Комплексный краниологический анализ географически удаленных популяций ондатры (Ondatra zibethicus Linnaeus, 1766)

Автор: Чуева Анна Викторовна, Гелашвили Давид Бежанович, Якимов Василий Николаевич, Брагазин Александр Андреевич, Муханов Алексей Валерьевич

Журнал: Принципы экологии @ecopri

Рубрика: Оригинальные исследования

Статья в выпуске: 1 (35), 2020 года.

Бесплатный доступ

В настоящей работе проведен комплексный краниологический анализ двух географически удаленных популяций ондатры (Ondatra zibethicus Linnaeus, 1766), включающий стандартный анализ на основе промеров черепов и анализ формы черепов методами геометрической морфометрии. Материалом исследования являлись выборки черепов ондатры двух географических популяций, удаленных друг от друга более чем на 2000 км: окрестности д. Аристово Семеновского района Нижегородской области и долины р. Или Балхашского района Казахстана. Стандартный краниометрический анализ нижегородской и казахстанской выборок, проведенный с помощью двухфакторного дисперсионного анализа, выявил межпопуляционные отличия только по одному из восьми промеров (длине резцового отверстия). В свою очередь, анализ формы черепов, проведенный методами геометрической морфометрии на основе цифровых 3D-моделей, показал наличие межпопуляционных различий симметричной компоненты формы. Анализ асимметричной компоненты формы черепа выявил наличие как флуктуирующей, так и направленной асимметрии, при этом флуктуирующая асимметрия по величине примерно в 10 раз выше направленной. Отдельный прокрустов дисперсионный анализ на основе асимметричной компоненты формы черепа ондатры был проведен для выявления межпопуляционных отличий. Было установлено, что направленная асимметрия, в отличие от флуктуирующей, характеризуется межпопуляционной спецификой, т. е. черепа ондатры в разных популяциях по-разному отклоняются от строгой билатеральной симметрии. На данном этапе исследований невозможно выяснить, имеет ли эта специфика адаптивное значение либо является результатом изоляции и генетико-автоматических процессов. Полученные результаты дополняют картину процессов морфологической адаптации в популяциях ондатры как вида-вселенца.

Еще

Цифровая 3d-модель черепа, геометрическая морфометрия, флуктуирующая асимметрия, нижегородское поволжье, южный казахстан

Короткий адрес: https://sciup.org/147231284

IDR: 147231284   |   УДК: 599.323.43

Сomprehensive craniological analysis of geographically remote muskrat populations (Ondatra zibethicus Linnaeus, 1766)

In this article, a comprehensive craniological analysis of two geographically remote muskrat populations (Ondatra zibethicus Linnaeus, 1766) was carried out. The research material was samples of muskrat skulls from two geographical populations more than 2000 km away from each other: the vicinity of the village of Aristovo, Semenovsky district, Nizhny Novgorod region and the valley of the Ili River, Balkhash district of the Republic of Kazakhstan. A standard craniometric analysis of the samples from Nizhny Novgorod and Kazakhstan revealed inter-population differences in only one of eight linear measurements (the length of the incisive foramen). The analysis of skull shape based on digital 3D-models revealed inter-population differences in the symmetric component of the form. The analysis of the asymmetric component of the skull form revealed the presence of both fluctuating and directional asymmetry. At the same time the fluctuating asymmetry is about 10 times higher than the directional one. Procrustes ANOVA based on the asymmetric component of muskrat skull shape revealed that that directional asymmetry, in contrast to fluctuating asymmetry, is characterized by inter-population specificity, that is, muskrat skulls in different populations deviate differently from strict bilateral symmetry. At this stage of research, it is impossible to find out whether this specificity has an adaptive value or is the result of isolation and genetic-automatic processes. The obtained results complement our understanding of the processes of morphological adaptation in muskrat populations as an introduced species.

Еще

Список литературы Комплексный краниологический анализ географически удаленных популяций ондатры (Ondatra zibethicus Linnaeus, 1766)

  • Аверьянов А. О., Лопатин А. В. Филогения трикодонтов и симметродонтов и происхождение современных млекопитающих // Доклады Академии наук. 2011. Т. 436. № 2. С. 276-279.
  • Амшокова А. Х. Изменчивость краниометрических признаков малой лесной мыши (Sylvaemus uralensis Pall.) на разных уровнях в условиях Центрального Кавказа // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. 2010. № 3-1. С. 126-133.
  • Барышников Г. Ф., Пузаченко А. Ю. Краниометрическое разнообразие островных популяций бурого медведя (Ursus arctos, Carnivora) с Хоккайдо, Сахалина и Южных Курил // Труды Зоологического института РАН. 2009. Т. 313. № 2. С. 119-142.
  • Барышников Г. Ф., Пузаченко А. Ю. Краниометрическая изменчивость речной выдры (Lutra lutra: Carnivora: Mustelidae) в Северной Евразии // Труды Зоологического института РАН. 2012. Т. 316. № 3. С. 203-222.
  • Бобров В. В. Виды-вселенцы млекопитающих в России (обзор исследований) // Социально-экологические технологии. 2015. № 1-2. С.21-30.
  • Боронецкая О. И., Никифоров А. И., Чикурова Е. А. Государственный музей животноводства имени Е. Ф. Лискуна - центр краниологических исследований // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2017. № 3. С. 70-83.
  • Васильев А. Г., Большаков В. Н., Малафеев Ю. М., Валяева Е. А. Эволюционно-экологические процессы в популяциях ондатры при акклиматизации в условиях севера // Экология. 1999. № 6. С. 433-441.
  • Васильев А. Г., Большаков В. Н., Синева Н. В. Отдаленные морфогенетические последствия акклиматизации ондатры в Западной Сибири // Доклады Академии наук. 2014. Т. 455. № 4. С. 478-480.
  • Васильев А. Г., Большаков В. Н., Васильева И. А., Синева Н. В. Последствия интродукции ондатры в Западной Сибири: морфофункциональный аспект // Российский журнал биологических инвазий. 2016. № 4. С. 2-13.
  • Васильева И. А., Васильев А. Г., Большаков В. Н. Морфологическая дивергенция скальных полевок подрода Aschizomys (Rodentia, Cricetidae) // Зоологические исследования / Под ред. И. Я. Павлинова, М. В. Калякина. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2008. С. 210-255.
  • Гелашвили Д. Б., Чупрунов Е. В., Сомов Н. В., Марычев М. О., Нижегородцев А. А., Маркелов И. Н.,
  • Якимов В. Н. Псевдосимметрия в живой природе: Монография / Под общ. ред. проф. Д. Б. Гелашвили и проф. Е. В. Чупрунова. Н. Новгород: Изд-во ННГУ, 2016. 363 с.
  • Гелашвили Д. Б., Чупрунов Е. В., Сомов Н. В., Марычев М. О., Нижегородцев А. А., Маркелов И. Н., Якимов В. Н. Теоретико-групповой анализ преобразований симметрии на примере некоторых гидробионтов // Журнал общей биологии. 2018. Т. 79. № 3. С. 169-182.
  • Дгебуадзе Ю. Ю. Чужеродные виды в голарктике: некоторые результаты и перспективы исследований // Российский журнал биологических инвазий. 2014. № 1. С. 2-8.
  • Захаров В. М. Онтогенез и популяция (стабильность развития и популяционная изменчивость) // Экология. 2001. № 3. С. 177-191.
  • Захаров В. М., Жданова Н. П., Кирик Е. Ф., Шкиль Ф. Н. Онтогенез и популяция: оценка стабильности развития в природных популяциях // Онтогенез. 2001. Т. 32. № 6. С. 404-421.
  • Карасева Е. В., Телицына А. Ю., Жигальский О. А. Методы изучения грызунов в полевых условиях . М.: Изд-во ЛКИ, 2008. 416 с.
  • Кораблёв М. П., Кораблёв Н. П., Кораблёв П. Н. Морфо-фенетический анализ популяций американской норки (Neovison vison) Каспийско-Балтийского водораздела // Российский журнал биологических инвазий. 2012. № 4. С. 36-56.
  • Кораблёв Н. П., Кораблёв М. П., Кораблёв П. Н., Туманов И. Л. Факторы морфологического разнообразия краниометрических признаков американской норки (Neovison vison) // Российский журнал биологических инвазий. 2014. № 4. С. 30-54.
  • Лебедев В. С., Лисовский А. А. Географическая изменчивость метрических признаков черепа и таксономическая структура хомячков Cricetulus группы Barabensis (Rodentia, Cricetidae) // Зоологический журнал. 2008. Т. 87. № 3. С. 361-374.
  • Олейников А. Ю. Размещение аборигенных и интродуцированных полуводных млекопитающих на Сихотэ-Алине // Российский журнал биологических инвазий. 2013. № 2. С. 35-50.
  • Ондатра: морфология, систематика, экология . М.: Наука, 1993. 542 с.
  • Павлинов И. Я., Нанова О. Г., Спасская Н. Н. К изучению морфологического разнообразия размерных признаков черепа млекопитающих. 1. Соотношение разных форм групповой изменчивости // Журнал общей биологии. 2008. Т. 69. № 5. С. 344-354.
  • Поздняков А. А. Морфологическая изменчивость животных (методы, результаты изучения на примере разных таксонов) // Сообщества и популяции животных: экологический и морфологический анализ. Новосибирск; М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. С. 133-157.
  • Пузаченко А. Ю. Инварианты и динамика морфологического разнообразия (на примере черепа млекопитающих) : Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. М., 2013. 48 с.
  • Пузаченко А. Ю. Количественные закономерности морфологического разнообразия черепа млекопитающих // Сборник трудов Зоологического музея МГУ им. М. В. Ломоносова. 2016. Т. 54. С. 229-268.
  • Хляп Л. А., Бобров В. В., Варшавский А. А. Биологические инвазии на территории России: млекопитающие // Российский журнал биологических инвазий. 2008. № 2. С. 78-96.
  • Чащухин В. А. Ондатра: причины и следствия биологической инвазии . М.: Т-во научных изданий КМК, 2007. 133 с.
  • Adams D. C., Otarola-Castillo E. Geomorph: an R package for the collection and analysis of geometric morphometric shape data // Methods in Ecology and Evolution. 2013. Vol. 4. Issue 4. P. 393-399. DOI: 10.1111/2041-210X.12035
  • Adams D. C., Collyer M. L., Kaliontzopoulou A., Sherratt E. Geomorph: Software for geometric morphometric analyses. R package version 0.5. 2017. P. 1-139. URL: https://cran.r-project.org/ package=geomorph.
  • Badyaev A. V., Foresman K. R. Extreme environmental change and evolution: stress-induced morphological variation is strongly concordant with patterns of evolutionary divergence in shrew mandibles // Proc. R. Soc. Lond. 2000. Issue 267. P. 371-377.
  • Cox P. G., Kirkham J., Herre A. Masticatory biomechanics of the Laotian rock rat, Laonastes aenigmamus, and the function of the zygomaticomandibularis muscle // PeerJ. 1: e160. 2013. DOI: 10.7717/ peerj.160
  • Ge D., Yao L., Xia L., Zhang Z., Yang Q. Geometric morphometric analysis of skull morphology reveals loss of phylogenetic signal at the generic level in extant lagomorphs (Mammalia: Lagomorpha) // Contributions to Zoology. 2015. Vol. 84 (4). P. 267-284.
  • Good P. Permutation, parametric and bootstrap tests of hypotheses. N.Y.: Springer, 2005. 315 p.
  • Klingenberg C. P. A combined morphometric and phylogenetic analysis of an ecomorphological trend: pelagization in Antarctic fishes (Perciformes: Nototheniidae) // Biological Journal of the Linnean Society. 1996. Issue 59. P. 143-177.
  • Klingenberg C. P. Morphological Integration and developmental modularity // Annu. Rev. Ecol. Evol. Syst. 2008. Issue 39. P. 115-132.
  • Klingenberg C. P., McIntyre G. S. Geometric morphometrics of developmental instability: Analyzing patterns of fluctuating asymmetry with procrustes methods // Evolution. 1998. Vol. 52. Issue 5. P. 1363-1375.
  • Klingenberg C. P., Barluenga M., Meyer A. Shape analysis of symmetric structures: Quantifying variation among individuals and asymmetry // Evolution. 2002. Vol. 56. Issue 10. P. 1909-1920.
  • Lalis A., Evin A., Denys C. Morphological identification of sibling species: the case of West African Mastomys (Rodentia: Muridae) in sympatry // C. R. Biologies. 2009. Vol. 332. P. 480-488.
  • Maga A. M., Navarro N., Cunningham M. L., Cox T. C. Quantitative trait loci affecting the 3D skull shape and size in mouse and prioritization of candidate genes in-silico // Frontiers in Physiology. 2015. Vol. 6. Article 92. DOI: 10.3389/fphys.2015.00092
  • Stevens R. D., Willing M. R. Community structure, abundance, and morphology // OIKOS. 2000. Vol. 88. P. 48-56.
  • Quintela F. M., Fornel R., Freitas T. R. O. Geographic variation in skull shape of the water rat Scapteromys tumidus (Cricetidae, Sigmodontinae): isolation-by-distance plus environmental and geographic barrier effects? // Anais da Academia Brasileira de Ciê. 2016. Vol. 88 (1 Suppl.). P. 451-466. DOI: 10.1590/0001-3765201620140631
  • Zelditch M. L., Swiderski D. L., Sheets H. D., & Fink W. L. Introduction // Geometric Morphometrics for Biologists. 2004. P. 1-20.
Еще