К Проблеме Систематики Рода Helicopsis (Gastropoda: Pulmonata: Hygromiidae) На Территории Восточной Европы
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
Ruthenica, 2016, vol. 26, No. 3-4: 175-189. © Ruthenica, 2016 Published online September 18, 2016. http: www.ruthenica.com К проблеме систематики рода Helicopsis (Gastropoda: Pulmonata: Hygromiidae) на территории Восточной Европы А.А. СЫЧЁВ, Э.А. СНЕГИН Белгородский государственный национальный исследовательский университет, ул. Победы 85, Белгород, 308015, РОССИЯ; e-mail: [email protected] To the problem of systematics of the genus Heli- ги и охраняемые списки стран ЕС, Украины и copsis (Gastropoda: Pulmonata: Hygromiidae) России [Балашёв, 2012]. from Eastern Europe Характерными представителями целинных сте- пей Восточной Европы являются моллюски из A.V. SYCHEV, E.A. SNEGIN рода Helicopsis. Стоит отметить, что система это- го рода построена исключительно на особеннос- Belgorod state national research university, 308015 Belgor- тях экологии, строении половой системы, а так- od, Pobeda St. 85, RUSSIA; e-mail: [email protected] же высокоизменчивых признаках раковины [Ши- лейко, 1978]. Однако, учитывая характер внутри- ABSTRACT. The study reveals high intra- and inter- и межпопуляционной изменчивости перечислен- specific variability of conchological characters, fea- ных параметров в других группах улиток [Murray, tures of the reproductive system, as well as ISSR- DNA Clarke, 1968, 1980; Osselaer, Tursch, 2000; Stanko- markers in steppe snails Helicopsis spp., that imposes certain restrictions on the use of these indicators for wski, 2011], каждый из этих критериев может species identification. Therefore, these characters were только отчасти указывать на видовую принад- supplemented by the sequences of the conservative лежность моллюсков. По этой причине опреде- fragments of nuclear and mitochondrial genes (18S ление видовой принадлежности улиток рода rDNA, 16S rDNA and COI) with good taxonomic signal, Helicopsis во многих случаях затруднено или прак- which increased the accuracy of our phylogenetic re- тически невозможно [Гураль-Сверлова, 2012; constructions. It is demonstrated that along with West- Балашёв, 2012]. При этом Н.В. Гураль-Сверло- ern European species Helicopsis striata, a previously вой на территории Донецкого кряжа и его окрес- unknown Helicopsis sp. inhabits territory of the South- тностей на основании ограниченного набора мор- ern Mid-Russian Upland. This species is phylogeneti- фологических признаков описано сразу три но- cally close to the Crimean group of species of this вых вида: Helicopsis martynovi Gural-Sverlova, genus. It has been shown that the rate of mitochondrial genes evolution in different species of Helicopsis dif- 2010, Helicopsis luganica Gural-Sverlova, 2010 и fer, with the highest value found in taxa with broad Helicopsis subfilimargo Gural-Sverlova, 2010 [Гу- distribution range. раль-Сверлова, 2010], что внесло ещё больше противоречий в систему рода. В то же время на территории юга Среднерусской возвышенности Введение исследование экологии и морфо-генетической изменчивости Helicopsis striata (Müller, 1774) Вследствие антропогенного прессинга при- выявило высокую степень обособленности его родные степи являются одними из наиболее транс- популяций, что может свидетельствовать в пользу формированных экосистем Восточной Европы, их принадлежности к разным видам [Снегин, сохранившиеся либо на небольших заповедных Сычёв, 2011; Сычёв, Снегин, 2014, 2015, 2016]. территориях, либо в виде узких лент по склонам Немаловажным считаем тот факт, что отсутствие речных долин и балок [Мордкович, 1982]. Изу- разработанной системы видов препятствует пас- чение биоты этих уникальных островков жизни в портизации биоресурсов природных экосистем, настоящее время вызывает немалый интерес. В делает невозможным или бесполезным включе- этой связи особого внимания заслуживают степ- ние в Красные Книги с последующей охраной ные виды наземных моллюсков. Такие особен- форм с неопределённым статусом. В связи с ности их биологии, как малоподвижность, узко- этим, Helicopsis spp. Восточной Европы нужда- локальность обитания, часто низкая экологичес- ются в полноценной таксономической ревизии с кая валентность, привели к тому, что многие привлечением молекулярно-генетических марке- степные виды улиток находятся в уязвимом со- ров. стоянии и занесены в региональные Красные Кни- Целью нашего исследования является оцен- 176 А.А. Сычёв, Э.А. Снегин РИС. 1. Пункты сбора материалов на территории Восточной Европы. Длина маштабной линии составляет 5 мм. A. H. striata «Белая гора». B. H. striata «Губкин». C. H. striata «Засосна». D. H. luganica. E. H. filimargo. F. H. retowskii. G. X. obvia. FIG. 1. Collection sites of material on the territory of Eastern Europe. Scalr bar 5 mm. A. H. striata “White mountain”. B. H. striata “Gubkin”. C. H. striata “Zasosna”. D. H. luganica. E. H. filimargo. F. H. retowskii. G. X. obvia. ка внутри- и межвидовой изменчивости таксоно- Схема промеров раковин представлена на Рис. мически значимых морфо-генетических парамет- 2. Всего промерено 564 раковины. Для статисти- ров у Helicopsis spp. Восточной Европы. ческой обработки данных использовались паке- ты программ Excel (Microsoft Office), Statistica Материалы и методы 6.0 (TL 835). При анализе признаков половой системы из каждой выборки вскрыто по 5 поло- Полевые сборы. Для анализа внутри- и меж- возрелых особей согласно методике А.А. Ши- видовой изменчивости моллюсков рода Helicopsis лейко [1978]. весной 2013 г. из популяций Helicopsis retowskii Выделение и анализ изменчивости ДНК. (Clessin, 1883), Helicopsis filimargo (Krynicky, Для экстракции ДНК использовались образцы 1836), H. luganica (живые особи любезно предо- мантии моллюсков, тщательно отжатых от слизи. ставлены к.б.н. И.А. Балашёвым) и H. striata ДНК выделяли согласно протоколу хлороформ- были собраны живые половозрелые особи. В изопентаноловым методом [Mathew, 1984; Сне- качестве внешней группы родового уровня при гин, 2012]. Полученные таким образом образцы оценке степени родства использован вид Xerolenta ДНК дополнительно очищали с помощью набора obvia (Menke, 1828) (Табл. 1, Рис. 1). Всего реактивов Silica uni («Biokom», Россия) и ис- проанализировано 7 популяций моллюсков. Ви- пользовали для проведения ПЦР. В качестве ДНК- довую принадлежность собранных особей уста- маркеров задействованы ISSR-ампликоны и сик- навливали по строению половой системы и кон- венсы ядерных (18S рДНК) и митохондриальных хиологическим признакам [Лихарев, Раммель- генов (первой единицы цитохромоксидазы c (COI) мейер, 1952; Шилейко, 1978]. и 16S рДНК). Последовательности используе- Анализ морфологических признаков. У ис- мых праймеров и условия амлификации ДНК следованных видов измеряли основные метри- представлены в Табл. 2. Амплификацию прово- ческие параметры раковины и вычисляли её дили на амплификаторе Verity («Applied Biosys- объём: tems», США). 2 (Vр=ШР *ВР/2) После ПЦР ампликоны для фрагментного ана- и площадь устья: лиза очищали с помощью набора Diatom® DNA (Sу=3,14*ВУ*ШУ/4). Clean-Up («Isogene laboratory», Россия). Фраг- К проблеме систематики рода Helicopsis 177 Табл. 1. Пункты сбора материалов Table 1. The collecting cites of materials № Вид Описание пункта Координаты Helicopsis striata Территория г. Белгород, ксерофитный луг на меловом 50º37'28,66''с.ш., A («Белая гора») склоне правого берега р. Северский Донец (Россия) 36º37'15,97'' в.д. Helicopsis striata Территория г. Губкин, ковыльные и кальцефитные степи 51º17'50,56''c.ш., B («Губкин») на склоне балки левого берега р. Осколец (Россия) 37º32'11,98''в.д. Окрестности с. Засосна Белгородской области, Helicopsis striata 50º37'44,44''с.ш., C ковыльные степи на меловом склоне правого берега р. («Засосна») 38º25'01,21''в.д. Тихая Сосна (Россия) Helicopsis Окрестности с. Донцовка, Луганская область, меловая 49°34'10,52"с.ш., D luganica степь на склоне берега р. Каменка (Украина) 39°14'20,34"в.д. Helicopsis г. Севастополь, злаковая каменистая степь в прибрежной 44°36'29,65''с.ш., E filimargo зоне Черного моря при развалинах Херсонеса (Россия) 33°29'17,17''в.д. Окрестности с. Мраморное Республики Крым, злаковый Helicopsis 44°49'22,88''с.ш., F луг на каменистом склоне горного хребта Чатыр-Даг retowskii 34°15'59,21''в.д. (Россия) г. Киев, мезофитный луг на Владимирской горке 50°27'22,87"с.ш., G Xerolenta obvia (Украина) 30°31'34,45"в.д. менты ДНК для секвенирования очищали в 2%- ой агарозе методом электрофореза с последую- щей элюцией целевой ДНК набором реактивов Diatom® DNA Elution («Isogene laboratory»). Фрагментный анализ и секвенирование ПЦР- продуктов проводили на автоматическом капил- лярном ДНК-секвенаторе ABI PRISM 3500 («Applied Biosystems»). В результате фрагментно- го анализа были получены данные по 546 ISSR- локусам. Первичные данные обрабатывали в про- грамме GeneMapper® Softwarev 4.1 («Applied Biosystems»). После чего составляли бинарные матрицы, в которых наличие пика обозначалось за «1» (аллель p), а отсутствие – «0» (аллель q). РИС. 2. Схема промеров признаков раковины Helicopsis Анализ полученных данных проводили в про- spp. (ВР – высота раковины, ШР – ширина раковины, грамме GenAlEx v.6.5 [Peakall, Smouse, 2006]. ВЗ – высота завитка, ВУ – высота устья, ШУ – ширина устья) [по Снегин, Сычев, 2011]. Всего, таким образом, проанализировано 99 осо- бей из 7 популяций. FIG. 2. The scheme of shell measurements in Helicopsis spp. (BP – shell height; ШР – shell width; ВЗ – spire height; Для секвенирования ДНК от каждой анализи- ВУ – aperture height; ШУ – aperture width) [after Сне- руемой таксономической группы отбирали по гин, Сычев, 2011]. одной особи. Выравнивание прямых и обратных сиквенсов проводили в программе MEGA6 [Ta- mura et al., 2013].