Дрогваленко М. О. Різноманіття складу геміклональних популяційних систем Pelophylax esculentus complex в Україні та чинники, що підтримують їхню стійкість

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0824U003572

Здобувач

Спеціальність

  • 091 - Біологія

13-02-2024

Спеціалізована вчена рада

PhD 3852

Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна

Анотація

Дисертаційне робота присвячена дослідженню внутрішньо-популяційних процесів геміклональних популяційних систем зелених жаб Pelophylax esculentus complex України, а саме їхнього складу, онтогенетичних особливостей різних генетичних форм зелених жаб, а також характеру добору серед потомства як одного з механізмів, що підтримують стале існування таких систем, та його взаємозв’язку з генетичним різноманіттям геномів. Робота була здійснена з використанням матеріалу, що включав в себе колекції та базу даних лабораторії Популяційної екології амфібій (ХНУ імені В.Н. Каразіна, кафедра Зоології та Екології тварин) та Музею Природи ХНУ імені В.Н. Каразіна, дані з персонально проведених експедиційних досліджень, а також матеріалу, отриманого шляхом експериментальних лабораторних схрещувань зелених жаб, відловлених у природних ГПС. Дослідження різноманіття складу ГПС України виявило розповсюдження L-E, R-E, L-E-R типів ГПС на території України, без ознак присутності систем E- типу. Вперше описано склад геміклональних систем території Чорнобильської Зони відчуження, РЛП «Сеймського», уточнено склад ГПС басейнів річок Сіверський Донець (з притоками), Мерла, Удай (з притоками), Псел (з притоками), Прут, Західний Буг. Динаміка п’яти модельних популяційних систем Сіверсько-Донецького центру різноманіття, проаналізована на базі багаторічного моніторингу, продемонструвала внутрішні відмінності, притаманні ГПС навіть того самого R- E-Ep типу, що стосуються мінливості їхнього складу (описуваного в термінах трьох форм: P. ridibundus, 2n та 3n P. esculentus). Встановлено, що розповсюдження ГПС, що містять в своєму складі триплоїдів, може бути ширшим, ніж передбачалося. Нові потенційні локалітети поширення триплоїдних P. esculentus включають в себе ГПС Чорнобильської Зони, Пониззя Дніпра (Гола Пристань) та північні притоки української течії Сіверського Донця (для яких раніше триплоїди не фіксувалися). Зареєстровано існування R-E ГПС в басейні р. Оскол (НПП «Дворічанський» та м. Дворічна), для якого поширення гібридів раніше не наводилося. Ґрунтуючись на існуючих техніках допоміжних репродуктивних технологій для безхвостих амфібій, було розроблено і успішно впроваджено оригінальну методику прижиттєвого штучного схрещування зелених жаб. Показано, що морфологія пуголовків різних генетичних форм P. esculentus complex за певних умов (аналізу пуголовків певного віку) дозволяє розрізняти ці генетичні форми. Аналіз можливий на основі і якісних (особливості забарвлення), і кількісних ознак (багатовимірний аналіз промірів тіла). Описаний зв’язок різноманіття геномів, характеру гаметогенезу та добору серед у ГПС Іськова ставка. Висока клональність L-геномів тут поєднується з високим різноманіттям R-геномів, що свідчить про значну роль рекомбінації, яка перебігає тут, вочевидь, у нечисленних P. ridibundus і, гіпотетично, LRR-P.esculentus. Суттєва (або повна) елімінація припускається для потомства обох батьківських генотипів, частини диплоїдних та триплоїдних гібридів. Вперше детально описано склад і запропонована схема розмноження для ГПС унікального складу біля м. Кремінна та с. Брусівка R-Epf типу. Триплоїдні самиці P. esculentus з генотипом LLR (єдина гібридна форма) співіснують тут з обома статями P. ridibundus; самців цього виду LLR-самиці використовують для відтворення самих себе. В їхньому потомстві відбувається елімінація обох статей LR-гібридів, а також LLR-самців – P. ridibundus не відтворюються. Припускається, що LLR-самиці або передають суміш L- та LL-гамет, або гаплоїдні L-геноми подвоюються в деяких ікринках після запліднення. Наукова новизна роботи полягає у вивченні складу ГПС нових локалітетів України, до цього не охоплених спеціальними дослідженнями геміклональних популяційних систем, включаючи природоохоронні території. Показане ширше, ніж вважалося до того, поширення триплоїдних P. esculentus в Україні. Вперше досліджено склад, генетичне різноманіття і динаміку унікальних R-Epf ГПС нижньої течії українського Сіверського Донця. Вперше підсумована багаторічна динаміка складу, морфологічних і цитологічних показників у кількох ГПС Сіверсько-Донецького центру різноманіття зелених жаб. Досліджено характер розмноження, добору і різноманіття геномів у ряді модельних ГПС. Виявлено морфологічні відмінності раннього розвитку різних форм P. esculentus complex; також виявлені їхні морфологічні та фенологічні аномалії розвитку і розмноження. Розроблено і випробувано нову методику прижиттєвого схрещування жаб. Практичне значення результатів роботи полягає у розширенні відомостей щодо різноманіття комплексу європейських зелених жаб в Україні, зокрема унікальних та виключно складних систем. Отримані на порівняно багатому українському матеріалі дані дають можливість поглибити наші знання про еволюцію гібридних комплексів як на молекулярному, так і на популяційному рівнях

Публікації

Drohvalenko M., Fedorova A. The First Evidence of Triploidy among Pelophylax esculentus (Linnaeus, 1758) (Anura: Ranidae) in the Chornobyl Exclusion Zone. Bonn Zoological Bulletin. 2022. Vol. 71, no. 2. P. 105-108. https://doi.org/10.20363/BZB-2022.71.2.105

Fedorova Anna, Pustovalova Eleonora, Drohvalenko Mykola. High Frequency of Hindlimb Malformation in Froglets Pelophylax sp. in Ukraine. The Herpetological Bulletin. 2023. Vol. 164. P. 24-25. https://doi.org/10.33256/hb164.2425

Drohvalenko M., Pustovalova E., Fedorova A. First finding of triploid hybrid frogs Pelophylax esculentus (Anura: Ranidae) in Mozh River basin (Kharkiv region, Ukraine). Biodiversity, ecology and experimental biology. 2021. Vol. 23, no. 2. P. 61-67. https://doi.org/10.34142/2708-5848.2021.23.2.04

Drohvalenko, M. O. Tadpole Morphology Features of Different Pelophylax esculentus complex Forms. The Journal of V. N. Karazin Kharkiv National University. 2021. Vol. 37. P. 51-64. https://doi.org/10.26565/2075-5457-2021- 37-4

Drohvalenko M. Extended Breeding of the Marsh Frog, Pelophylax ridibundus (Pallas 1771). Reptiles & Amphibians. 2021. Vol. 28, no. 1. P. 37-39. https://doi.org/10.17161/randa.v28i1.15301

Drohvalenko Mykola, Fedorova Anna, Pustovalova Eleonora. Unexpected Heterochrony in Edible Frog (Pelophylax esculentus Linnaeus 1758) and Pallas’ Spadefoot (Pelobates vespertinus Pallas 1771) in Eastern Ukraine. Reptiles & Amphibians. 2022. Vol. 29, no. 1. P. 472-474. https://doi.org/10.17161/randa.v29i1.17056

Biliaiev, I., H. Bondarenko, D. Harbuz, M. Drohvalenko, Y. Siervatovska, U. Sudarenko, U. Teplenko, A. Fedorova, D. Shabanov. Composition and changes of three hemiclonal population systems of water frogs from NNP ‘Gomilshanski lisy’. Матеріали наукової конференції «Стан і біорізноманіття екосистем Шацького національного природного парку та інших природоохоронних територій». 2018. C. 18-21. Шацьк: Львів : СПОЛОМ

Drohvalenko, M.O., A.O. Fedorova, E.S. Pustovalova, P. Mikulíček. Molecular Data in Studies of Reproduction in Hemiclonal Population Systems of Pelophylax esculentus complex. Матеріали шостої міжнародної науковопрактичної конференції «Регіональні аспекти флористичних і фауністичних досліджень» (смт Путила, 12-13 жовтня 2023 р.) 2023. (in print)

Fedorova, A.O., M.O. Drohvalenko, і E.S. Pustovalova. Unusual ratio of hybrids among juvenile water frogs in Lower Dobrytskyi pond. Kiev, Institute of zoology: Zoological courier. 2018. T. 12. C. 22-23. http://izan.kiev.ua/rmd/KMDZ18-abstr.pdf

Pustovalova, E., A. Fedorova, M. Drohvalenko. Exploring Pelophylax esculentus systems: first records of triploids in the Mozh river basin. Матеріали всеукраїнської наукової конференції «Стан і біорізноманіття екосистем Шацького національного природного парку та інших природоохоронних територій». 2021. C. 13-16. Львів, Шацьк: Львів: СПОЛОМ

Shabanov, V., A. Kryvoltsevych, A. Zhadan, O. Podpryatov, A. Fedorova, M. Drohvalenko, E. Pustovalova. Monitoring of the State of HPS of Water Frogs Located in Lower Dobrytskyi Pond. Матеріали Всеукраїнської Наукової14 Конференції «Стан і Біорізноманіття Екосистем Шацького Національного Природного Парку Та Інших Природоохоронних Територій». 2021. C. 16-18. Львів, Шацьк: СПОЛОМ, Львів

Zahoruiko, Ye., M. Solohub-Yosef, T. Hostkina, A. Fedorova, M. Drohvalenko, E. Pustovalova. Water Frogs from Koriakiv Pond: Annual Monitoring of Hemiclonal Population System. Матеріали Всеукраїнської Наукової Конференції «Стан і Біорізноманіття Екосистем Шацького Національного Природного Парку Та Інших Природоохоронних Територій». 2021. C. 24-26. Львів, Шацьк: СПОЛОМ, Львів

Дрогваленко Микола, Федорова Анна. Дослідження геміклональних популяційних систем зелених жаб зони відчуження. Літопис природи. Київ: Чорнобильський радіаційно-екологічний біосферний заповідник. 2022. Т. 5. С. 191-194

Файли

Схожі дисертації