Усова, Шабанов (2009) Об оптимизации методики ретроспективной оценки динамики размеров тела...

Усова О. Є., Шабанов Д. А. Про оптимізацію методики ретроспективної оцінки динаміки розмірів тіла представників Pelophylax esculentus complex (Amphibia, Ranidae) за допомогою скелетохронології // Zoocenosis-2009. Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах. - Дніпропетровськ, ДНУ, 2009. - С. 278-280.

УДК 597.851(477.54)

Про оптимізацію методики ретроспективної оцінки динаміки розмірів тіла представників Pelophylax esculentus complex (Amphibia, Ranidae) за допомогою скелетохронології

О. Є. Усова, Д. А. Шабанов

Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна; e_usova@mail.ru; d.a.shabanov@gmail.com

Enhancing methods of the back-calculated of the body size dynamics based on skeletochronology in specimens of Pelophylax esculentus complex (Amphibia, Ranidae).

O. Е. Usova, D. A. Shabanov

V.N.Karazin Kharkiv National University; e_usova@mail.ru; d.a.shabanov@gmail.com

Ретроспективна скелетохронологічна оцінка росту представників досліджуваних груп тварин ще не увійшла до загальноприйнятого арсеналу методів екологічних та зоологічних досліджень. З точки зору авторів цієї роботи, навіть в епоху широкого поширення молекулярних методів досліджень скелетохронологічне вивчення індивідуальної динаміки росту слід вважати вельми перспективним методом вивчення онтогенетичних стратегій багатьох груп хребетних. Причина недооціненості цього методу полягає не тільки у відносній (вельми помірній) трудомісткості отримання гістологічних препаратів, необхідних для ретроспективної оцінки росту окремих особин, але й у відсутності його загальноприйнятих та широковідомих методик. До безсумнівних переваг цього методу можна віднести можливість прижиттєвого дослідження, легкість отримання та зберігання зразків для досліджень.

Прикладом наукової проблеми, для розв'язання якої скелетохронологічні дані можуть становити безсумнівну цінність, є вивчення гібридогенного комплексу середньоєвропейських зелених жаб, Pelophylax esculentus complex. Цей комплекс складається з двох батьківських видів, ставкової, Pelophylax lessonae (Camerano, 1882) та озерної, Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771) жаб, а також їхніх гібридів, названих їстівними жабами, Pelophylax esculentus (Linnaeus, 1758). Назви цих форм дані відповідно до результатів останньої ревізії системи амфібій (Frost et al., 2006). Більш відомі їхні традиційні назви - Rana lessonae Camerano, 1882, Rana ridibunda Pallas, 1771 та Rana esculenta Linnaeus, 1758. Гібридні жаби мають окреме ім'я, що відповідає видовому, тому що для них характерний феномен геміклонального успадкування, здатності передавати в гамети лише один із геномів батьківських видів (Plötner, 2005 та інші роботи). У низці регіонів Європи, у тому числі, у Харківській області, серед гібридів зареєстровані не тільки диплоїди, але й триплоїди і навіть поодинокі тетраплоїди (Borkin e.a., 2004; Шабанов та ін., 2006). І диплоїдні, і триплоїдні гібриди можуть відрізнятися за характером свого гаметогенезу: виробляти гаплоїдні або диплоїдні гамети, що несуть ті чи інші геноми. Це призводить до того, що зелені жаби утворюють геміклональні популяційні системи (ГПС): сукупності спільно мешкаючих та розмножуваних представників батьківських видів та різних форм гібридів. У цих ГПС передаються як клональні, так і звичайні (рекомбінантні) геноми. Взаємодія між різними формами жаб у ГПС, а також їх різна життєздатність можуть призводити до зміни їх складу в часі (Шабанов та ін., 2006). Для з'ясування причин таких вимірювань необхідне отримання надійних даних про тривалість життя, темпи росту та строк досягнення статевої зрілості представників різних форм жаб. Скелетохронологія є адекватним методом для розв'язання цих задач.

Автори цієї роботи провели скелетохронологічне вивчення темпів росту 49 представників Pelophylax esculentus complex (табл. 1).

Таблиця 1. Досліджений матеріал
(L- геном P. lessonae; R- геном P. ridibundus)

У досліджених екземплярів видаляли 4-й (найдовший) палець лівої задньої кінцівки. Кістку очищали від м'яких тканин та декальцинували. На мікротомі із заморожувальним столиком отримували поперечні зрізи (завтовшки 20-22 мкм) третьої (рахуючи від кінця пальця) фаланги на рівні середини діафіза кістки, біля місця входу в кістку кровоносної судини. Зрізи фотографували та вимірювали на них найменший і найбільший поперечники спостережуваних ліній склеювання (темних зон, що відкладаються в кістці в період зимівлі). Зважаючи на те, що резорбції та витісненню ендостальною порожниною піддаються дві перші лінії склеювання, вік статевозрілих жаб визначали за кількістю повністю спостережуваних ліній склеювання, до якої додавали 2.

Е.М. Смиріна (1983) визначала зміну довжини тіла жаб, будуючи лінію регресії між довжиною тіла та площею, обмеженою відповідною лінією склеювання на зрізі фаланги пальця. Такий метод було обрано на підставі уявлень про алометричний характер залежності між довжиною тіла та діаметром трубчастих кісток. Спеціальні дослідження (Marunouchi e.a., 2000) показали, що найточніше визначення довжини тіла жаб можливе за використання лінійної залежності між довжиною тіла та діаметром кістки (Dahl-Lea method). Аналогічні залежності використовувалися й у деяких нещодавніх роботах, виконаних на ящірках та жабах (Roitberg, Smirina, 2006; Замалетдінов, Файзуллін, 2008). Ми провели порівняння різних способів ретроспективної оцінки динаміки росту на нашому матеріалі. У табл. 2 наведено дані про значення коефіцієнта кореляції Пірсона та рівняння лінійної регресії між довжиною тіла жаби (L), а також найменшим (^lastl_min) та найбільшим (^lastl_max) поперечниками останньої лінії склеювання, середнім значенням цих двох величин (^lastl_med) та площею, обмеженою останньою лінією склеювання (обчислювалася за формулою площі овалу: ^lastS= ^lastl_min×^lastl_max×π/4).

Таблиця 2. Зв'язок параметрів останньої лінії склеювання на зрізі фаланги пальця з довжиною тіла (позначення параметрів у тексті)

Як видно з табл. 2, з довжиною тіла жаби найсильніше пов'язане середнє значення поперечника лінії склеювання. Найменший поперечник цієї лінії є величиною, найстійкішою до випадкового відхилення площини зрізу від осі кістки. Проте ця величина гірше характеризує довжину тіла, ніж найбільший поперечник. Їхнє усереднене значення (ймовірно, через компенсацію випадкових варіацій двох величин та похибок у їх вимірюванні) виявляється найкращим параметром для подальшого використання. Істотно, що прямі, які описують залежність довжини тіла від лінійних параметрів лінії склеювання, виходять практично з початку координат (тобто відповідають гіпотетичній жабі з нульовою довжиною тіла та нульовою товщиною фаланги пальців). Залежність довжини тіла від площі лінії склеювання має інший характер.

Таким чином, для опису дослідженої сукупності жаб можна було б використати залежність L=788×^lastl_med. Однак слід враховувати, що точки, які відповідають окремим особинам, перебувають на площині з осями ^lastl_med і L вище або нижче такої прямої (відповідаючи «товстопалим» або «тонкопалим» жабам). Положення жаб на цій площині відображає особливості розвитку окремих досліджуваних нами форм, а також статеві та індивідуальні особливості. Логічно припустити, що росту жаб, що перебувають вище або нижче загальної лінії регресії, відповідає пряма, що йде з початку координат вище або нижче загальної лінії. Ґрунтуючись на цьому припущенні, можна зробити висновок, що L/l_med=ⁱL/ⁱl_med, де l_med - усереднений поперечник останньої лінії склеювання або фаланги пальця загалом у момент дослідження жаби довжиною L, ⁱL - довжина тіла на i-тому році життя та ⁱl_med - усереднений поперечник i-тої лінії склеювання. Виходячи з цього, ми можемо встановити остаточну формулу для ретроспективного визначення довжини тіла досліджуваних особин зелених жаб: ⁱL=L×ⁱl_med/l_med. Цей метод відповідає підходу, використаному в інших роботах (Roitberg, Smirina, 2006; Замалетдінов, Файзуллін, 2008), простий в інтерпретації, ґрунтується на параметрі, тісно пов'язаному з довжиною тіла, а також дозволяє враховувати індивідуальні особливості кожної особини.

Роботу підтримано спільним грантом ДФФД України та ФФД Росії.