Morphological, ecological and genetic characteristics of the sandy sculpin (Leocottus kesslerii, Cottidae) from the lakes Baikal, Arakhlei and Gusinoe, Transbaikalia

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Studies on local forms of the Sandy sculpin, Leocottus kesslerii, in the lakes Baikal, Arakhlei and Gusinoye show that the differences between lake forms in terms of external morphology lie in the head length to width ratio. In the Baikal form, the head is wider than long, vs the opposite in both Apakhlei and Gusinoe forms. In the Baikal and Gusinoe forms, there is a gap between the dorsal fins, a gap being absent from the Arakhlei form and the dorsal fins are in touch with each other. In the Arakhlei form, the anal fin is long (37.4–43%, on average 39.3% SL). In the Baikal form, the length of the A base reaches 32.9% SL (29.0–34.5%). In the Baikal and Arakhlei forms, small and sparse bone prickles are present on the body, these being large and dense in the Gusinoe form. The differences identified show a low level of morphological isolation of the forms. More significant differences are established in ecological features: growth rate, food spectrum, reproductive characteristics, and fecundity values. The differences in ecological features are due to the adaptation of the Sandy sculpin forms to specific conditions of the lakes they inhabit. Studies on genetic differentiation were carried out using the control region (CR) of mtDNA. The study forms of the Sandy sculpin revealed weak genetic isolation. The p-distances between the L. kesslerii forms averaged from 0.33 ± 0.12 to 0.51 ± 0.24%. Such low values of genetic distances clearly lie within the limits of intraspecific variability. The data obtained on the morphological, ecological and genetic differentiation of lake forms of the Sandy sculpin show that fish from the lakes Baikal, Arakhlei and Gusinoe belong to the same nominative subspecies, Leocottus kesslerii kesslerii.

Негізгі сөздер

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

О. Rusinek

Baikal Museum, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: vsideleva@gmail.com
Ресей, Listvyanka, Irkutsk Region

I. Mikheev

Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: vsideleva@gmail.com
Ресей, Chita

N. Annenkova

Zoological Institute, Russian Academy of Sciences; Institute of Cytology, Russian Academy of Sciences

Email: vsideleva@gmail.com
Ресей, St. Petersburg; St. Petersburg

А. Sukhanov

Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: vsideleva@gmail.com
Ресей, Chita

V. Sideleva

Zoological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: vsideleva@gmail.com
Ресей, St. Petersburg

Әдебиет тізімі

  1. Базикалова А.Я., Вилисова И.К., 1959. Питание бентосоядных рыб Малого моря // Труды Байкальской лимнологической станции АН СССР. Т. 17. С. 106–138.
  2. Базова Н.В., 2004. Пространственно-временное распределение зообентоса р. Селенга и оз. Гусиное. Автореф. дис. … канд. биол. наук. Улан-Удэ. 21 с.
  3. Гордеева Н.В., Карманова О.Г., Шитова М.В., 2008. Генетическая и морфоэкологическая характеристика пеляди Coregonus pelad, акклиматизированной в озерах Тувы // Вопросы ихтиологии. Т. 48. № 5. С. 601–610.
  4. Горлачева Е.П., 2013. Арахлейская песчаная широколобка (Leocottus kesslerii arachlensis Tarchova, 1962) // Ивано-Арахлейские озера на рубеже веков (состояние и динамика). Новосибирск: Наука. С. 238–241.
  5. Дорофеева Е.А., 2008. Морфологические особенности озерных форм лососевых рыб родов Salmo и Oncorhynchus (Pisces: Salmonidae) // Труды Зоологического института РАН. Т. 312. № 1/2. С. 114– 126.
  6. Ильмаст Н.В., Савосин Д.С., Кучко Я.А., 2015. Питание рыб. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ. 17 с.
  7. Карасев Г.Л., 1987. Рыбы Забайкалья. Новосибирск: Наука. 296 с.
  8. Коряков Е.А., 1972. Пелагические бычковые Байкала. М.: Наука. 156 с.
  9. Кузьмич В.Н., 1963. Некоторые материалы по питанию песчаной широколобки в озере Арахлей в летний период // Ученые записки ЧГПИ. № 10. С. 98–99.
  10. Ламакин В.В., 1961. Старинная рукописная карта Селенги и Гусиного озера и история вопроса о его происхождении // История геолого-географических наук. Вып. 2. С. 277–289.
  11. Логачев Н.А., Шерман С.И., 1976. Основные проблемы рифтогенеза // Геотектоника. № 3. С. 124–126.
  12. Матафонов П.В., 2023. Таксономический состав и разнообразие бентосных беспозвоночных озера Арейского // Амурский зоологический журнал. Т. 16. № 3. С. 533–548.
  13. Мина М.В., 1967. Отолит как регистрирующая структура. М.: Изд-во МГУ. 13 с.
  14. Петлина А.П., 1987. Определение плодовитости и стадий зрелости рыб. Томск: Изд-во Томского государственного университета. 109 с.
  15. Попков В.К., Попков А.И. Рузанова Л.А., 2008. Особенности экологии леща Aramis brama (L.) и последствия его акклиматизации в бассейне Средней Оби // Вестник Томского государственного университета. № 306. C. 154–157.
  16. Птицын А.Б., Чу Г., Дарьин А.В., Замана Л.В., Калугин И.А., Решетова С.А., 2014. Скорость седиментогенеза в озере Арахлей по радиогеохимическим и палинологическим данным (Центральное Забайкалье) // Геология и геофизика. Т. 55. № 3. С. 473– 480.
  17. Северцов А., 1941. Динамика населения и приспособительная эволюция животных. М.-Л.: Наука. 316 с.
  18. Талиев Д.Н., 1955. Бычки-подкаменщики Байкала (Cottoidei). М.-Л.: Изд-во АН СССР. 602 с.
  19. Тархова Ю.Н., 1962. Материалы по внутренней изменчивости песчаной широколобки // Краткие сообщения Бурятского комплексного научно-исследовательского института. Серия биологическая. Улан-Удэ. Вып. 3. С. 101–115.
  20. Толмачева Ю.П., 2008. Сравнительная характеристика питания трех видов Cottoidei в литорали Южного Байкала (мыс Березовый) // Вопросы ихтиологии. Т. 48. № 4. С. 501–506.
  21. Тяптиргянов М.М., 2002. Биологическое разнообразие и его роль в сохранении культуры северных регионов России. М.: Экономика и информатика. 167 с.
  22. Черняев Ж.А., 1977. Морфоэкологические особенности размножения и развития песчаной широколобки оз. Байкал Paracottus (Leocottus) kessleri (Dyb.) // Вопросы ихтиологии. Т. 17. № 6. С. 1055–1070.
  23. Clement M., Snell, Q., Walker P., Posada D., Crandall K., 2002. TCS: Estimating gene genealogies // Parallel and Distributed Processing Symposium, International Proceedings. V. 2. P. 184.
  24. https://doi.org/10.1109/IPDPS.2002.1016585
  25. Dybowski B., 1874. Die Fische des Baical-Wassersystemes // Verhandlungen der K.-K. zoologisch-botanischen Gesellschaft in Wien. V. 24. № 3–4. S. 383– 394.
  26. Grachev M.A., Slobodyanyuk S. Ya., Kholodilov N.G., Fyodorov S.P., Belikov S.I., et al., 1992. Comparative study of two protein-coding regions of mitochondrial DNA from endemic sculpins (Cottidae) of Lake Baikal // Journal of Molecular Evolution. V. 34. № 1. P. 85–90.
  27. Kearse M., Moir R., Wilson A., Stones-Havas S., Cheung M., Sturrock S., et al., 2012. Geneious Basic: an integrated and extendable desktop software platform for the organization and analysis of sequence data // Bioinformatics. V. 28. № 12. P. 1647–1649.
  28. Kocher T.D., Thomas W.K., Meyer A., Edwards S.V., Pääbo S., et al., 1989. Dynamics of mitochondrial DNA evolution in animals: amplification and sequencing with conserved primers // Proceedings of the National Academy of Sciences. V. 86. № 16. P. 6196–6200.
  29. Kontula T., Kirilchik S.V., Väinölä R., 2003. Endemic diversification of the monophyletic cottoid fish species flock in Lake Baikal explored with mtDNA sequencing // Molecular Phylogeneics and Evolution. V. 27. P. 143–155.
  30. Kottelat M., 2006. Fishes of Mongolia. A check-list of the fishes known to occur in Mongolia with comments on systematics and nomenclature. Washington, DC: The World Bank. 103 p.
  31. Kumar S., Stecher G., Li M., Knyaz C., Tamura K., 2018. MEGA X: molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms // Molecular Biology and Evolution. 35 (6): 1547–1549.
  32. https://doi.org/10.1093/molbev/msy096
  33. Munehara М., Sideleva V.G., Goto A., 2002. Intra- and interspecific competition between two Baikal sculpins for spawning resources // Journal of Fish Biology. V. 60. P. 981–988.
  34. Rozas J., Ferrer-Mata A., Sánchez-DelBarrio J.C., Guirao-Rico S., Librado P., Ramos-Onsins S.E., Sánchez-Gracia A., 2017. DnaSP 6: DNA sequence polymorphism analysis of large data sets // Molecular Biology and Evolution. V. 34. № 12. P. 3299–3302.
  35. Sideleva V.G., Kesminas V., Zhidkov Z.V., 2022. A new species of the genus Cottus (Scorpaeniformes, Cottidae) from the Baltic Sea Basin and its phylogenetic placement // European Journal of Taxonomy. V. 834. P. 38–57.
  36. Sideleva V.G., 2001. List of the fishes from Lake Baikal with descriptions new taxa of cottoid fishes. New contributions to freshwater fish research // Proceedings of the Zoological Institute RAS. V. 287. P. 45–79.
  37. Turgeon J., Reid S.M., Bourret A., Pratt T.C., Reist J.D., Muir A.M., Howland K.L., 2016. Morphological and genetic variation in cisco (Coregonus artedi) and shortjaw cisco (C. zenithicus): multiple origins of shortjaw cisco in inland lakes require a lake-specific conservation approach // Conservation Genetics. V. 17. P. 45–56.
  38. Vila-Gispert A., Fox M.G., Zamora L., Moreno-Amich R., 2007. Morphological variation in pumpkinseed Lepomis gibbosus introduced into Iberian lakes and reservoirs; adaptations to habitat type and diet? // Journal of Fish Biology. V. 71. P. 163–181.
  39. Xie J.Y., 2012. Genetic and Morphological Variation of Three Freshwater Lake рopulations of Coilia ectenes (Engraulidae) // Russian Journal of Genetics. V. 48. № 10. P. 1029–1034.
  40. Yokoyama R., Goto A., 2005. Evolutionary history of freshwater sculpins, genus Cottus (Teleostei: Cottidae) and related taxa, as inferred from mitochondrial DNA phylogeny // Molecular Phylogenetic and Evolution. V. 36. P. 654–668.
  41. Yokoyama R., Sideleva V.G., Shedko S.V., Goto A., 2008. Broad-scale phylogeography of the Palearctic freshwater fish Cottus poecilopus complex (Pisces: Cottidae) // Molecular Phylogenetics and Evolution. V. 48. № 3. P. 244–1251.
  42. Zinov’ev E.A. 2005. Ecotypes in graylings (Thymallidae, Salmoniformes) // Russian Journal of Ecology. V. 36. № 5. Р. 349–353.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Map showing the locations of catches of sand sculpin in lakes: 1 – Baikal, 2 – Arakhley, 3 – Gusinoe.

Жүктеу (333KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Сottus kesslerii Dybowsky (modern name Leocottus kesslerii) – syntype (BMNH 1897.7.5.5), Lake Baikal. A – general view, photograph; B – axial skeleton, radiograph.

Жүктеу (331KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Paracottus (Leocottus) kessleri arachlensis Tarchova 1962 (modern name Leocottus kesslerii) – neotype (ZIN34220), Lake Arakhley, western shore, mouth of the Sennaya River. A – general view, photograph; B – axial skeleton, radiograph.

Жүктеу (295KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Paracottus (Leocottus) kessleri gussinensis Tarchova 1962 (modern name Leocottus kesslerii) – lectotype (ZIN52232), Gusinoe Ozero. A – general view, photograph; B – axial skeleton, radiograph.

Жүктеу (290KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Haplotype network of the mtDNA control region (CR) for L. kesslerii from lakes Baikal, Arakhley and Gusinoe.

Жүктеу (74KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Phylogenetic tree of CR mtDNA sequences constructed by the maximum likelihood method. Bootstrap supports greater than 50% are shown. DNA sequences for L. kesslerii haplotypes found in different lakes are included in the analysis.

Жүктеу (290KB)
Метадеректер
8. Fig. 7. Tomograms of the head of L. kesslerii individuals from three lakes: A – Baikal, B – Arakhley, C – Gusinoe. Bone designations (according to: Yabe, 1985): pm – premaxillary bone, acp – ascending process of the premaxillary bone, n – nasal bone, hm – hyomandibula.

Жүктеу (195KB)
Метадеректер
9. Fig. 8. Spectrum of food items consumed by different forms of L. kesslerii from Lakes Baikal, Arakhley and Gusinoe in summer (as a percentage of food weight). The dots indicate the items consumed by the sand sculpin in all the lakes studied.

Жүктеу (176KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024