Comparison of Olfactory Sensilla Structure in Littoral and Deep-Water Amphipods from the Baikal Region

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The structure of olfactory sensilla was compared in amphipods from the Baikal region, namely in nine Baikal species (Ommatogammarus carneolus melanophthalmus Bazikalova, 1945, O. flavus (Dybowsky, 1874), O. albinus (Dybowsky, 1874), Eulimnogammarus verrucosus (Gerstfeldt, 1858), E. vittatus (Dybowsky, 1874), E. cyaneus (Dybowsky, 1874), Acanthogammarus godlewskii (Dybowsky, 1874), Pallasea cancelloides (Gerstfeldt, 1858) and Gmelinoides fasciatus (Stebbing, 1899)) and a Holarctic species Gammarus lacustris Sars, 1863. The results of the study demonstrate the comparison of aesthetasc lengths and numbers, as well as SEM images of the aesthetascs for Baikal amphipods for the first time. Our results confirm and complement the previously obtained data on the number of aesthetascs per segment for three deep-water Baikal amphipod species of the genus Ommatogammarus. Within the studied deep-water amphipods with different habitat depth ranges, Ommatogammarus albinus (Dybowsky, 1874), inhabiting maximum habitat depth, had the highest number of aesthetascs. The size and number of aesthetascs did not differ in males and females of the littoral Eulimnogammarus verrucosus (Gerstfeldt, 1858) and deep-water species. The littoral amphipods were shown to have equipped with more mechanoreceptors antennae I than deep-water amphipods.

About the authors

Y. A. Shirokova

Institute of Biology, Irkutsk State University

Author for correspondence.
Email: yuliashirokova2501@gmail.com
Russia, Irkutsk

A. E. Saranchina

Institute of Biology, Irkutsk State University

Email: yuliashirokova2501@gmail.com
Russia, Irkutsk

Zh. M. Shatilina

Institute of Biology, Irkutsk State University; Baikal Research Centre

Email: yuliashirokova2501@gmail.com
Russia, Irkutsk; Russia, Irkutsk

N. D. Kashchuk

Institute of Biology, Irkutsk State University

Email: yuliashirokova2501@gmail.com
Russia, Irkutsk

M. A. Timofeyev

Institute of Biology, Irkutsk State University; Baikal Research Centre

Email: yuliashirokova2501@gmail.com
Russia, Irkutsk; Russia, Irkutsk

References

  1. Базикалова А.Я. 1945. Амфиподы озера Байкал // Тр. Байкал. лимнол. ст. Т. 11. С. 1.
  2. Бедулина Д.С., Шатилина Ж.М., Гурков А.Н. 2018. Физиологические и биохимические маркеры стресс-ответа эндемичных байкальских амфипод: современное состояние и перспективы исследований // Изв. Иркутск. гос. ун-та. Серия: Биология. Экология. Т. 23. С. 3.
  3. Механикова И.В. 2002. О расположении эстетасков – антеннальных сенсорных органов у некоторых видов байкальских амфипод (Crustacea, Amphipoda) // Экологические, физиологические и паразитологические исследования пресноводных амфипод. Сб. научн. трудов. Иркутск: Иркут. ун-т. С. 83.
  4. Механикова И.В. 2021. Кальцеолы – антеннальные сенсорные органы амфипод (Crustacea, Amphipoda, Gammaridea) озера Байкал // Зоол. журн. Т. 100. № 2. С. 134.
  5. Русинек О.Т., Тахтеев В.В., Гладкочуб Д.П. и др. 2012. Байкаловедение. Новосибирск. Наука. Т. 2.
  6. Сидоров Д.А. 2012. Pseudocrangonyx kseniae, новый вид амфипод (Crustacea, Pseudocrangonyctidae) из подземных вод южного приморья // Зоол. журн. Т. 91. № 1. С. 30.
  7. Arfianti T. 2020. Biodiversity and biogeography of Amphipod Crustaceans // Doctoral dissertation. ResearchSpace. Auckland. Электронный ресурс [URL: https://researchspace.auckland.ac.nz/handle/2292/ 53402].
  8. Breithaupt T., Thiel M. 2011. Chemical Communication in Crustaceans // Springer Science and Business Media. New York.
  9. Derby C.D., Kozma M.T., Senatore A., Schmidt M. 2016. Molecular mechanisms of reception and perireception in crustacean chemoreception: a comparative review // Chemical Senses. V. 41. № 5. P. 381. https://doi.org/10.1093/chemse/bjw057
  10. Derby C., Thiel M. 2014. The Natural History of the Crustacea. V. 3. Nervous systems and control of behavior. USA: Oxford Univ. Press. P. 263.
  11. Gurkov A., Rivarola-Duarte L., Bedulina D. et al. 2019. Indication of ongoing amphipod speciation in Lake Baikal by genetic structures within endemic species // BMC Evolution. Biol. V. 19. P. 1. https://doi.org/10.1186/s12862-019-1470-8
  12. Hallberg E., Johansson K.U.I., Elofsson R. 1992. The aesthetasc concept: structural vatiations of putative olfactory receptor cell complexes in Crustacea // Microscopy Res. Tech. V. 22. № 4. P. 325. https://doi.org/10.1002/jemt.1070220403
  13. Jamieson A.J., Fujii T., Mayor D.J. et al. 2010. Hadal trenches: the ecology of the deepest places on Earth // Trends in Ecol. and Evol. V. 25. № 3. P. 190. https://doi.org/10.1016/j.tree.2009.09.009
  14. Jaume D., Cartes J.E., Sorbe J.C. 1998. A new species of Bathymedon Sars, 1892 (Amphipoda: Oedicerotidae) from the western Mediterranean bathyal floor // Sci. Mar. V. 62. № 4. P. 341.
  15. Johansson K.U.I., Hallberg E. 1992. Male-specific structures in the olfactory system of mysids (Mysidacea; Crustacea) // Cell and Tissue Res. V. 268. № 2. P. 359.
  16. Kamio M., Derby C.D. 2017. Finding food: how marine invertebrates use chemical cues to track and select food // Natural Product Reports. V. 34. № 5. P. 514. https://doi.org/10.1039/C6NP00121A
  17. Kassambara A. 2020. ggpubr: ‘ggplot2’ based Publication Ready Plots // R Package Version 0.4.0. 2020. [URL: https://CRAN.R-project.org/package=ggpubr].
  18. Katoh K., Standley D.M. 2013. MAFFT multiple sequence alignment software version 7: improvements in performance and usability // Mol. Biol. and Evol. V. 30. № 4. P. 772. https://doi.org/10.1093/molbev/mst010
  19. Kaufmann R.S. 1994. Structure and function of chemoreceptors in scavenging lysianassoid amphipods // J. Crustacean Biol. V. 14. № 1. P. 54. https://doi.org/10.1163/193724094X00470
  20. Laverack M.S. 1988. The diversity of chemoreceptors // Sensory biology of aquatic animals. New York: Springer. P. 287. https://doi.org/10.1007/978-1-4612-3714-3_11
  21. Minh B.Q., Schmidt H.A., Chernomor O. et al. 2020. IQ-TREE 2: new models and efficient methods for phylogenetic inference in the genomic era // Mol. Biol. and Evol. V. 37. № 5. P. 1530. https://doi.org/10.1093/molbev/msaa015
  22. Moskalenko V.N., Neretina T.V., Yampolsky L.Y. 2020. To the origin of lake baikal endemic gammarid radiations, with description of two new Eulimnogammarus spp. // Zootaxa. V. 4766. № 3. P. 457. https://doi.org/10.11646/zootaxa.4766.3.5
  23. Naumenko S.A., Logacheva M.D., Popova N.V. 2017. Transcriptome-based phylogeny of endemic Lake Baikal amphipod species flock: fast speciation accompanied by frequent episodes of positive selection // Mol. Ecol. V. 26. № 2. P. 536. https://doi.org/10.1111/mec.13927
  24. Okonechnikov K., Golosova O., Fursov M., Team U. 2012. Unipro UGENE: a unified bioinformatics toolkit // Bioinformatics. V. 28. № 8. P. 1166. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts091
  25. Pravin S., Mellon D., Berger E.J., Reidenbach M.A. 2015. Effects of sensilla morphology on mechanosensory sensitivity in the crayfish // Bioinspir. Biomim. V. 10. № 3. P. 1. https://doi.org/10.1088/1748-3190/10/3/036006
  26. R Core Team. 2022. R: A language and environment for statistical computing // R Foundation for Statistical Computing. Vienna. Austria.
  27. Rivarola-Duarte L., Otto C., Jühling F. et al. 2014. A first glimpse at the genome of the Baikalian amphipod Eulimnogammarus verrucosus // J. Exp. Zool. Part B: Mol. and Develop. Evol. V. 322. № 3. P. 177. https://doi.org/10.1002/jez.b.22560
  28. Sainte-Marie B., Hargrave B.T. 1987. Estimation of scavenger abundance and distance of attraction to bait // Mar. Biol. V. 94. № 3. P. 431. https://doi.org/10.1007/BF00428250
  29. Schmidt M., Gnatzy W. 1984. Are the funnel-canal organs the ‘campaniform sensilla’ of the shore crab, Carcinus maenas (Decapoda, Crustacea)? // Cell and Tissue Res. V. 237. № 1. P. 81. https://doi.org/10.1007/BF00229202
  30. Schneider C.A., Rasband W.S., Eliceiri K.W. 2012. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis // Nat. Meth. V. 9. № 7. P. 671. https://doi.org/10.1038/nmeth.2089
  31. Urbschat N., Scholtz G. 2019. Comparative analysis of the antennae of three amphipod species with different lifestyles // Arthropod Struct. and Develop. V. 53. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.asd.2019.100886
  32. Vrijenhoek R. 1994. DNA primers for amplification of mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I from diverse metazoan invertebrates // Mol. Mar. Biol. Biotechnol. V. 3. P. 294.
  33. Watling L., Thiel M. 2013. The Natural History of the Crustacea. V. 1. Functional morphology and diversity. USA: Oxford Univ. Press.
  34. Wickham H. 2016. ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis. Berlin: Springer.
  35. Yu G., Smith D.K., Zhu H. et al. 2017. ggtree: an R package for visualization and annotation of phylogenetic trees with their covariates and other associated data // Methods in Ecol. and Evol. V. 8. № 1. P. 28. https://doi.org/10.1111/2041-210X.12628

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (2MB)
3.

Download (219KB)
4.

Download (34KB)
5.

Download (155KB)
6.

Download (1MB)
7.

Download (97KB)

Copyright (c) 2023 Ю.А. Широкова, А.Е. Саранчина, Ж.М. Шатилина, Н.Д. Кащук, М.А. Тимофеев

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».