Registration Number
0822U100144, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
30-12-2021
popup.evolution
.
Title
Features of microevolution and adaptation in alien invertebrate species due to invasion into the Azov-Black Sea basin
Author
Morhun Halyna M.,
popup.head Utevsky Serge Yu.
popup.opponent Kramarenko Sergey Serhiiovych
popup.opponent Balashov Igor Oleksandrovych
popup.review Strashnyuk Volodymyr Yuriiovych
popup.review Zinenko Oleksandr Ivanovych
popup.rada
V.N. Karazin Kharkiv National University
Description
Дисертаційна робота присвячена дослідженню інвазій безхребетних тварин в водойми Азово-Чорноморського басейну і виявленню особливостей перебігу мікроеволюції в цих популяціях та їх фенотипічного різноманіття.
В роботі вивчено морфологічну мінливість чужорідних тварин, ідентифіковано таксони за молекулярним маркером cox1 та досліджено філогенетичну структуру кількох модельних видів.
Проведений аналіз BLAST підтвердив наявність 47 нативних і 19 чужорідних таксонів. У вибраних видів (п’явка Helobdella europaea, ракоподібні Procambarus virginalis та Macrobrachium nipponense, молюски Mytilopsis leucocephalum, Arcuatuala senhousia, Rapana venosa та Corbicula sp.) вивчено генетичну структуру популяції філогенетичним аналізом. Для двох видів (R. venosa та Corbicula sp.) додатково застосовано багатовимірний статистичний аналіз морфометричних даних. Для 13 чужорідних видів вперше отримано послідовності ДНК з популяцій цих тварин в Азово-Чорноморському басейні. Види H. europaea та A. senhousia вперше зареєстровано в регіоні. Види P. virginalis і M. nipponense зареєстровано в нових локалітетах, що свідчить про експансію регіоном.
Виявлено, що п’явки H. europaea мають загальну генетичну одноманітність послідовностей в усіх регіонах інвазії. Це інтерпретують як підтвердження гіпотези про інтродукцію виду з Америки (ефект засновника). Продемонстрировано, що особини H. europaea мали мінливу форму поздовжніх смуг, що може бути адаптацією до кольору субстратів, коли різне забарвлення впливає на помітність п’явки.
Філогенетичний аналіз молюсків R. venosa показав, що популяція Одеської затоки характеризується одним гаплотипом, відомим з попередніх публікацій з усіх регіонів інвазії і в нативному регіоні. Високу мінливість одеської популяції проаналізували за допомогою традиційної та геометричної морфометрій. Виявилено відмінності у видовженності черепашок, що пов’язують з адаптацією до піщаного субстрату і необхідністю полювати на тих молюсків, що закопуються в пісок. Немає відмінностей у формі черепашок між самцями та самками, однак самці мали більші розміри. Продемонстровано, що чорноморська популяція менша від нативних за розмірами і має інакшу скульптуру та масивність черепашок.
Виявлено один гаплотип у послідовностей партеногенетичного рака P. virginalis з Дніпропетровської та Харківської областей та з інших регіонів інвазії. Це узгоджується з гіпотезою ефекту засновника. Вид утворився від батьківського різностатевого P. fallax зі США шляхом автотриплоїдії після інвазії в Європу. Порівняно з батьківським видом, він збільшився за розмірами, став більш плодючим, вдвічі збільшив середню тривалість життя, що пояснюють інтенсивним метилювання ДНК.
Було знайдено нові локалітети та біотопи креветки M. nipponense та встановлено, що джерелом походження дністровської популяції є Китайська річка Янцзи. Виявлено інвазивну історію виду, під час якої вид поетапно був зареєстрований на території Узбекистану і Казахстану, потім Росії, Білорусі, Молдови, а потім з'явився в Дністровському басейні. Встановлено, що в різних регіонах інвазії трапляються різні гаплотипи.
Зареєстровано новий чужорідний двостулковий молюск у регіоні досліджень, A. senhousia. Молекулярний аналіз виявив два різні нові гаплотипи, невідомі з попередніх досліджень. Велика генетична відстань між ними є результатом явища подвійної однобатьківської передачі мт ДНК, що притаманне цьому виду. Філогенетичний аналіз з залученими послідовностями з попередніх досліджень (Asif & Krug 2012) виявив, що наш зразок належить до холодноводної клади, яку пов’язують з температурною преадаптацією молюска. Під час сезонного моніторингу виявлено, що A. senhousia мінливі за забарвленням.
Знайдено цитоядерні невідповідності, які призводять до помилкової ідентифікації морфотипів Corbicula ДНК-баркодингом. Український корбікули (морфотип R) однакового гаплотипу з корбікулами морфотипів Rlc та S. У Дунаї виявлено два різні морфотипи, один з яких – невідомий Corbicula sp., який, імовірно, є гібридом між C. fluminalis і C. leana, оскільки має проміжні ознаки: скульптуру C. leana і форму замка C. fluminalis.
Ґрунтуючись на отриманих даних про молекулярне різноманіття та мінливість, модельні види класифіковано у контексті концепції Генетичного парадоксу біологічних інвазій (Estoup et al., 2016). “Справжній” парадокс інвазій характерний для P. virginalis та Corbicula sp., які хоча і мають надзвичайно низьке генетичне різноманіття, проте демонструють значну фенотипічну мінливість. Для H. europaea і R. venosa може бути як “справжній”, так і “сумнівний” парадокс, оскільки їхні гаплотипи cox1 могли бути відібрані завдяки селективному тиску або преадаптації. В інвазії M. nipponense немає генетичного парадоксу, оскільки філогенетичний аналіз свідчить про вселення декількох гаплотипів у різні регіони інвазії. Для A. senhousia ми передбачаємо відсутність парадоксу, оскільки існує значне генетичне різноманіття в регіонах інвазії та гаплотипи, наразі характерні лише для України.
Registration Date
2022-01-10
popup.nrat_date
2022-03-09 / 2026-07-01
