Шабанов Д. А., Бірюк О. В., Володимирова М. В., Кравченко М. А., Усова О. Є. Парадокси відтворення Pelophylax esculentus у Сіверсько-Донецькому центрі різноманіття зелених жаб // “Нові концепції зоологічних досліджень». Всеукр. зоол. конф. (12-16 вересня 2017 р, м. Харків): тези доповідей. – Харків: ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2017. – С. 52-53.

Дрогваленко Н. А., Макарян Р. Н. Склад геміклональної популяційної системи зелених жаб озера Підпісочного (м. Кремінна, Луганська область) // «Фауна України на межі XX-XXI ст. Нові концепції зоологічних досліджень». Всеукр. зоол. конф. (12-16 вересня 2017 р, м. Харків): тези доповідей. – Харків: ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2017. – С. 53-54.

Пустовалова Е. С., Бірюк О. В., Шабанов Д. А. Порівняння стійкості сперматогенезу диплоїдних Pelophylax esculentus із двох різних типів геміклональних популяційних систем // «Фауна України на межі XX-XXI ст. Нові концепції зоологічних досліджень». Всеукр. зоол. конф. (12-16 вересня 2017 р, м. Харків): тези доповідей. – Харків: ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2017. – С. 54-55.

Трохимчук Р. Р. Зв’язок віку, розміру і плодючості самок сірих ропух (Bufo bufo (L., 1758)) // «Фауна України на межі XX-XXI ст. Нові концепції зоологічних досліджень». Всеукр. зоол. конф. (12-16 вересня 2017 р, м. Харків): тези доповідей. – Харків: ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2017. – С. 55-56.

Шабанова Г. В., Коршунов О. В., Шабанов Д. А. Дослідження динаміки популяції сірої ропухи, Bufo bufo (L., 1758), за допомогою відлову-мічення-повторного відлову // «Фауна України на межі XX-XXI ст. Нові концепції зоологічних досліджень». Всеукр. зоол. конф. (12-16 вересня 2017 р, м. Харків): тези доповідей. – Харків: ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2017. – С. 56-57.

Fedorova А. О. Frequency analysis of releasing calls of water frogs from Pelophylax esculentus complex // «Фауна України на межі XX-XXI ст. Нові концепції зоологічних досліджень». Всеукр. зоол. конф. (12-16 вересня 2017 р, м. Харків): тези доповідей. – Харків: ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2017. – С. 85-86.

Катрушенко С. А. Аномалії амфібій Харківської області // «Фауна України на межі XX-XXI ст. Нові концепції зоологічних досліджень». Всеукр. зоол. конф. (12-16 вересня 2017 р, м. Харків): тези доповідей. – Харків: ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2017. – С. 111-112.

ПАРАДОКСИ ВІДТВОРЕННЯ PELOPHYLAX ESCULENTUS У СІВЕРСЬКО-ДОНЕЦЬКОМУ ЦЕНТРІ РІЗНОМАНІТТЯ ЗЕЛЕНИХ ЖАБ

Д. А. Шабанов, О. В. Бірюк, М. В. Володимирова, М. А. Кравченко, О. Є. Усова

Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, shabanov@karazin.ua

Понад півстоліття тому польський гідробіолог Л. Бергер зареєстрував незвичні результати схрещування у зелених жаб. Він встановив, що Pelophylax esculentus (Linnaeus, 1758) — гібрид Pelophylax lessonae (Camerano, 1882) і Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771). Результати схрещування гібридів і представників батьківських видів були незрозумілі для уявлень того часу. Згодом вони були пояснені геміклональністю P. esculentus. У схрещуваннях Бергера один з батьківських геномів гібридів (L — геном P. lessonae) елімінувався із зародкової лінії, а інший (R, P. ridibundus) — ендореплікувався і передавався в гамети клонально. Потомство від схрещування гібридів і P. lessonae складалося з гібридів. Генетичний фактор, що це забезпечує, знаходиться в геномі R. З цим пов’язано те, що в Західній Європі переважають L‑E‑HPS, тобто геміклональні популяційні системи (ГПС) з P. lessonae («L‑») і P. esculentus («E‑»). Непогано вивчені L‑E‑R‑HPS (з обома батьківськими видами) і E‑Ep‑HPS (де диплоїдні гібриди, «E‑», відтворюються разом з триплоїдами, «Ep‑»). R‑E‑HPS є в Західній Європі набагато рідкіснішими.

15 років тому в Харківській області виявлено регіон, згодом названий Сіверсько-Донецьким центром різноманіття P. esculentus complex. Для нього типові R‑E‑Ep‑HPS і R‑E‑HPS; статевозрілі P. lessonae тут відсутні. Можна було б очікувати, що: 1) у таких системах гібриди передають геноми L, що отримали фактор геміклональної передачі в результаті рекомбінації з R; 2) якась із форм гібридів виробляє суттєву частку диплоїдних гамет. Ці припущення не справдилися (Biriuk et al., 2016). Установлено, що P. esculentus у цьому центрі частіше передають клональні геноми R або суміш R і L (явище гібридної амфіспермії або, точніше, гібридної амфігаметності). Частка диплоїдних гамет серед усього їх пулу невисока, і, ймовірно, суттєво нижча за частку триплоїдних гібридів у багатьох ГПС. У результаті цих досліджень механізм підтримання складу ГПС став ще менш зрозумілим з точки зору наявних на сьогодні уявлень. Імовірно, в цьому регіоні діють популяційно-екологічні механізми, що суттєво змінюють склад генерації в міру її розвитку за рахунок вибіркової елімінації значної частини особин (Бірюк та ін., 2016). Необхідна реєстрація складу особин різного віку з природних ГПС, визначення різноманіття їх онтогенетичних стратегій (Усова та ін., 2015) а також широке застосування імітаційного моделювання (Шабанов, 2015). Ці дослідження мають скласти наступний етап вивчення Сіверсько-Донецького центру різноманіття P. esculentus complex.

СКЛАД ГЕМІКЛОНАЛЬНОЇ ПОПУЛЯЦІЙНОЇ СИСТЕМИ ЗЕЛЕНИХ ЖАБ ОЗЕРА ПІДПІСОЧНОГО (м. КРЕМІННА, ЛУГАНСЬКА ОБЛАСТЬ)

Н. А. Дрогваленко, Р. Н. Макарян

Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, jaegernicholaus@gmail.com

Pelophylax esculentus (Linnaeus, 1758) – природний гібрид двох видів зелених жаб, Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771) і Pelophylax lessonae (Camerano, 1882). P. esculentus розмножується геміклонально, передаючи клональні геноми батьківських видів. Вони відтворюються в ГПС (геміклональних популяційних системах), у більшості з яких гібриди розмножуються спільно з особинами батьківських видів. Гібриди існують у вигляді диплоїдних (LR) і триплоїдних форм (LLR і LRR); літери означають геноми батьківських видів. У більшості європейських ГПС триплоїди виробляють гаплоїдні рекомбінантні гамети і відтворюються в схрещуваннях з диплоїдними гібридами, що продукують диплоїдні гамети. У деяких ГПС Центральної Європи триплоїди представлені самцями, що продукують клональні диплоїдні гамети.

В озері Підпісочному біля м. Кремінна Луганської області у 2010 році тамбовським батрахологом Г. А. Ладою була зареєстрована ГПС, що складається з P. ridibundus і триплоїдних самок P. esculentus (LLR). Дані були підтверджені ДНК-цитометрією 10 особин (Biriuk et al., 2016). На території басейну Сіверського Дінця більшість самок LLR виробляють гаплоїдні гамети; дані отримані за допомогою аналізу хромосом типу лампових щіток (Dedukh et al., 2015). У такому випадку, механізм відтворення триплоїдних самок в оз. Підпісочному неясний, а сама ця ГПС потребує ретельного вивчення. У зв’язку з цим на початковому етапі досліджень була поставлена мета – перевірити склад даної ГПС.

Для цього нами були відловлені вибірки жаб з озера Підпісочного під час нересту (04.06.2016) і після нього (02.10.2016). У відловлених жаб були взяті проби крові для визначення плоїдності (за довжиною еритроцитів) і тканини для каріологічного аналізу.

З вибірки 04.06.2016 (30 особин) 1 особина морфологічно визначена як P. esculentus. Це самка із середньою довжиною еритроцитів 28 мкм, що відповідає триплоїду. 29 особин, морфологічно визначених як P. ridibundus, належали обом статям. Середня довжина їх еритроцитів (18-24 мкм) характерна для диплоїдів.

З вибірки 02.10.2016 (12 особин) 2 особини морфологічно визначені як P. ridibundus. Довжина їх еритроцитів (20 і 23 мкм) відповідає диплоїдам. 10 особин морфологічно визначені як самки P. esculentus. Довжина їх еритроцитів (27-30 мкм) відповідає триплоїдам. Плоїдність двох особин P. esculentus з найменшою довжиною еритроцитів (27 мкм) була підтверджена методом каріоаналізу клітин соматичних тканин. Метафазні пластинки містили 39 хромосом, гаплоїдний набір – 13 хромосом.

Таким чином, отримані нами дані підтверджують існування в озері Підпісочному R‑E^LLRf‑HPS, тобто ГПС зелених жаб, що складається з P. ridibundus і триплоїдних самок P. esculentus (з геномною композицією LLR).

ПОРІВНЯННЯ СТІЙКОСТІ СПЕРМАТОГЕНЕЗУ ДИПЛОЇДНИХ PELOPHYLAX ESCULENTUS ІЗ ДВОХ РІЗНИХ ТИПІВ ГЕМІКЛОНАЛЬНИХ ПОПУЛЯЦІЙНИХ СИСТЕМ

Е. С. Пустовалова, О. В. Бірюк, Д. А. Шабанов

Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, mykhailova.o.v@gmail.com

До гібридогенного комплексу зелених жаб (Pelophylax esculentus complex) входять два батьківські види, Pelophylax lessonae (Camerano, 1882) і Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771), а також їх диплоїдні і алотриплоїдні гібриди, Pelophylax esculentus (Linnaeus, 1758). Відтворення P. esculentus відбувається в геміклональних популяційних системах (ГПС). Воно пов’язане зі складними процесами, що відбуваються в клітинах зародкової лінії: елімінацією неклонального геному і ендоредуплікацією (у диплоїдів) клонального (Deduch et al., 2015). Гаметогенез P. esculentus відбувається з порушеннями; у сім’яниках реєструються анеуплоїдні і поліплоїдні клітини (Бірюк, 2017). У Харківській області описані регіони, що відрізняються за складом ГПС. Заплаву Сіверського Дінця і пов’язані з нею стави населяють R‑E‑Ep‑HPS, тобто ГПС, що складаються з представників одного з батьківських видів (P. ridibundus, «R‑»), диплоїдних («E‑») і триплоїдних («Ep‑») P. esculentus. Басейни річок Мжа і Уди населяють R‑E‑HPS.

У міру клональної передачі геномів стійкість відтворення гібридів підвищується (Шабанов, 2015). Ми припустили, що завдяки рекомбінації клональних геномів, можливій у триплоїдів у R‑E‑Ep‑HPS (Christiansen & Reyer, 2009) стійкість гаметогенезу в таких ГПС буде вищою.

Для перевірки цього припущення ми визначили розподіл за кількістю унівалентів у мейотичних і хромосом у мітотичних поділах 10 самців P. esculentus із сел. Тимченки (R‑E‑HPS) і 7 диплоїдних самців P. esculentus з Нижнього Добрицького ставу (R‑E‑Ep‑HPS). Методика обробки описана раніше (Вегеріна та ін., 2013, Бірюк та ін., 2015). У самців з R‑E‑HPS проаналізовано 102 мейотичні пластинки, з яких 28 (27%) — нормальних (26 унівалентів). Для самців з R‑E‑Ep‑HPS нормальними було 35 пластинок зі 103 (34 %); відмінність між самцями з різних типів ГПС незначуща. Серед мітотичних пластинок нормальними (26 хромосом) були 10 з 40 (25%) у самців з R‑E‑Ep‑HPS і 8 з 17 (47%) — у самців з R‑E‑Ep‑HPS. Відмінність за часткою нормальних каріотипів серед мітотичних клітин (при використанні одностороннього критерію) близька до значущої (p=0,053). У трьох самців з R‑E‑HPS нормальних мітозів не зареєстровано; у всіх диплоїдів з R‑E‑Ep‑HPS зареєстровані нормальні мітози. Отримані результати узгоджуються з припущенням про ефективнішу адаптацію клональних геномів до геміклонального відтворення в R‑E‑Ep‑HPS.

Зв’язок віку, розміру і плодючості самок сірих ропух (Bufo bufo (L., 1758))

Р. Р. Трохимчук

Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, rtrokhymchuk@gmail.com

За останнє десятиліття вивчення розвитку безхвостих амфібій з Харківської області привело до розробки концепції внутрішньопопуляційних онтогенетичних стратегій (Маро та ін., 2008; Шабанов та ін., 2010; Усова та ін., 2015; Усова, 2016). Згідно з нею, особини в одній популяції відрізняються за стратегією розвитку: швидкістю росту, терміном початку розмноження, плодючістю за сезон і ймовірною тривалістю життя. Цінні можливості для вивчення стратегій надає метод скелетохронології (Смірина, 1983). Мета нашої роботи — визначення параметрів онтогенетичних стратегій сірих ропух Bufo bufo (L., 1758) і їх мінливості в одному місцеперебуванні.

Ропух ловили на нересті 2-3 квітня 2016 в Іськовому ставу (околиці НПП «Гомільшанські ліси», Зміївський р-н Харківської обл.). Пари ропух поміщали в ємності з водою. Кладки ікри фотографували і повертали в став. Кількість ікринок визначали за фотографією. У ропух вимірювали довжину тіла, відрізали найдовший палець задньої ноги і випускали в став. Для скелетохронології використовували 3-тю фалангу найдовшого пальця задньої ноги; використовували методику, розроблену для зелених жаб (Усова, 2014). Аналіз структури кістки і підрахунок ліній склеювання проводили за цифровими мікрофотографіями тимчасових препаратів на ПК. При визначенні віку ропух вносили поправку на резорбцію кістки (+2 роки). На теперішній час визначені вік, довжина тіла і плодючість 15 самок сірих ропух.

Вивчені самки належали до двох розмірних груп: дрібних 45–55 мм (6–8 років) і великих 94–106 мм (7–10 років). Кладки ікри були невеликими (2500–3300 ікринок), середніми (3800–52000) або великими (5500–6700). Дрібні самки виробляли невеликі і середні кладки, великі — від невеликих до великих. Шестирічні самки належали до дрібних і великих, і виробляли невеликі кладки. Великі кладки виробляли самки 7 і 8 років; максимальна плодючість характерна для восьмирічних ропух. Найстаріша самка (10 років) була великою (105 мм) і відклала невелику кладку (близько 3270 ікринок).

Отримані результати показують неоднозначний зв’язок між віком, розміром і плодючістю у сірих ропух. Використаний нами підхід показав свою застосовність; описані дослідження мають бути продовжені.

ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ ПОПУЛЯЦІЇ СІРОЇ РОПУХИ, BUFO BUFO (L., 1758), ЗА ДОПОМОГОЮ ВІДЛОВУ-МІЧЕННЯ-ПОВТОРНОГО ВІДЛОВУ

Г.  В. Шабанова, О. В. Коршунов, Д. А. Шабанов

Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, ashabanova1307@gmail.com

Сіра ропуха, Bufo bufo (L., 1758) — зручний об’єкт моніторингу динаміки чисельності нерестової популяції (групи розмноження). У час кліматичних змін та збідніння фауни амфібій такі дослідження є вкрай актуальними.

Дослідження проводилося на Іськовому ставку — штучній водоймі поблизу с. Гайдари (Зміївський р-н, Харківська обл., околиці НПП «Гомільшанські ліси»). Популяцію ропух досліджували методом «відлов-мічення-повторний відлов» під час нересту протягом 2000-2017 рр. Тварин відловлювали вручну, обходячи ставок уздовж мілководної частини та збираючи їх максимально доступну кількість. У ропух вимірювали довжину тіла, проводили мічення шляхом відрізання комбінації пальців, яка вказувала на рік мічення (групова мітка) та відпускали у ставок. Ропухам, які були помічені в попередні роки, додаткову мітку не наносили. Відрізанні пальці зберігали для дослідження методом скелетохронології.

За весь час досліджень (18 сезонів розмноження) відловлені 13139♂♂ та 3309♀♀; помічені 10721♂♂ та 2958♀♀; повторно відловлені 2307♂♂ і 236♀♀. В усі роки у зібраних вибірках переважали самці (співвідношення ♂♂:♀♀ від 1,5:1 до 12,1:1, в середньому 3,8:1). Розрахунки чисельності виконували для самців та самок окремо.

Оцінку чисельності отримували кількома методами: позитивним та негативним методами Джексона; методом трикратних відловів Бейлі. Для самців, повторно відловлених протягом одного періоду нересту, застосували індекс Петерсена-Лінкольна («закрита» популяція, де не відбувається приріст та зменшення). Також розробили імітаційну модель, що за допомогою модуля «Пошук рішення» програми Microsoft Excel виконує підгонку параметрів під емпіричні дані. Параметри підбирали, мінімізуючи значення критерію узгодженості χ² К. Пірсона між розрахованим та зареєстрованим числом особин у повторних відловах.

Середня чисельність популяції ропух за час спостережень склала близько 7000♂♂ і 2500♀♀ у складі нерестового стада. У різні роки чисельність значно коливалася; зокрема, чисельність самців змінювалася майже у 3 рази, для самок зміни були дещо меншими. Причиною цих коливань, імовірно, були значні зміни показників смертності та поповнюваності нерестового стада. За нашими припущеннями вони є наслідком, перш за все, впливу погодних умов. Протягом дослідження спостерігається поступова деградація Іськова ставка, внаслідок його зменшення, що викликає стурбованість щодо майбутнього досліджуваної популяції ропух.

Автори щиро вдячні багатьом колегам та студентам біологічного факультету ХНУ імені  В. Н. Каразіна, які брали участь у трудомістких польових дослідженнях.

FREQUENCY ANALYSIS OF RELEASING CALLS OF WATER FROGS FROM PELOPHYLAX ESCULENTUS COMPLEX

А. О.  Fedorova

V. N. Karazin Kharkiv National University, Biology Faculty, 4 Svobody Sq., Kharkiv, Ukraine, 61022, annaph94@gmail.com

Interspecies hybrids of water frogs Pelophylax esculentus (Linnaeus, 1758) and representatives if parent species Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771) inhabit the vinicity of V. N. Karazin KhNU biostation (s. Gaidary, Zmiivskiy region, Kharkivska obl.). Bioacoustic methods are useful in describing the diversity of tailless amphibians. Among all the calls they have issued, the most difficult and informative are the male mating calls. The differences in such calls are described and used both for taxonomic purposes and for the field definition of forms of frogs. Releasing calls, which can be heard when attempting to take frogs in amplexus, are less studied. Releasing calls are typical for both genders that differs them from mating calls.

In this study we compared releasing calls of males and females P. ridibundus и P. esculentus basis of a call-specific frequency distribution obtained through the Fourier distribution. Releasing calls of 72 water frogs (31 males and 12 females P. ridibundus, 27 males and 2 females P. esculentus) were recorded for analysis. The frogs were held behind the torso to imitate amplexus. Recording was done using a digital camera. Frequency distribution of 4 cyclic calls was obtained using the Audacity 2.0.5 program. The processing of the results was carried out in the Statistica 8.0 program.

We calculated a matrix of distances between the frequency distributions that are specific to the individuals. Pearson's correlation coefficient was the measure of the difference between acoustic frequencies (the angle between the vectors sent from the origin of the coordinates to the points which coordinates are described by the distribution of the frequency of the comparison). The differences between the individuals from the same group or different groups were compared by ANOVA analysis.

The difference between males of different species is 1.5 times greater than the difference between males of the same species. Whereas difference between females of two species is almost identical to difference of females from the same species. There is also a noticeable difference between males and females P. esculentus compared to the differences between males and females in the same species (1.5 and 2.7 times respectively). Differences between males and females P. ridibundus are less noticeable.

The results of multidimensional scaling (MDS) show that males of two species form two slightly intersecting groups, while the interspecies differences of females, as well as the gender differences, are weaker for each species.

We can conclude that analyzed frequency characteristics of releasing calls are species-specific for males. This study needs to be continued with a possible search for specific frequencies, which are species- and sex-specific. Comparison of frequency analysis with analysis of time characteristics also has to be done.

I would like to thank my scientific supervisor professor Shabanov D. A. for guidance and help with this study and also I thank Viktoriia Paramonova for the invaluable help with material collecting and recording of calls.

АНОМАЛІЇ АМФІБІЙ ХАРКІВСЬКОЇ ОБЛАСТІ

С. А. Катрушенко

Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, katrushenkos@mail.ua
 

Мета роботи — дослідження різноманіття зовнішніх морфологіч­них аномалій амфібій Харківської області. Матеріалом послужили вибірки амфібій з фондових колекцій Музею природи ХНУ імені В. Н. Каразіна (Pelophylax esculentus complex, Rana arvalis, Lissotriton vulgaris, Bufotes viridis, Pelobates vespertinus, Bombina bombina, Hyla orientalis, Triturus cristatus; вибірки зібрані, в основному в період з 2003 по 2007 рр.) і вибірки живих амфібій (B. bufo, B. viridis, P. esculentus complex; вибірки зібрані в 2016-2017 рр.). Усього оброблено 1907 амфібій, зібраних на території Харківської області.

Аномалії визначали візуально, за класифікаціями В. Л. Вершиніна (2015) і О. Д. Некрасової (2008; 2014). Обробку даних проводили в STATISTICA 8.0 (використовували критерій Пірсона χ² і коефіцієнт кореляції рангів Спірмена r_s). Для кожного виду визначали трапляння особин з аномаліями P_as і парціальне трапляння аномалій A_p (Боркін та ін., 2012). Дані про аномалії амфібій зіставляли з особливостями районів їх збору, оціненими за даними еколого-географічного атласу України (Барановський, 2006).

Виявили 15 варіантів морфологічних аномалій: брахідактилію, олігодактилію, ектромелію, поліфалангію, потовщення пальця, поворот фаланги, синдактилію, шизодактилію, ектродактилію, шкірний виріст на пальці і виріст на стопі, таумелію, гемімелію, порушення пігментації шкіри і анофтальмію.

Показано (за допомогою критерію χ²), що за наявності у особини однієї аномалії, вона з більшою ймовірністю несе і інші аномалії, що може бути пов’язано з підвищеною нестійкістю її розвитку. Вивчені види значуще (р≤0,00001) відрізняються за частотою аномалій. Висока частка аномальних особин спостерігається у B. viridis (8,3%) і L. vulgaris (45,6%). Майже не мали відхилень R. arvalis, P. vespertinus, H. orientalis і T. cristatus. Зв’язок кількості аномалій з типом водойм, де були зібрані амфібії, не виявлено, а з типом наземних місцеперебувань — існує (р≤0,00001). Найбільша кількість аномалій виникає у амфібій нагірної діброви, степу і агроландшафтів, найменша – у амфібій, зібраних у заплаві, бору, міській малоповерховій і багатоповерховій забудовах. У B. viridis зв’язок між віком і кількістю аномалій значущий (р≤0,00001), що свідчить на користь низької виживаності аберантних особин. Кількість аномалій амфібій пов’язана (р<0,05) зі ступенем забрудненості територій і екологічними умовами місцеперебувань, але несподіваним чином. На відносно чистій території найбільша частка аномальних особин (16,5 %), на забрудненій – найменша (5,8 %).