Peculiarities of early ontogeny of dwarf forms of Arctic charr Salvelinus alpinus complex (Salmonidae) from Lakes Tokko and Bol’shoe Leprindo (Transbaikalia). 2. Reciprocal hybrids

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Growth, peculiarities and anomalies of the ossification and development of skeletal elements, as well as body proportions and meristic characters of laboratory-reared larvae and fry of two lacustrine dwarf forms of Arctic charr Salvelinus alpinus complex from lakes Tokko and Bol’shoe Leprindo (Transbaikalia) were studied. Retardations of the formation of blood cells, anomalies of morpho- and osteogenesis, and increased mortality of unhatched embryos, free embryos and prelarvae of reciprocal hybrids were revealed. Initial characteristics of prelarvae, linear growth, rate of osteogenesis, body proportions, and colouration of hybrid individuals matched matroclinal developmental pattern. Heterochrony of the ossification of vertebral centra was revealed in prelarvae of the hybrid between females from Lake Tokko and males of the deep-water form from Lake Bol’shoe Leprindo. Their ossification was displaced to an earlier stage in the typical ossification and differentiation sequence of skull bones and fin rays, which indicates the presence of respective regulator in parental genome. Such effect was not observed in reciprocal hybrid; however, it demonstrated earlier ossification of predorsalia than the pure form from Lake Bol’shoe Leprindo. The formation of morphological features in the ontogeny of hybrid larvae and juveniles as compared with parental forms was traced. All lethal anomalies of reciprocal hybrids and non-lethal anomalies influencing their viability as well as accelerated use of yolk by hybrids between the females from Lake Bol’shoe Leprindo and males from Lake Tokko, which resulted in mass mortality of prelarvae and weak development of the skeleton of early larvae are considered as the elements of post-zygotic reproductive isolation between pure forms of gen. Salvelinus from the two lakes. This isolation is obviously incomplete since part of hybrid individuals developed normally, though their fertility remains unknown.

About the authors

M. Y. Pichugin

Lomonosov Moscow State University; Koltzov Institute of Developmental Biology, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: mp_icht@mail.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow

N. B. Korostelev

Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences

Email: mp_icht@mail.ru
Russian Federation, Moscow

S. S. Alekseyev

Koltzov Institute of Developmental Biology, Russian Academy of Sciences

Email: mp_icht@mail.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Алексеев С.С., Гордеева Н.В., Матвеев А.Н. и др. 2014. Три симпатрические формы арктического гольца Salvelinus alpinus (L.) complex (Salmoniformes, Salmonidae) из озера Камканда, Северное Забайкалье // Вопр. ихтиологии. Т. 54. № 4. С. 387–412. https://doi.org/10.7868/S0042875214040018
  2. Алексеев С.С., Пичугин М.Ю., Гордеева Н.В. и др. 2019. Репродуктивные стратегии и происхождение парапатрических и симпатрических форм арктического гольца Salvelinus alpinus (Salmonidae) в системе озёр Большое и Малое Леприндо (Северное Забайкалье) // Там же. Т. 59. № 4. С. 430–447. https://doi.org/10.1134/S0042875219040015
  3. Алексеев С.С., Самусенок В.П., Юрьев А.Л. и др. 2021. Морфологическая и экологическая дифференциация симпатрических форм арктического гольца Salvelinus alpinus (Salmonidae) в озере Токко (Северное Забайкалье) // Там же. Т. 61. № 1. С. 65–87. https://doi.org/10.31857/S0042875221010021
  4. Гилберт С. 1994. Биология развития. Т. 2. М.: Мир, 235 с.
  5. Медников Б.М. 1987. Проблема видообразования и адаптивные нормы // Журн. общ. биологии. Т. 48. № 1. С. 15–26.
  6. Павлов Д.А. 2007. Морфологическая изменчивость в раннем онтогенезе костистых рыб. М.: ГЕОС, 264 с.
  7. Пичугин М.Ю. 2001. О темпе и особенностях раннего развития карликового гольца р. Salvelinus оз. Гольцовое (бассейн р. Чары, Забайкалье) // Тр. каф. зоологии позвоночных ИГУ. Т. 1. С. 91–97.
  8. Пичугин М.Ю. 2009а. Развитие искусственного гибрида и выявление элементов репродуктивной изоляции между симпатрическими формами гольца Дрягина и пучеглазки Salvelinus alpinus complex (Salmonidae) из горного озера Собачье (Таймыр) // Вопр. ихтиологии. Т. 49. № 2. С. 240–253.
  9. Пичугин М.Ю. 2009б. Развитие элементов скелета у молоди карликовой и мелкой симпатрических форм Salvelinus alpinus complex из оз. Даватчан (Забайкалье) // Там же. Т. 49. № 6. С. 763–780.
  10. Пичугин М.Ю. 2015. Особенности роста и развития скелета ранней молоди северной мальмы Salvelinus malma malma из рек Западной Камчатки в связи с температурным режимом нерестилищ // Там же. Т. 55. № 4. C. 435–452. https://doi.org/10.7868/S0042875215040128.
  11. Пичугин М.Ю., Чеботарева Ю.В. 2011. Особенности личиночного периода развития холодноводной озёрно-речной формы гольца Дрягина (род Salvelinus) из озера Лама (п-ов Таймыр) // Там же. Т. 51. № 2. C. 260–274.
  12. Пичугин М.Ю., Коростелёв Н.Б., Алексеев С.С. 2023. Особенности раннего онтогенеза карликовых форм арктического гольца Salvelinus alpinus complex (Salmonidae) из озёр Токко и Большое Леприндо (Забайкалье). 1. Чистые формы // Там же. Т. 63. № 6. С. 675–703. https://doi.org/10.31857/S004287522306019X
  13. Смирнов А.И. 1975. Биология, размножение и развитие тихоокеанских лососей. М.: Изд-во МГУ, 336 с.
  14. Ahi E.P., Kapralova K.H., Pálsson A. et al. 2014. Transcriptional dynamics of a conserved gene expression network associated with craniofacial divergence in Arctic charr // EvoDevo. V. 5. № 1. Article 40. https://doi.org/10.1186/2041-9139-5-40
  15. Alekseyev S.S., Samusenok V.P., Matveev A.N., Pichugin M. Yu. 2002. Diversification, sympatric speciation, and trophic polymorphism of Arctic charr, Salvelinus alpinus complex, in Transbaikalia // Environ. Biol. Fish. V. 64. № 1–3. P. 97–114. https://doi.org/10.1023/A:1016050018875
  16. Alekseyev S.S., Bajno R., Gordeeva N.V. et al. 2009. Phylogeography and sympatric differentiation of the Arctic charr Salvelinus alpinus (L.) complex in Siberia as revealed by mtDNA sequence analysis // J. Fish Biol. V. 75. № 2. P. 368–392. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.2009.02331.x
  17. Beck S.V., Räsänen K, Ahi E.P. et al. 2018. Gene expression in the phenotypically plastic Arctic charr (Salvelinus alpinus): a focus on growth and ossification at early stages of development // Evol. Dev. V. 21. № 1. P. 16–30. https://doi.org/10.1111/ede.12275
  18. Gordeeva N.V., Alekseyev S.S., Matveev A.N., Samusenok V.P. 2015. Parallel evolutionary divergence in Arctic charr Salvelinus alpinus (L.) complex from Transbaikalia: variation in differentiation degree and segregation of genetic diversity among sympatric forms // Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 72. № 1. P. 96–115. https://doi.org/10.1139/cjfas-2014-0014
  19. Eiríksson G.M., Skúlason S., Snorrason S.S. 1999. Heterochrony in skeletal development and body size in progeny of two morphs of Arctic charr from Thingvallavatn, Iceland // J. Fish Biol. V. 55. № sA. P. 175–185. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.1999.tb01054.x
  20. Horta-Lacueva Q.J.-B., Jónsson Z.O., Thorholludottir D.A.V. et al. 2023. Rapid and biased evolution of canalization during adaptive divergence revealed by dominance in gene expression variability during Arctic charr early development // Commun. Biol. V. 6. № 1. Article 897. https://doi.org/10.1038/s42003-023-05264-5
  21. Jacobs A., Carruthers M., Yurchenko A. et al. 2020. Parallelism in eco-morphology and gene expression despite variable evolutionary and genomic backgrounds in a Holarctic fish // PLoS Genetics. V. 16. № 4. Article e1008658. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1008658
  22. Kapralova K.H. 2014. Study of morphogenesis and miRNA expression associated with craniofacial diversity in Arctic charr (Salvelinus alpinus) morphs: PhD Thesis. Reykjavík: Univ. Iceland, 189 p.
  23. Korwin-Kossakowski M. 2012. Fish hatching strategies: a review // Rev. Fish Biol. Fish. V. 22. № 1. P. 225–240. https://doi.org/10.1007/s11160-011-9233-7
  24. Norden C.R. 1961. Comparative osteology of representative salmonid fishes, with particular reference to the grayling (Thymallus arcticus) and its phylogeny // J. Fish. Res. Board Can. V. 18. № 5. P. 679–791. https://doi.org/10.1139/f61-052
  25. Østbye, K., Hassve M.H., Peris Tamayo A.-M. et al. 2020. “And if you gaze long into an abyss, the abyss gazes also into thee”: four morphs of Arctic charr adapting to a depth gradient in Lake Tinnsjøen // Evol. Appl. V. 13. № 6. P. 1240–1261. https://doi.org/10.1111/eva.12983
  26. Reist J.D. 1985. An empirical evaluation of several univariate methods that adjust for size variation in morphometric data // Can. J. Zool. V. 63. № 6. P. 1429–1439. https://doi.org/10.1139/z85-213
  27. Rounsefell G.A. 1962. Relationship among North American Salmonidae // Fish. Bull. V. 62. P. 235–269.
  28. Søreide F., Dolmen D., Hindar K. 2006. Den mystiske dypvannsfisken i Tinnsjøen // Fauna. V. 59. P. 122–129.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».