Taxonomic and genetic diversity of freshwater mollusks of Bering Island (the Commander Islands, Kamchatka Territory, Russia)

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

This study presents a new data on taxonomic and genetic diversity of freshwater mollusks of Bering Island. Twelve species of freshwater mollusks belonging to four genera and two families were identified. Detected mollusks are widespread in Holarctic and Palearctic. An analysis of 16S rRNA sequences of bivalve mollusks of genus Euglesa from Bering Island showed their similarity with the populations from the reservoirs of Eurasia and North America. Apparently, the settlement of freshwater bivalves of genus Euglesa to Bering Island originated from Eastern Europe or Siberia, or both of the proposed routes existed. The distribution of the Sphaerium nitidum probably occurred both across the Atlantic and through Beringia. An analysis of the sequences of the mtDNA COI gene fragment in gastropods indicates that the Galba pacifica species occurred from the Japanese archipelago, and the Radix auricularia from Northeast Asia.

About the authors

Y. V. Bespalaya

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: jbespalaja@yandex.ru
Arkhangelsk, Russia

O. V. Aksenova

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: jbespalaja@yandex.ru
Arkhangelsk, Russia

A. S. Aksenov

Northern (Arctic) Federal University

Email: jbespalaja@yandex.ru
Arkhangelsk, Russia

S. E. Sokolova

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: jbespalaja@yandex.ru
Arkhangelsk, Russia

A. V. Kropotin

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: jbespalaja@yandex.ru
Arkhangelsk, Russia

O. V. Travina

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: jbespalaja@yandex.ru
Arkhangelsk, Russia

I. S. Khrebtova

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: jbespalaja@yandex.ru
Arkhangelsk, Russia

A. V. Kondakov

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; Northern (Arctic) Federal University

Email: jbespalaja@yandex.ru
Arkhangelsk, Russia; Arkhangelsk, Russia

T. A. Eliseeva

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: jbespalaja@yandex.ru
Arkhangelsk, Russia

N. A. Zubrii

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: jbespalaja@yandex.ru
Arkhangelsk, Russia

E. V. Butorina

Northern (Arctic) Federal University

Author for correspondence.
Email: jbespalaja@yandex.ru
Arkhangelsk, Russia

References

  1. Алимов А.Ф. 1981. Функциональная экология пресноводных двустворчатых моллюсков. Л.: Наука.
  2. Барышев И.А., Фролов А.А. 2024. Особенности видового состава, обилия и биотического распределения моллюсков сем. Sphaeriidae в реках с высокой озерностью водосборов (на примере водотоков бассейна Онежского озера) // Биология внутр. вод. Т. 17. № 3. С. 418. https://doi.org/10.31857/S0320965224030062
  3. Богатов В.В., Затравкин М.Н. 1988. Новые виды отряда Unioniformes (Molusca, Bivalvia) c юга Дальнего Востока СССР // Тр. Зоол. ин-та АН СССР: Систематика и фауна брюхоногих, двустворчатых и головоногих моллюсков. Т. 187. С. 155.
  4. Корнюшин А.В. 1996. Двустворчатые моллюски надсемейства Pisidioidea Палеарктики. Фауна, систематика, филогения. Киев: Ин-т зоол. НАНУ.
  5. Круглов Н.Д., Старобогатов Я.И. 1989. Морфология и систематика моллюсков подрода Radix рода Lymnaea (Gastropoda, Pulmonata, Lymnaeidae) Сибири и Дальнего Востока СССР // Зоол. журн. Т. 68. Вып. 5. С. 17.
  6. Маак Р. 1886. Моллюски // Вилуйский округ Якутской области. СПб.: Изд-во А. Траншеля. С. 194.
  7. Маак Р. 1859. Путешествие на Амур, совершенное по распоряжению Сибирского отдела Императорского русского географического общества в 1855 г. СПб.: изд. члена-соревнователя Сиб. отд. С.Ф. Соловьева.
  8. Мочалова О.А., Якубов В.В. 2004. Флора Командорских островов. Владивосток: Биолого-почвенный ин-т ДВО РАН.
  9. Прозорова Л.А., Старобогатов Я.И. 1991. К составу семейства Bithyniidae (Gastropoda, Pectinibranchia) юга Дальнего Востока СССР // Зоол. журн. Т. 70. Вып. 1. С. 137.
  10. Розен О.В. 1926. Наземные и пресноводные моллюски, собранные Камчатской экспедицией Ф.П. Рябушинского в 1908-1909 гг. // Ежегодник Зоологического музея Академии наук СССР. № 27. С. 261.
  11. Старобогатов Я.И., Будникова Л.Л. 1976. О фауне пресноводных брюхоногих моллюсков крайнего Северо-Востока СССР // Тр. биолого-почвенного Ин-та ДВНЦ АН СССР. Т. 36. № 139. С. 72.
  12. Старобогатов Я.И., Будникова Л.Л. 1985. Моллюски семейства Pisidiidae (=Sphaeriidae) озера Лагунного на острове Кунашир (Курильские острова). Новые данные по систематике и экологии моллюсков // Тр. Зоол. ин-та АН СССР. № 135. С. 95.
  13. Старобогатов Я.И., Стрелецкая Э.А. 1967. Состав и зоогеографическая характеристика пресноводной малакофауны Восточной Сибири и севера Дальнего востока // Тр. Зоол. ин-та АН СССР: Моллюски и их роль в биоценозах и формировании фауны. № 42. С. 221.
  14. Хрусталeва А.М., Кловач Н.В. 2015. Популяционная структура нерки Oncorhynchus nerka северо-восточного побережья Камчатки, Чукотки и Командорских островов // Тр. ВНИРО: Промысловые виды и их биология. № 158. С. 23.
  15. Чужекова Т.А., Сажнев А.С. 2013. К познанию биоразнообразия макробеспозвоночных пресных вод заповедника “Командорский” (о-в Беринга, Камчатский край) // Биология внутр. вод: Матер. XV шк.-конф. молодых ученых. С. 416.
  16. Aksenova O.V., Bolotov I.N., Gofarov M.Yu. et al. 2018. Species richness, molecular taxonomy and biogeography of the radicine pond snails (Gastropoda: Lymnaeidae) in the Old World // Scientific Reports. V. 8. № article 11199. https://doi.org/10.1038/s41598-018-29451-1
  17. Aksenova O.V., Vinarski M.V., Itagaki T. et al. 2024. Taxonomy and trans-Beringian biogeography of the pond snails (Gastropoda: Lymnaeidae) of East Asia: an integrative view // Zool. J. Linn. Soc. V. 201(4). № article zlae083. https://doi.org/10.1093/zoolinnean/zlae083
  18. Bandelt H.J., Forster P., Röhl A. 1999. Median-joining networks for inferring intraspecific phylogenies // Mol. Biol. and Evol. V. 16. P. 37.
  19. Bespalaya Y., Bulakhova N., Gofarov M. et al. 2021. Occurrence of the mollusc species Euglesa globularis (Clessin, 1873) in North-East Asia (Magadan, Russia) with data on dispersal mechanism and vectors // Limnologica: Ecology and Management of Inland Waters. V. 85. № article 125832. https://doi.org/10.1016/j.limno.2020.125832
  20. Bespalaya Y.V., Vinarski M.V., Aksenova O.V. et al. 2024. Phylogeny, taxonomy, and biogeography of the Sphaeriinae (Bivalvia: Sphaeriidae) // Zool. J. Linn. Soc. V. 201. P. 305. https://doi.org/10.1093/zoolinnean/zlad139
  21. Bolotov I.N., Kondakov A.V., Konopleva E.S. et al. 2020. Integrative taxonomy, biogeography and conservation of freshwater mussels (Unionidae) in Russia // Sci. Reports. V. 10. № article 3072.
  22. Dall W.H. 1884. Contributions to the history of Commander Islands. No. 3. Report on the Mollusca of the Commander Islands, Bering Sea, collected by Leonhard Stejneger in 1882 and 1883 // Proceedings of the United States National Museum. V. 7. № 442. P. 340.
  23. Dall W.H. 1905. On the relations of the Land and Fresh-water mollusk fauna of Alaska and Eastern Siberia // Popular Science Monthly. V. 66. P. 362.
  24. Dillon R.T. 2000. The Ecology of Freshwater Molluscs. Cambridge: Cambridge Univ. Press.
  25. Edgar R.C. 2004. MUSCLE: a multiple sequence alignment method with reduced time and space complexity // BMC Bioinformatics. V. 5. № article 113. https://doi.org/10.1186/1471-2105-5-113
  26. Folmer O., Black M., Hoeh W. et al. 1994. DNA primers for amplification of mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I from diverse metazoan invertebrates // Molecular Mar. Biol. and Biotechnol. V. 3. P. 294.
  27. Hall T.A. 1999. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/ NT // Nucleic Acids Symposium Series. V. 41. P. 95.
  28. Hornbach D., Wissing T.E., Burky A.J. 2011. Energy budget for a stream population of the freshwater clam, Sphaerium striatinum Lamarck (Bivalvia: Pisidiidae) // Can. J. Zool. V. 62. № 12. P. 2410. https://doi.org/10.1139/z84-355
  29. Hunter R.D. 1988. Effects of acid water on shells, embryos, and juvenile survival of Planorbella trivolvis (Gastropoda: Pulmonata): A laboratory study // J. Freshwater Ecol. V. 4. P. 315. https://doi.org/10.1080/02705060.1988.9665181
  30. Kirillova E.A., Kirillov P.I., Kuzishchin K.V. et al. 2021. Residential coho Oncorhynchus kisutch in the Asian part of the range, on the issue of freshwater a component in the view structure // J. Ichthyol. V. 61. № 5. P. 709.
  31. Kumar S., Stecher G., Li M., Knyaz C., Tamura K. 2018. MEGA X: molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms // Mol. Biol. and Evol. V. 35. Iss. 6. P. 1547.
  32. Laske S.M., Amundsen P.-A., Christoffersen K.S. et al. 2019. Circumpolar patterns of Arctic freshwater fish biodiversity: a baseline for monitoring // Freshwater Biol. (Early View). https://doi.org/10.1111/fwb.13405
  33. Lopes-Lima M., Hattori A., Kondo T. et al. 2020. Freshwater mussels (Bivalvia: Unionidae) from the rising sun (Far East Asia): phylogeny, systematics, and distribution // Mol. Phylogen. and Evol. V. 146. № e106755. P. 1. https://doi.org/10.1016/j. ympev.2020.106755
  34. Mackie G.L. 2007. Biology of freshwater corbiculid and sphaeriid clams of North America // Ohio Biological Survey Bulletin New Series. V. 15. P. 1.
  35. Makhrov A.A., Bolotov I.N. 2006. Dispersal routes and species identification of freshwater animals in northern Europe: a review of molecular evidence // Rus. J. Genetics. V. 42. P. 1101.
  36. Mikhailov K.G., Sazhnev A.S., Kuzmin E.A. 2022. Fauna of spiders (Aranei) of the Commander Islands // Invertebrate Zool. V. 19. № 1. P. 35. https://doi.org/10.15298/invertzool.19.1.05
  37. Odhner N.H. 1939. Sphaeriids from the Aleutian Islands // Nautilus. V. 52. P. 79.
  38. Palumbi S.R. 1996. Nucleic acids II: the polymerase chain reaction // Molecular systematics. Sunderland: Sinauer Associates. P. 205.
  39. Pavlov S.D., Ponomareva E.V., Kholodova M.V. et al. 2016. Genetic diversity of sockeye salmon Oncorhynchus nerka Walbaum of Kamchatka and the Commander Islands based on analysis of the variability of microsatellite DNA // Biology Bulletin of the Russian Academy of Science. V. 43. P. 12. https://doi.org/10.1134/S1062359016010131
  40. Prime T. 1852. A monograph of the species of Pisidium, found in the United States of North America, with figures // Boston J. Natural History. V. 6. № 3. P. 348. Plates 11–12.
  41. Prozorova L.A., Foster N. 1997. Specific content of the Beringian freshwater malacofauna // Heldia. V. 4. P. 153.
  42. Sahlman T., Segelbacher G., Höglund J. 2009. Islands in the ice: colonisation routes for rock ptarmigan to the Svalbard archipelago // Ecography. V. 32. P. 840. https://doi.org/10.1111/j.1600-0587.2009.05774.x
  43. Saito T. 2022. First record of the non-indigenous freshwater snail Galba humilis (Say, 1822) (Mollusca: Hygrophila: Lymnaeidae) in Japan // BioInvasions Records. V. 11. P. 428. https://doi.org/10.3391/bir.2022.11.2.16
  44. Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. 1989. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. P. 10.51. Cold Spring Harbor: Cold Spring Harbor Laboratory Press, N.Y.
  45. Samchyshyna L., Hansson L.A., Christoffersen K. 2008. Patterns in the distribution of Arctic freshwater zooplankton related to glaciation history // Polar Biol. V. 31. P. 1427. https://doi.org/10.1007/s00300-008-0482-4
  46. Sanmartin I., Enghoffm H., Ronquist F. 2001. Patterns of animal dispersal, vicariance and diversification in the Holarctic // Biol. J. Linn. Soc. V. 73. P. 345. https:// doi.org/10.1006/bijl.2001.0542
  47. Savenko V.S., Savenko A.V. 2020. Fluorine in the surface water of Bering Island // Water Res. V. 47. № 4. P. 624.
  48. Schrenck L. 1867. Reisen und Forschungen im Amur-Lande in der Jahren 1854–1856. St. Petersburg: K. Akademie der Wissenschaften. https://doi.org/10.5962/bhl.title.15761
  49. Shoba S.A., Ivanov A.V. 2011. The characteristics of cold humid soil formation on the Commander Islands // Moscow Univ. Soil Sci. Bull. V. 66. № 4. P. 135.
  50. Simon C., Frati F., Beckenbach A. et al. 1994. Evolution, weighting, and phylogenetic utility of mitochondrial gene sequences and a compilation of conserved polymerase chain reaction primers // Annals of the Entomological Society of America. V. 87. P. 651.
  51. Vinarski M.V., Aksenova O.V., Bespalaya Yu.V. et al. 2016. Ladislavella tumrokensis (Kruglov et Starobogatov, 1985): The first molecular evidence of a Nearctic clade of lymnaeid snails inhabiting Eurasia // System. and Biodiv. V. 11. P. 276. https://doi.org/10.1080/14772000.2016.1140244
  52. Vinarski M.V., Aksenova O.V., Bespalaya Yu.V. et al. 2021а. One Beringian genus less: a re-assessment of Pacifimyxas Kruglov & Starobogatov, 1985 (Mollusca, Gastropoda, Lymnaeidae) questions the current estimates of Beringian biodiversity // J. Zool. System. and Evol. Res. V. 59. № 1. P. 44. https://doi.org/10.1111/jzs.12411
  53. Vinarski M.V., Bolotov I.N., Aksenova O.V. et al. 2021b. Freshwater mollusks of the circumpolar Arctic: a review on their taxonomy, diversity and biogeography // Hydrobiologia. V. 848. P. 2891. https://doi.org/10.1007/s10750-020-04270-6
  54. Vinarski M.V., Aksenova O.V., Kondakov A.V. et al. 2022. Ampullaceana balthica (Gastropoda: Lymnaeidae) – a new alien snail in the Canadian fauna (with an overview of Transatlantic malacofaunal exchange in the Anthropocene) // Aquat. Invasions. V. 17. № 1. P. 21. https://doi.org/10.3391/ai.2022.17.1.02
  55. Weider L.J., Hobæk A. 2003. Glacial refugia, haplotype distributions, and clonal richness of the Daphnia pulex complex in arctic Canada // Molecular Ecol. V. 12. P. 463. https://doi.org/10.1046/j.1365-294x.2003.01746.x
  56. Westerlund C.A. 1897. Beitrage zur Molluskenfauna Russlands // Ezhegodnik Zoologicheskogo Muzeya Imperatorskoi Akademii Nauk. V. 2. P. 117.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 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».