Кариотипы мелких грызунов (Rodentia) Иссык-Кульского и Сокулукского районов (Кыргызстан)

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

Определение числа хромосом и их морфологии является важной информацией для всех видов, в особенности для тех, геномы которых подверглись к действиям эколого-пространственно-биотопической изоляции. Возможно, именно по этим причинам при изобилии данных кариотипирования, собранными до уровня хромосом остаются геномы лишь нескольких десятков видов грызунов. Последнее обстоятельство подчеркивает крайнюю важность детальных цитогенетических исследований для изучения организации, структуры и функционирования геномов грызунов. Цитогенетические исследования позволяют взглянуть на геном в целом: выявить число хромосом и описать их морфологию, показать присутствие или отсутствие добавочных хромосом, полиморфизм хромосом, выявить гетерохроматиновых и эухроматиновых последовательностей и половые хромосомы. Карты районов гомологии позволяют точнее понять эволюцию кариотипов грызунов и филогенетические связи между видами. Изучение хромосомной изменчивости имеет большое значение для оценки генетических потенциалов диких животных. Устойчивость цитогенетических показателей животных можно использовать как биоиндикатор взаимодействия со средой и выявления последствий влияния экологических факторов. Так как грызуны приспособлены к обитанию в различных экологических условиях. Поэтому исследования кариотипов грызунов определяют своеобразие популяций внутри вида и некоторые особенности индивидуальной генетической изменчивости на первоначальном этапе дивергенции видов, являясь ценным фактическим материалом по эволюции видов грызунов. Последствия изоляции накладывают свой отпечаток и на кариотипы, выражающийся в хромосомном полиморфизме внутри вида на уровне популяции. Решение этих вопросов имеет большую ценность при развитии теории и практических проблем экологической цитогенетики. Такие исследования дают оценку влияния окружающей среды на наследственность, возможность определять причины и уровень изменчивости, а также движущую силу эволюции. Поэтому целью данной работы является изучение сравнительной характеристики кариотипов мелких грызунов обитающих в условиях экологической изоляции.

Материал и методы

Материал для исследования получен путем специального выставления живоловок через каждые 5 метров в открытых биотопах Иссык-Кульского и Сокулукского районов. Материал собран в период с 2021 г по 2023 г. на территории долинно-предгорной зоны Иссык-Кульского и Сокулукского районов.

Отлов проводили методом ловушка-линий в открытых стациях (лесопосадки, луга, заросли кустарников, парки, пустыри) и единичными плашками в закрытых стациях (жилые массивы сельского типа, мусорные свалки). При исследовании митотических хромосом метафазные пластинки готовили методами приготовления высушенных препаратов. Хромосомные препараты приготовлены из клеток костного мозга по общепринятой методике C. E. Ford, J. L. Hamerton [8].

Приготовленные митотические хромосомные препараты окрашивали в азуреозине (краситель Гимза) по методу Романовского [3]. После высыхания окрашенные препараты анализировали под микроскопом, сначала с небольшой увеличительной линзой, по очереди анализируя каждый ряд. Были сделаны фотографии выбранных хромосом и созданы кариограммы. Кариограмму составили по размеру и морфологии хромосом.

Тамарисковая песчанка — Meriones tamariscinus Pallas. Кариотип тамарисковой песчанки широко изучен. Окраска верха серо-рыжая, брюхо чисто белое, хвост резко двухцветный (сверху одноцветный со спиной, снизу белый), «метелка» не выражена, на конце хвоста лишь небольшая темная кисточка. Подошвы задних лап густо опушены бурым мехом. Над глазом белое пятно. Ушная раковина — большая.

По нашим данным кариотип тамарисковой песчанки иссык-кульской популяции состоит из диплоидного набора хромосом 2n=40. Число плеч аутосом NFа=74. 38 аутосом состоят из 4 групп. Первая группа из плавно убывающего ряда 7 пар метацентрических хромосом. Вторая группа состоит из 5 пар субметацентрических, третья группа из 6 пар субтелоцентрических хромосом. Последнюю группу образует только 1 пара акроцентрических хромосом (Рисунок 1).

Рисунок 1. Кариограмма Meriones tamariscinus (Pallas, 1773) иссык-кульской популяции

Половые хромосомы состоят из различающихся по величине метацентрических хромосом. При сравнении кариотипов чуйской, иссык-кульской, токтогульской, чон-кеминской и казарманской популяций видно, что они тесно взаимосвязаны со своими абиотическими условиями «пространства жизни». Также хромосомный набор этого вида по морфологической структуре стабилен (Таблица 1).

Таблица 1

УСТОЙЧИВОСТЬ КАРИОТИПОВ Meriones tamariscinus АНАЛИЗИРОВАННЫХ ПОПУЛЯЦИЙ

Объекты	2n	NFa	NF M	Sm	St	A	Половые хромосомы
Meriones    tamariscinus   иссык-кульской популяции популяции (исследовано нами)	40	74	14	10	12	2	Х-М (макро)Х-М (микро)
Meriones tamariscinus токтогульской популяции [2]	40	74	14	10	12	2	Х-М (макро)Х-М (микро)
Meriones tamariscinus чон-кеминской популяции [7]	40	74	14	10	12	2	Х-М (макро)Х-М (микро)

Мышь лесная — Apodemus sylvaticus. По данным Г. А. Шаршеналиевой кариотип кеминской популяции состоит из диплоидного числа хромосом 2n=48 [6]. Плечи аутосом NF^a=46. Все хромосомы — акроцентрики. Они состоят из плавно убывающего ряда. Половые хромосомы состоят из различающихся по величине акроцентрических хромосом. При сравнении кариотипов пространственно-биотопически обособленных популяций можно обнаружить, что диплоидные числа и морфология хромосомного набора устойчивы.

Нами исследованные кариотипы лесной мыши иссык-кульской популяции имеет диплоидный набор хромосом 2n=48. Плечи аутосом NFa= 68. Аутосомы состоят из плавно убывающих морфо-цитогенетически отличающихся групп хромосом: 8 (М)+14(St)+24(А). Половые хромосомы по размеру различающиеся акроцентрические хромосомы (Рисунок 2). Нами были изучены морфо-цитогенетическое своеобразие и отличие кариотипов лесной мыши иссык-кульской популяции и выявлено пространственно-биотопический хромосомный полиморфизм иссык-кульской популяции (Таблица 2).

Рисунок 2. Кариотип и кариограмма Apodemus sylvaticus иссык-кульской популяций 2n=48

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 9. №6. 2023

Таблица 2

ПРОСТРАНСТВЕННО-БИОТОПИЧЕСКИЙ ХРОМОСОМНЫЙ ПОЛИМОРФИЗМ КАРИОТИПОВ Apodemus sylvaticus ИССЫК-КУЛЬСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ

Объекты	2n	NFa	NF M Sm	St	A	Половые хромосомы
Apodemus sylvaticus иссык-кульской популяции	48	68	70  8  —	14	24	Х(А); У(А)
Apodemus sylvaticus чон-кеминской популяции [7]	48	46	48 — —	—	46	Х(А); У(А)
Apodemus sylvaticus чуйской популяции [2]	48	46	48 — —	—	46	Х(А); У(А)

Мышь домовая — Mus musculus . Кариотип домовой мыши широко изучен. Сведения о кариотипе домовой мыши имеются в работах А. С. Графодатского, С. И. Раджабли и др. [1– 6]. По их данным кариотип 2n=40, NF ^а =38 и представляет собой плавно убывающий ряд акроцентрических хромосом.

По нашим данным диплоидный набор хромосом домовой мыши сокулукской популяции представлен 2n=40, число плеч аутосом NF ^a =38. Кариотип представляет собой плавно убывающий ряд акроцентрических хромосом Кариотип домовой мыши широко изучен. По нашим данным кариотип домовой мыши иссык-кульской популяции состоит из диплоидного набора хромосом 2n=40. Метафазная пластинка домовой мыши ( Mus musculus ) в норме 2n=40 (Рисунок 3).

Рисунок 3. Кариограмма Mus musculus иссык-кульской популяции

При анализе кариограммы домовой мыши иссык-кульской популяции видно, что ее кариотип состоит из плавно убывающего ряда морфологически одинаковых хромосом-акроцентриков (Таблица 3).

Таблица 3

УСТОЙЧИВОСТЬ КАРИОТИПОВ Mus musculus ИССЫК-КУЛЬСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ

Объекты	2n	NFa	NF M Sm	St A	Половые хромосомы
Mus musculus иссык-кульской популяции (исследованы нами)	40	38	40 — —	— 38	Х(А)4 У(А)
Mus musculus сокулукской популяции (исследованы нами)	40	38	40 — —	— 38	Х(А)4 У(А)
Mus musculus чон-кеминской популяции [5]	40	38	40 — —	— 38	Х(А)4 У(А)
Mus musculus кочкорской популяции [7]	40	38	40 — —	— 38	Х(А)4 У(А)
Mus musculus токтогульской популяции [2]	40	38	40 — —	— 38	Х(А)4 У(А)

По нашим данным диплоидный набор хромосом домовой мыши сокулукской популяции представлен 2n=40, число плеч аутосом NFa=38. Кариотип представляет собой плавно убывающий ряд акроцентрических хромосом. При сравнении кариотипов сокулукской, чуйской, иссык-кульской, токтогульской, и чон-кеминской популяций видно, что они тесно взаимосвязаны со своими абиотическими условиями «пространства жизни». Также хромосомный набор этого вида по морфологической структуре стабилен.

Серый хомячок — Cricetulus migratorius . По данным Ю. Н. Литвинова, Т. А. Дупал, Н. Т. Ержанов и др. изучены 2 самца и 1 самка из окр. Ерментауских гор. Диплоидное число хромосом 2n=22, число плеч хромосом N F ^a =34. Х-хромосома — субметацентрик, Y-хромосома — субметацентрична по форме. По данным Г. А. Шаршеналиевой кариотип серого хомячка чон-кеминской популяции представлен набором хромосом 2n=22, NF=44 [6, 7]. Аутосомы состоят из 5 пар метацентриков, 1 пары субметацентриков и 5 пар субтелоцентриков. Половые хромосомы: XX-крупный и средний метацентрики.

Кариотип серого хомячка сокулукской популяции представлен диплоидным набором хромосом 2n=22. Число плеч хромосом равен NF=44. Аутосомы состоят из 5 пар метацентриков, 1 пара субметацентриков и 5 пар субтелоцентриков. Половые хромосомы не идентифицированы (Рисунок 4).

Рисунок 4. Метафазная пластинка и кариограмма Cricetulus migratorius сокулукской популяции 2n=22, NF=44

Полученные данные сравнили с данными других исследователей. В Таблице 4 показано сравнение наших данных с данными других ученных. При сравнении и анализе данных было установлено, что фактор изоляции влияет на кариотип серого хомячка. Поэтому наблюдается хромосомный пространственно-биотопический полиморфизм по морфологии хромосом.

Таблица 4

СРАВНЕНИЕ КАРИОТИПА Cricetulus migratorius СОКУЛУКСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ

Объекты	2n	NFa	NF	M	Sm	St	A	Половые хромосомы
Cricetulus migratorius сокулукской популяции	22		44	10	2	10	—	выявлены
Cricetulus migratorius кеминской популяции [2, 7]	22		44	10	2	10	—	выявлены
Cricetulus migratorius из окр. Ерментауских гор (Казахстан) [10]	22	34		5	5	—	12	X-Sm(макро)Y-Sm(микро)

Лесная соня — Dryomys nitedula Pallas. Цвет меха на боку оранжево-темный, лоб серовато-коричневый. Нижняя часть тела, подбородок и горло слегка желтоватые с белым окрасом, а от носа к основанию ушей через глаза проходит черная полоса. Хвост покрыт мягкой широкой густой длинной шерстью. Кончик и верхняя часть хвоста темно-коричневого цвета. Волоски на ушах редкие и короткие. Этот грызун обитает в пойменных лесах и кустарниках Иссык-Кульского района. На больших высотах встречается также в сосновых, кустарничково-сосновых биоценозах.

Диплоидное число кариотипа лесной сони иссык-кульской популяции равно 2n=48 (Рисунок 5).

Рисунок 5. Кариограмма лесной сони Dryomys nitedula иссык-кульской популяции

Число плеч аутосом NFa = 90. Хромосомная набор состоит из четырех групп хромосом. Первая группа состоит из 8 пар постепенно уменьшающихся метацентриков. Вторая группа состоит из 9 пар субметацентриков. Третья группа состоит из 5 пар субтелоцентрических хромосом, которые постепенно уменьшаются в размерах. Последняя четвертая группа состоит из 1 пары акроцентрических хромосом.

Женские половые хромосомы состоят из субметацентриков, различающихся по размеру. Сравнивая полученных данных по кариотипам лесной сони иссык-кульской популяции с другими литературными данными, нами было выявлено хромосомный полиморфизм по морфологии хромосом пространственно биотопически изолированных популяций (Таблица 5).

Таблица 5

ПРОСТРАНСТВЕННО-БИОТОПИЧЕСКИЙ ХРОМОСОМНЫЙ ПОЛИМОРФИЗМ КАРИОТИПОВ Dryomys nitedula ИССЫК-КУЛЬСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ

Объекты	2n	NFa	NF	M	Sm	St	A	Половые хромосомы
Dryomys nitedula иссык-кульской популяции (исследованы нами)	♀	48	90	16	18	10	2	Х(Sm), Х(Sm)
Dryomys nitedula чон-кеминской популяции [7]	♀	48	90	16	18	10	2	Х(Sm), Х(Sm)
Dryomys nitedula сары-челекской популяции	♂	48	90	14	20	10	2	Х(M), Y(Sm)
Dryomys nitedula кадам-жайской популяции [2]	♂	48	90	18	20	6	2	Х(St), Y(A)

Впервые изучен своеобразие кариотипов следующих мелких грызунов Иссык-Кульского и Сокулукского районов: выявлен пространственно-биотопический хромосомный полиморфизм кариотипов лесной мыши, лесной сони, серого хомячка,

При сравнении кариотипов тамарисковой песчанки и домовой мыши кариотипами других популяций видно, что хромосомный набор этих видов по морфологической структуре стабилен.