Preview

Вавиловский журнал генетики и селекции

Расширенный поиск

Генетическое разнообразие дождевого червя Eisenia nordenskioldi (Lumbricidae, Annelida)

https://doi.org/10.18699/VJ17.24-o

Полный текст:

Аннотация

Eisenia nordenskioldi (Eisen, 1879) – наиболее распространенный вид дождевых червей в Сибири. Он встречается в различных экосистемах, от тундр до лесостепей, и обладает значительной морфологической, экологической и кариотипической изменчивостью. E. nordenskioldi подразделяют на два подвида – пигментированный E. n. nordenskioldi и непигментированный E. n. pallida; известны также несколько видов рода Eisenia с близким диагнозом, ранее входивших в состав вида. Все это позволяет использовать данный вид в качестве удобной модели для изучения процессов видообразования и эволюции дождевых червей. В предлагаемой статье обобщена вся имеющаяся информация о генетической и экологической изменчивости E. nordenskioldi, в том числе и наши неопубликованные данные. Показано, что каждый из подвидов E. nordenskioldi (E. n. nordenskioldi и E. n. pallida) можно подразделить на несколько филогенетических линий на основании изменчивости митохондриальной и ядерной ДНК. Эти линии дивергировали несколько миллионов лет назад, а время расхождения популяций внутри каждой из линий может составлять несколько сотен тысяч лет. Для выявленных линий приведены ареалы и паттерны генетической изменчивости в разных регионах. Подвиды E. n. nordenskioldi и E. n. pallida, скорее всего, не монофилетичны, а признак пигментации может быть лабильным и, вполне возможно, несколько раз появлялся и исчезал в ходе эволюции различных филогенетических линий комплекса. Также мы выдвигаем предположения о связи наблюдаемой генетической изменчивости с морфологической и экологической и о степени родства E. nordenskioldi с некоторыми другими видами рода Eisenia. На основе полученных данных мы попытались выдвинуть гипотезы о генетической структуре вида E. nordenskioldi и предлагаем дальнейшие подходы к его изучению.

Об авторах

С. В. Шеховцов
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»
Россия
Новосибирск


Д. И. Берман
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологических проблем Севера Дальневосточного отделения Российской академии наук
Россия
Магадан


Е. В. Голованова
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный педагогический университет»
Россия
Омск


С. Е. Пельтек
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»
Россия
Новосибирск


Список литературы

1. Abukenova V.S. Earthworm fauna of Kazakh upland. Zoology in the ¬Middle East. 2010;51:161-169. DOI 10.1080/09397140.2010. 10638469.

2. Berman D.I., Bulakhova N.A., Meshcheryakova E.N. Cold hardiness and range of the earthworm Eisenia sibirica (Oligochaeta, Lumbricidae) Cont. Probl. Ecol. 2016;9:45-52. DOI 10.15372/sej20160106.

3. Berman D.I., Meshcheryakova E.N. Ranges and cold hardiness of two earthworm subspecies (Eisenia nordenskioldi, Lumbricidae, Oligochaeta). Biol. Bulletin. 2013;40:719-727. DOI 10.1134/ S1062359013090021.

4. Bessolitsyna E.P. Ecological and geographic distribution patterns of earthworms (Oligochaeta, Lumbricidae) in landscapes of southern Middle Siberia. Russ. J. Ecol. 2012;43:82-85. DOI 10.1134/ S106741361106004X.

5. Blakemore R.J. Earthworms newly from Mongolia (Oligochaeta, Lumbricidae, Eisenia). ZooKeys. 2013;285:1-21. DOI 10.3897/zookeys. 285.4502.

6. Bulatova N.Sh., Grafodatskiy A.S., Perel T.S. Chromosome set uniformity in polyploid earthworms: evidence from Eisenia nordenskioldi. Genetika = Genetics (Moscow), 1987;23:571-574. (in Russian)

7. Cameron E.K., Bayne E.M., Coltman D.W. Genetic structure of invasive earthworms Dendrobaena octaedra in the boreal forest of Alberta: insights into introduction mechanisms. Mol. Ecol. 2008;17:1189-1197. DOI 10.1111/j.1365-294X.2007.03603.x.

8. Dubatolov V.V., Kosterin O.E. Nemoral species of Lepidoptera (Insecta) in Siberia: a novel view on their history and the timing of their disjunctions. Entomologica Fennica. 2000;11:141-166.

9. Dupont L., Lazrek F., Porco D., King R.A., Rougerie R., Symondson W.O.C., Livet A., Richard B., Decaëns T., Butt K.R., Mathieu J. New insight into the genetic structure of the Allolobophora chlorotica aggregate in Europe using microsatellite and mitochondrial data. Pedobiologia. 2011;54:217-224. DOI 10.1016/j.pedobi.2011.03.004.

10. Eisen G. On the Oligochaeta collected during the Swedish Expeditions to the Arctic regions in the years 1870, 1875 and 1876. Kongl. Sv. Vetensk. Akad. Handl. 1879;15:1-49.

11. Fernández R., Almodóvar A., Novo M., Gutiérrez M., Díaz Cosín D.J. A vagrant clone in a peregrine species: Phylogeography, high clonal diversity and geographical distribution in the earthworm Aporrectodea trapezoides (Dugès, 1828). Soil Biol. Biochem. 2011a;43:2085-2093. DOI 10.1016/j.soilbio.2011.06.007.

12. Fernández R., Almodóvar A., Novo M., Gutiérrez M., Díaz Cosín D.J. Earthworms, good indicators for palaeogeographical studies? Testing the genetic structure and demographic history in the peregrine earthworm Aporrectodea trapezoides (Dugès, 1828) in southern Europe. Soil Biol. Biochem. 2013;58:127-135. DOI 10.1016/j.soilbio. 2012.10.021.

13. Fernández R., Bergmann P., Almodóvar A., Cosín D.J.D., Heethoff M. Ultrastructural and molecular insights into three populations of Apor¬ rectodea trapezoides (Dugés, 1828) (Oligochaeta, Lumbricidae) with different reproductive modes. Pedobiologia. 2011b;54:281-290. DOI 10.1016/j.pedobi.2011.04.003.

14. Fernández R., Novo M., Marchán D.F., Díaz Cosín D.J. Diversification patterns in cosmopolitan earthworms: similar mode but different tempo. Mol. Phylogenet. Evol. 2015;94:701-708. DOI 10.1016/ j.ympev.2015.07.017.

15. Giska I., Sechi P., Babik W. Deeply divergent sympatric mitochondrial lineages of the earthworm Lumbricus rubellus are not reproductively isolated. BMC Evol. Biol. 2015;15:217. DOI 10.1186/s12862-015-0488-9.

16. Grafodatsky A.S., Perel T.S., Radzhabli S.I. Chromosome sets of two forms of Eisenia nordenskioldi (Eisen) (Oligochaeta: Lumbricidae). Doklady Akademii nauk SSSR = Proceedings of the Academy of Sciences of USSR. 1982;262:1514-1516. (in Russian)

17. Heethoff M., Etzold K., Scheu S. Mitochondrial COII sequences indicate that the parthenogenetic earthworm Octolasion tyrtaeum (Savigny, 1826) constitutes of two lineages differing in body size and genotype. Pedobiologia. 2004;48:9-13. DOI 10.1016/j.pedobi. 2003.04.001.

18. Hong Y., Csuzdi C. New data to the earthworm fauna of the Korean Peninsula with redescription of Eisenia koreana (Zicsi) and remarks on the Eisenia nordenskioldi species group (Oligochaeta, Lumbricidae). Zoological Studies. 2016;55:12. DOI 10.6620/zs.2016. 55-12.

19. Kashmenskaya M.N., Polyakov A.V. Karyotype analysis of five species of earthworms (Oligochaeta: Lumbricidae). Comp. Cytogenet. 2008;2:121-125.

20. King R.A., Tibble A.L., Symondson W.O.C. Opening a can of worms: unprecedented sympatric cryptic diversity within British lumbricid earthworms. Mol. Ecol. 2008;17(21):4684-4698. DOI 10.1111/j. 1365-294X.2008.03931.x.

21. Kobayashi S. Terrestrial Oligochaeta from Manchoukuo. The Science Reports of the Tohoku Imperial University. IV Series. 1940;15: 256-261.

22. Kurcheva G.F. Pochvennye bespozvonochnye sovetskogo Dalnego Vostoka (Soil Invertebrates in the Soviet Far East). Moscow, Nauka Publ., 1977. (in Russian)

23. Malevich I.I. On the study of earthworms in the Far East. Uchenye zapiski MGPI im. V.P. Potemkina = Proceedings of the Potemkin Pedagogical Institute, Moscow. 1956;61:439-449. (in Russian)

24. Malinina T.V., Perel T.S. Characteristics of Eisenia nordenskioldi (Oligochaeta, Lumbricidae) chromosome races using allozyme markers. Doklady Akademii nauk SSSR = Proceedings of the Academy of Sciences of USSR. 1984;279:1265-1269. (in Russian)

25. Martinsson S., Rhodén C., Erséus C. Barcoding gap, but no support for cryptic speciation in the earthworm Aporrectodea longa (Clitellata: Lumbricidae). Mitochondrial DNA. 2016. DOI 10.3109/ 19401736.2015.1115487.

26. Meshcheryakova E.N., Berman D.I. The coldhardiness and geographic distribution of earthworms (Oligochaeta, Lumbricidae, Moniligastridae). Zoologicheskiy zhurnal = Zoological Journal (Moscow). 2013;93:53-64. DOI 10.7868/S0044513414010127. (in Russian)

27. Perel T.S. Die Regenwurmer (Lumbricidae) des Gebirgigen Mittelasian. Pedobiologia. 1969;9:55-68.

28. Perel T.S. Rasprostranenie i zakonomernosti raspredeleniya dozhdevykh chervey fauny SSSR [Range and regularities in the distribution of earthworms of the USSR fauna]. Мoscow, Nauka Publ., 1979. (in Russian)

29. Perel T.S. Geographical peculiarities of reproduction of the earthworms of the family Lumbricidae (Oligochaeta). Zoologicheskiy zhurnal = Zoological Journal (Moscow). 1982;43:649-658. (in Russian)

30. Perel T.S. The nature of eurytopy of polyploid earthworm species in relation to their use in biological soil amelioration. Biol. Fert. Soils. 1987;3:103-105.

31. Perel T.S. Earthworms in forests of the Western Sayan (with the description of a new species). Zoologicheskiy zhurnal = Zoological Journal (Moscow). 1994;73:18-22. (in Russian)

32. Pérez-Losada M., Eiroa J., Mato S., Domínguez J. Phylogenetic species delimitation of the earthworms Eisenia fetida (Savigny, 1826) and Eisenia andrei Bouché, 1972 (Oligochaeta, Lumbricidae) based on mitochondrial and nuclear DNA sequences. Pedobiologia. 2005; 49:317-324. DOI 10.1016/j.pedobi.2005.02.004.

33. Pérez-Losada M., Ricoy M., Marshall J.C., Domínguez J. Phylogenetic assessment of the earthworm Aporrectodea caliginosa species complex (Oligochaeta: Lumbricidae) based on mitochondrial and nuclear DNA sequences. Mol. Phylogenet. Evol. 2009;52:293-302. DOI 10.1016/j.ympev.2009.04.003.

34. Porco D., Decaens T., Deharveng L., James S.W., Skarzynski D., Erséus C., Butt K.R., Richard B., Hebert P.D.N. Biological invasions in soil: DNA barcoding as a monitoring tool in a multiple taxa survey targeting European earthworms and springtails in North America. Biol. ¬Invasions. 2013;15:899-910. DOI 10.1007/s10530-012-0338-2.

35. Pyshkin V.B., Jevstafjev А.I., Gromenko V.М., Rybka Т.S. Biodiversity and functional role of earthworms (Oligochaeta: Lumbricidae) in terrestrial ecosystems of Crimea. Zoocenosis Bioriznomanittja ta rol’ zoocenozu v pryrodnyh i antropogennyh ekosystemah: materialy III Mizhnarodnoi’ naukovoi’ konferencii’ [Proceedings of the III International Scientific Conference]. Dnepropetrovsk, DNU Publ., 2005;209-211. (in Russian)

36. Shekhovtsov S.V., Berman D.I., Peltek S.E. Phylogeography of the earthworm Eisenia nordenskioldi nordenskioldi (Lumbricidae, Oligochaeta) in Northeastern Eurasia. Dokl. Biol. Sci. 2015;461:1-4. DOI 10.1134/S0012496615020039.

37. Shekhovtsov S.V., Golovanova E.V., Peltek S.E. Cryptic diversity within the Nordenskiold’s earthworm, Eisenia nordenskioldi subsp. nordenskioldi (Lumbricidae, Annelida). Eur. J. Soil Biol. 2013;58:13-18. DOI 10.1016/j.ejsobi.2013.05.004.

38. Shekhovtsov S.V., Golovanova E.V., Peltek S.E. Genetic diversity of the earthworm Octolasion tyrtaeum (Lumbricidae, Annelida). Pedobiologia. 2014a;57:245-250. DOI 10.1016/j.pedobi.2014.09.002.

39. Shekhovtsov S.V., Golovanova E.V., Peltek S.E. Invasive lumbricid earthworms of Kamchatka (Oligochaeta). Zoological Studies. 2014b;53:52. DOI 10.1186/s40555-014-0052-0.

40. Shekhovtsov S.V., Golovanova E.V., Peltek S.E. Mitochondrial DNA variation in Eisenia n. nordenskioldi (Lumbricidae) in Europe and Southern Urals. Mitochondrial DNA. 2016a. DOI 10.3109/ 19401736.2015.1101594.

41. Shekhovtsov S.V., Golovanova E.V., Peltek S.E. Different dispersal histories of lineages of the earthworm Aporrectodea caliginosa (Lumbricidae, Annelida) in the Palearctic. Biol. Invasions. 2016b;18:751-761. DOI 10.1007/s10530-015-1045-6.

42. Shekhovtsov S.V., Golovanova E.V., Peltek S.E. Cryptic genetic lineages in Eisenia nordenskioldi pallida (Oligochaeta, Lumbricidae). Eur. J. Soil Biol. 2016c;75:151-156. DOI 10.1016/j.ejsobi.2016.06.004.

43. Viktorov A.G. Diversity of polyploid races in the family Lumbricidae. Soil Biol. Biochem. 1997;29:217-221.

44. Vsevolodova-Perel T.S. Dozhdevye chervi Rossii: kadastr i opredelitel [The earthworms of the fauna of Russia: cadaster and key]. Moscow, Nauka Publ., 1997. (in Russian)

45. Vsevolodova-Perel T.S., Bulatova N.Sh. Polyploid races of earthworms (Lumbricidae, Oligochaeta) in the East European Plain and Siberia. Biol. Bull. 2008;35:385-388. DOI 10.1134/S1062359008040092.

46. Vsevolodova-Perel T.S., Leirikh A.N. Distribution and ecology of the earthworm Eisenia nordenskioldi pallida (Oligochaeta, Lumbricidae) dominant in southern Siberia and the Russian Far East. Entmol. Rev. 2014;94:479-485. DOI 10.1134/S0013873814040034.

47. Wallace A.R. The Geographical Distribution of Animals. N. Y.: Harper and Brothers, 1876.

48. Zicsi A. Eiseniella koreana, eine neue Regenwurm-Art (Oligochaeta: Lumbricidae). Ann. Hist.-Nat. Mus. Nat. Hung. 1972;64:129-132.

49. Zhukov A.V., Pakhomov A.Y., Kunach O.N. Biologichne riznomanittja Ukrai’ny. Dnipropetrovs’ka oblast’. Doshhovi cherv‘jaky (Lumbricidae) [Biological Diversity of Ukraine. The Dnipropetrovsk region. Earthworms (Lumbricidae)]. Dnipropetrovsk, DNU Publ., 2007. (in Ukranian)


Просмотров: 188


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-0462 (Print)
ISSN 2500-3259 (Online)