Фенотипическая структура популяций Pelophylax esculentus complex в условиях урбанизированных ландшафтов юга Среднерусской возвышенности 

Анатолий Сергеевич Бархатов, аспирант, младший научный сотрудник, Научно-исследовательский центр геномной селекции, Белгородский государственный национальный исследовательский университет (Россия, г. Белгород, ул. Победы, 85), E-mail: barkhatov@bsu.edu.ru
Эдуард Анатольевич Снегин, доктор биологических наук, профессор, директор Научно-исследовательского центра геномной селекции, Белгородский государственный национальный исследовательский университет (Россия, г. Белгород, ул. Победы, 85), E-mail: snegin@bsu.edu.ru 

575.174.015.3 

DOI

10.21685/2307-9150-2021-3-7 

Актуальность и цели. Морфологические признаки являются одними из важнейших маркеров для биоиндикации. Среди них особое место занимает полиморфизм фенотипических признаков. У бесхвостых земноводных широко распространена изменчивость окраски спины: наличие или отсутствие светлой дорсомедиальной полосы или темных пятен. При этом известно, что на импактных территориях происходит изменение фенотипического состава. Цель нашего исследования заключалась в анализе фенотипической структуры популяций Pelophylax esculentus complex в условиях урбанизированных ландшафтов юга Среднерусской возвышенности. Материалы и методы. Изучено 748 особей из 35 пунктов на территории юга Среднерусской возвышенности, точки сбора отличались степенью антропогенной нагрузки. Вариации окраски спины анализировали по общепринятой градации. Анализ разнообразия морф проводили по показателям, предложенным Л. А. Животовским. Результаты. Зарегистрированы четыре основные морфы Maculata (M), Striata (S), Punctata (P), Burnsi (B), а также их сочетания SM, SP и SMP. Наибольшее фенотипическое разнообразие было отмечено в естественных или мало нарушенных биотопах «Сазон» (6,815 ± 0,251), «Айдар» (6,527 ± 0,306), «Голубой Дунай» (6,43 ± 0,418), а в условиях антропогенного прессинга наблюдается увеличение доли редких морф. Анализ главных компонент продемонстрировал фенотипическую схожесть большинства популяций, при этом были выявлены уникальные группы, которые обитают как на импактных территориях, так и в естественных биотопах. Данный факт может свидетельствовать об эффективных компенсаторных реакциях популяций зеленых лягушек на территории исследования в ответ на антропогенный прессинг. Выводы. Полученные результаты подтверждают данные предыдущих исследований фенотипического полиморфизма зеленых лягушек, согласно которым в условиях антропогенной нагрузки наблюдается снижение фенотипического разнообразия и возрастание доли редких морф. Кроме того, в ряде популяций, как на урбанизированных, так и в относительно чистых биотопах отмечаются уникальные сочетания частот фенотипов, что свидетельствует об активной адаптации лягушек к меняющимся условиям среды. 

Ключевые слова

юг Среднерусской возвышенности, Pelophylax esculentus complex, популяционная структура 

 Скачать статью в формате PDF

1. Лада Г. А. Бесхвостые земноводные (Anura) Русской равнины: изменчивость, видообразование, ареалы, проблемы охраны : автореф. дис. … д-ра биол. наук. Казань, 2012. 48 с.
2. Zhelev Z. M., Arnaudova D. N., Popgeorgiev G. S., Tsonev S. V. In situ assessment of health status and heavy metal bioaccumulation of adult Pelophylax ridibundus (Anura: Ranidae) individuals inhabiting polluted area in southern Bulgaria // Ecological Indicators. 2020. Vol. 115. P. 1–15. doi:10.1016/j.ecolind.2020.106413
3. Рыжов М. К. Земноводные и пресмыкающиеся Республики Мордовия: распространение, распределение, трофические связи и состояние охраны : автореф. дис. … канд. биол. наук. Тольятти, 2007. 19 с.
4. Спирина Е. В. Амфибии как биоиндикационная тест-система для экологической оценки водной среды обитания : автореф. дис. … канд. биол. наук. Ульяновск, 2007. 22 с.
5. Кузовенко А. Е. Эколого-фаунистическая характеристика амфибий урбанизированных территорий Самарской области : автореф. дис. … канд. биол. наук. Тольятти, 2018. 19 с.
6. Пескова Т. Ю. Структура популяций земноводных как биоиндикатор антропогенного загрязнения среды. М. : Наука, 2002. 132 с.
7. Вершинин В. Л. Экологические особенности популяций амфибий урбанизированных территорий : автореф. дис. … д-ра биол. наук. Екатеринбург, 1997. 47 с.
8. Зарипова Ф. Ф., Юмагулова Г. Р., Файзулин А. И. Характеристика состояния популяции озерной лягушки Rana ridibunda Pallas, 1771 (Anura, Amphibia) в Республике Башкортостан по полиморфизму рисунка окраски спины // Известия научно-го центра Российской академии наук. 2009. Т. 11, № 1. С. 78–82.
9. Вершинин В. Л. Морфа Striata и ее роль в путях адаптациогенеза рода Rana в современной биосфере // Доклады академии наук. 2004. Т. 396, № 2. С. 280–282.
10. Замалетдинов Р. И. Фенотипическая структура популяций зеленых лягушек на урбанизированных территориях // Поволжский экологический журнал. 2002. № 2. С. 163–165.
11. Никашин И. А. Эколого-морфологические признаки популяций озерной лягушки (Rana ridibunda Pall.) как средство оценки антропогенного воздействия на водные экосистемы (на примере Липецкой области) : автореф. дис. … канд. биол. наук. Липецк, 2007. 17 с.
12. Berger L. Morphology of the F1 generation of various crosses within Rana esculenta – complex // Acta Zoologica Cracoviensia. 1968. Vol. 13. P. 301–324.
13. Tunner H. G. Die klonale Struktur einer Wasserfroschpopulation // Zeitschrift für zoologische Systematik und Evolutionsforschung. 1974. № 12. P. 309–314. doi:10.1111/ j.1439-0469.1974.tb00173.x
14. Akin C., Bilgin C. C., Beerli P. [et al.]. Phylogeographic patterns of genetic diversity in eastern Mediterranean water frogs were determined by geological processes and climate change in the Late Cenozoic // Journal of Biogeography. 2010. Vol. 37, № 11. P. 2111–2124. doi:10.1111/j.1365-2699.2010.02368.x
15. Plötner J. Die westpaläarktischen Wasserfrösche: von Märtyrern der Wissenschaft zur biologischen Sensation. Bielefeld : Laurenti, 2005. 160 p.
16. Лада Г. А. Среднеевропейские зеленые лягушки (гибридогенный комплекс Rana esculenta): введение в проблему // Флора и фауна Черноземья. Тамбов, 1995. С. 88–109.
17. Иванов А. Ю. Молекулярно-генетические и экологические особенности распространения криптических форм озерной лягушки в восточной части ареала : дис. … канд. биол. наук. Пенза, 2019. 137 с.
18. Ivanov A. Yu., Ruchin A. B., Fayzulin A. I. [et al.]. The first record of natural transfer of mitochondrial DNA from Pelophylax cf. bedriagae into P. lessonae (Amphibia, Anura) // Nature Conservation Research. Заповедная наука. 2019. T. 4, № 2. P. 125–128. doi:10.24189/ncr.2019.020
19. Замалетдинов Р. И. Экология земноводных в условиях большого города (на примере г. Казани) : автореф. дис. … канд. биол. наук. Казань, 2003. 24 с.
20. Боркин Л. Я., Тихенко Н. Д. Некоторые аспекты морфологической изменчивости, полиморфизма окраски, роста, структуры популяции и суточной активности Rana esculenta на северной границе ареала // Экология и систематика амфибий и рептилий. 1979. Т. 89. С. 18–54.
21. Лада Г. А., Соколов А. С. Методы исследования земноводных : метод. пособие. Тамбов, 1999. 75 с.
22. Животовский Л. А. Показатель сходства популяций по полиморфным признакам // Журнал общей биологии. 1979. Т. 40, № 4. С. 587–602.
23. Животовский Л. А. Популяционная биометрия. М. : Наука, 1991. 276 с.
24. Бархатов А. С., Снегин Э. А., Юсупов С. Р. Генетическая структура популяций комплекса зеленые лягушки (Pelophylax esculentus complex) на территории юга Среднерусской возвышенности // Экологическая генетика. 2021. Т. 19, № 2. doi:10.17816/ecogen48555
25. Вершинин В. Л. Биота урбанизированных территорий. Екатеринбург, 2007. 73 с.
26. Файзулин А. И., Кузовенко А. Е. Использование амфибий в мониторинге состояния окружающей среды в условиях Самарской области: фенетическая структура популяций // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14, № 1. С. 829–833.
27. Файзулин А. И., Зарипова Ф. Ф., Хусаинова И. М. Особенности полиморфизма по признаку striata в популяциях озерной лягушки Rana ridibunda Pallas, 1771 (Anura, Amphibia) Республики Башкортостан // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15, № 3. С. 452–458.
28. Кузовенко А. Е. Эколого-фаунистическая характеристика амфибий урбанизированных территорий Самарской области : дис. … канд. биол. наук. Тольятти, 2018. 211 с.
29. Лебединский А. А. Об адаптациях амфибий к условиям урбанизированной территории // Проблемы региональной экологии животных : тез. докл. Всерос. конф. зоологов пединститутов. Витебск, 1984. С. 106.
30. Лебединский А. А., Поморина Е. Н. Некоторые особенности популяции травяной лягушки в связи с ее обитанием на урбанизированной территории // Вестник Нижегородского университета имени Н. И. Лобачевского. 2008. № 2. С. 91–95.
31. Лада Г. А. О генетическом полиморфизме озерной лягушки (Rana ridibunda) в Центральном Черноземье // Фенетика природных популяций : материалы IV Всерос. совещ. М., 1990. С. 151–152.
32. Шабанов Д. А., Литвинчук С. Н. Зеленые лягушки: жизнь без правил или особый способ эволюции? // Природа. 2010. № 3. C. 29–36.