, Cyprinidae) around the Sea of Japan // Zoological Science. 2002. - Vol. 19. - P. 1291-1303.

120. Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. -N.Y.: Cold Spring Harbor Lab. Press., 1989. 1626 p.

121. Schneider S., Roessli D., Excoffier L. Arlequin: A Software for Population Genetics Data Analysis. Version 2.000. Genetics and Biometry Lab, Department of Anthropology, University of Geneva, 2000.

122. Schultz L.P. A Revision of the Genera of Mullet, Fishes of the Family Mugilidae with the Descriptions of Three New Genera // Proceedings of the United States Natural History Museum. 1946. - Vol. 96. - P. 377-395.

123. Schultz L.P. A Further Contribution to the Ichthyology of Venezuela // Proceedings of the United States Natural History Museum. 1949. - Vol. 99. - P. 1-211.

124. Senou H., Randall J.E., Okiyama M. Chelon persicus, a new species of mullet (Perciformes: Mugilidae) from Persian Gulf // Bull. Kanagawa Prefect. Mus. (Nat. Sci.). -1996. Vol. 25. - P. 71-76 (In Japanese).

125. Shed'ko S.V., Ginatulina L.K., Parpura I.Z., Ermolenko A.V. Evolutionary and Taxonomic Relationships among Far-Eastern Salmonid Fishes Inferred from Mitochondrial DNA Divergence // Journal of Fish Biology. 1996. - Vol. 49. - P. 815-829.

126. Shedko S.V. On the Taxonomic Status of Leuciscus sachalinensis Nikolsky, 1889 (Cypriniformes, Cyprinidae) // Journal of Ichthyology. 2005. - Vol. 45. - P. 496-502.

127. Starushenko L. I., Kazansky A.B. Introduction of Mullet Haarder {Mugil so-iuy Basilewsky) into the Black Sea and the Sea of Azov // Studies and Reviews 67. General Fisheries Council for the Mediterranean (GFCM). FAO. 1996. - Vol. 67. - P.29.

128. Stiassny M. What are Grey Mullets? // Bulletin of Marine Science. 1993. - Vol. 52. -P. 197-219.

129. Sturmbauer C., Meyer A. Genetic Divergence, Speciation and Morphological Stasis inaLineage of African Cichlid Fishes//Nature. 1992.-Vol. 358.-P. 578-581.

130. Swofford D.L. PAUP*. Phylogenetic Analysis Using Parsimony (* and Other Methods). Version 4.0b 10. Sinauer Associates, Sunderland, Massachusetts, 2002.

131. Takatsu A., Ezoe Y., Eyama S., Uchiumi A., Tsunoda K., Satake K. Aluminum in Lake Water and Organs of a Fish Tribolodon hakonensis in Strongly Acidic Lakes with a High Aluminum Concentration // Limnology. 2000. - Vol. 1. - P. 185-189.

132. Tamura K., Nei M. Estimation of the Number of Nucleotide Substitutions in the Control Region of Mitochondrial DNA in Humans and Chimpanzees // Molecular Biology and Evolution. 1993.-Vol. 10.-P. 512-526.

133. Taylor E.B. Evolution in Mixed Company. Evolutionary Inferences from Studies of Natural Hybridization in Salmonidae. In Hendry A.P., Stearns S.C. Evolution Illuminated: Salmon and Their Relatives. Oxford: Oxford University Press US, 2004. - 520 p.

134. Thomson J.M. Synopsis of Biological Data on the Grey Mullet (M cephalus Linnaeus 1758) / Division of Fisheries and Oceanography, CSIRO, Australia, Fisheries Synopsis.- 1963.-Vol. l.-P. 1-75.

135. Thomson J.M. The Taxonomy of Grey Mullets. In Aquaculture of Grey Mullets (Oren O.H., ed.). Cambridge: Cambridge University Press, 1981. - P. 1-16.

136. Thomson J.M. The Mugilidae of the World // Mem. Queensl. Mus. 1997. - Vol. 41. -P. 457-562.

137. Trewavas E., Ingham S.E. A Key to the Species of Mugilidae (Pisces) in the Northeastern Atlantic and Mediterranean, with Explanatory Notes // Journal of Zoology. -1972.-Vol. 167.-P. 15-29.

138. Turan C., Caliskan M., Kucuktas H. Phylogenetic Relationships of Nine Mullet Species (Mugilidae) in the Meditteranean Sea // Hidrobiologia. 2005. - Vol. 532. - P. 4551.

139. Waples R. Pacific Salmon and the Definition of "Species" under the Endangered Species Act // Marine Fish Review. 1991. - Vol. 53. - P. 11-22.

140. Ward R.D., Woodwark M., Skibinski D.O.F. A Comparison of Genetic Diversity Levels in Marine, Freshwater, and Anadromous Fishes // Journal of Fish Biology. 1994. -Vol. 44.-P. 213-232.

141. Ward R.D., Zemlak T.S., Innes B.H., Last P.R., Hebert P.D. DNA Barcoding of Australia's Fish Species // Philosophical Transactions of the Royal Society B. 2005. -Vol. 360.-P. 1847-1857.

142. Zardoya R., Doadrio I. Molecular Evidence on the Evolutionary and Biogeographical Patterns of European Cyprinids // Journal of Molecular Evolution. 1999. - Vol. 49. - P. 227-237.

143. Zaykin D.V., Pudovkin A.I. Two programms to estimate significance of Chi-square values using pseudo-probability test // J. Heredity. 1993. - Vol. 84. - P. 152.