ЭНТОМОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОЗРЕНИЕ, 100, 3, 2021
УДК 59.595.7б 575.2
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РАЗЛИЧИЯ
МЕЖДУ КОМАРАМИ CULEX VAGANS WIEDEMANN, 1828
И CULEX TORRENTIUM MARTINI, 1925
(DIPTERA, CULICIDAE)
© 2021 г. М. В. Федорова, 1* Е. В. Шайкевич, 2, 3** К. А. Сычева, 4***
А. В. Халин, 5**** И. М. Махинова, 6***** Л. А. Ганушкина 3******
1 Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребнадзора
ул. Новогиреевская, 3а, Москва, 111123 Россия
* e-mail: culicidae@mail.ru
2 Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН
ул. Губкина, 3, Москва, 119991 Россия
** e-mail: elenashaikevich@mail.ru
3 Институт медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний
им. Е. И. Марциновского Первого МГМУ им. И. М. Сеченова
ул. Малая Пироговская, 20, Москва, 119435 Россия
****** e-mail: lganushkina@mail.ru
4 Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
ул. Колмогорова, 1, стр. 12, Москва, 119192 Россия
*** e-mail: k.sycheva2019@gmail.com
5 Зоологический институт РАН
Университетская наб., 1, С.-Петербург, 199034 Россия
**** e-mail: hallisimo@yandex.ru
6 Читинская противочумная станция Роспотребнадзора
ул. Биологическая, 1, Чита, 672014 Россия
***** e-mail: mixer-i@mail.ru
Поступила в редакцию 29.10.2020 г.
После доработки 7.08.2021 г.
Принята к публикации 7.08.2021 г.
Для уточнения диагностики видов Culex vagans и C. torrentium изучены морфологические
особенности гениталий самцов, а также маркерные участки ДНК (COI и ITS2). Исследованы
бальзамные микропрепараты гениталий самцов данных видов из различных частей ареалов,
для генетического анализа использован спиртовой материал. Обнаружены морфологические
различия между гениталиями самцов C. vagans и C. torrentium в форме латеральной пластин-
ки фаллосомы. Генетические различия между видами составляют 3.5-3.6 % по участку гена
COI и 14 % по участку ядерного маркера ITS2. Последовательность ITS2 у C. vagans уста-
новлена впервые. Полученные данные могут быть использованы для определения C. vagans
и C. torrentium и уточнения их ареалов.
556
Ключевые слова: кровососущие комары, диагностика видов, гениталии самцов, молекулярная
филогения, COI, ITS2, Culicidae, Culex vagans, Culex torrentium.
DOI: 10.31857/S0367144521030059
Начиная с 90-х годов XX в. в странах Южной и Центральной Европы регулярно
регистрируют заболевания лихорадкой Западного Нила (ЛЗН) (Leggewie et al., 2016).
В Российской Федерации природные очаги заболевания находятся на территории Юж-
ного федерального округа, в Нижнем и Среднем Поволжье и некоторых областях цен-
трального региона (Platonov et al., 2014). Основные переносчики вируса Западного
Нила (ВЗН) - это кровососущие комары рода Culex Linnaeus, 1758, в том числе пред-
ставители группы pipiens: C. pipiens Linnaeus, 1758 и C. torrentium Martini, 1925
(Leggewie et al., 2016). Данные виды морфологически близки, из них первый встреча-
ется в Палеарктике повсеместно, тогда как ареал C. torrentium ограничен Европой и
Западной Сибирью (Виноградова, 1997). В отечественной литературе в течение дли-
тельного времени Culex torrentium чаще упоминался как C. exilis Dyar, 1924 (Вино-
градская, 1970; Гуцевич и др., 1970). Между тем название C. exilis, согласно ревизии,
проведенной Эдвардсом (Edwards, 1926), представляет собой синоним C. vagans
Wiedemann, 1828 (Гуцевич и др., 1970; Harbach, 1988). Culex vagans распространен в
восточной части Палеарктики (в том числе на юге Восточной Сибири и на Дальнем
Востоке РФ), очень сходен с C. torrentium (Гуцевич и др., 1970; Супин, 1983; Chong,
Wada, 1985), но не отмечен как переносчик ВЗН. Таким образом, название C. exilis
в России использовалось для двух видов - C. torrentium и C. vagans. В последние деся-
тилетия C. vagans стал упоминаться в списках видов кровососущих комаров европей-
ской части России (Горностаева, 2000; Будаева и др., 2014) и Западной Сибири (Маль-
кова и др., 2013), т. е. был указан для территорий, выходящих за пределы ранее
известного ареала данного вида. Цель нашей работы заключалась в уточнении диагно-
стических признаков, позволяющих надежно дифференцировать C. vagans и
C. torrentium.
Согласно литературным данным, Culex torrentium и C. vagans имеют ряд морфоло-
гических различий.
1. Признаки хетома личинки противоречивы. Так, Гуцевич с соавт. (Гуцевич и др.,
1970) указывают наличие 5 пар пучков волосков на сифоне у Culex vagans и 4 пар -
у C. torrentium. Р. Харбах (Harbach, 1988) же отмечает, что у C. vagans на сифоне мо-
жет быть как 4, так и 5 пучков, и предлагает дополнительные признаки для различе-
ния этих видов (строение волосков на груди, а также на 3-м, 4-м, 5-м и 10-м сегментах
брюшка).
2. Имаго Culex vagans характеризуется светлыми продольными полосами на перед-
ней поверхности передних и средних бедер и голеней, у C. torrentium таких полос нет
(Harbach, 1988). Однако Гуцевич с соавт. (Гуцевич и др., 1970) отмечают изменчивость
этого признака и наличие экземпляров C. vagans с едва выраженными полосами.
3. Гениталии самцов сем. Culicidae, как правило, имеют четкие видоспецифичные
морфологические признаки, но у Culex torrentium и C. vagans гениталии очень похожи
(Гуцевич и др., 1970). Р. Харбах (Harbach, 1988) указывает на различие в форме дор-
сальной и латеральной пластин фаллосомы, но не включает эти признаки в определи-
тельную таблицу и считает необходимым проведение дополнительных исследований.
Кроме того, данный автор отметил следующие различия в строении генитального ап-
557
парата: лопасти IX тергита с 6-14 щетинками у C. vagans и 5-11 - у C. torrentium,
на бородавке коксита уплощенная щетинка на вершине заострена у C. vagans и
округлая - у C. torrentium.
Генетический анализ подтверждает различия между Culex pipiens и C. torrentium
(Федорова, Шайкевич, 2007; Becker et al., 2012; Danabalan et al., 2012), а также между
C. pipiens и С.vagans (Wang et al., 2012; Maekawa et al., 2016), но специальных сравни-
тельных генетических исследований в отношении C. torrentium и C. vagans не прово-
дили.
В работе были поставлены следующие задачи: изучить строение генитального аппа-
рата самцов методами световой и растровой электронной микроскопии, а также про-
вести молекулярно-генетический анализ двух маркерных участков ДНК. Один из них
находится в области митохондриального гена цитохромоксидазы (COI) и ранее был
рекомендован для диагностики C. pipiens и C. torrentium (Shaikevich, 2007; Danabalan
et al., 2012), а также использован в Китае, Японии и Южной Корее для определения
C. vagans (Wang et al., 2012; Maekawa et al., 2016). Второй маркерный участок, распо-
ложенный в высоко вариабельной области транскрибируемого спейсера рибосомной
РНК (ITS2), также применяли для определения видов рода Culex (Miller et al., 1996),
в том числе C. pipiens и C. torrentium в России (Федорова, Шайкевич, 2007). Использо-
вание маркеров ядерной ДНК, в частности ITS2, позволяет избежать ошибок видовой
идентификации в случаях митохондриальной интрогрессии при гибридизации близ-
ких видов (Абрамсон, 2007).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Работа выполнена в лаборатории паразитологии и в Центре коллективного пользования
«Таксон» Зоологического института РАН (ЗИН), а также в лаборатории природно-очаговых ин-
фекций ЦНИИ эпидемиологии и в Институте общей генетики РАН. Использованы материалы
фондовых коллекций ЗИН (спиртовой материал, бальзамные микропрепараты), Института Ме-
дицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний (ИМПТиТЗ) (спиртовой
материал), сборы сотрудников Читинской Противочумной станции (спиртовой материал).
Морфологический анализ. Изучены бальзамные микропрепараты гениталий самцов 2 ви-
дов: Culex vagans (17 экз.) и C. torrentium (10 экз.).
Culex vagans. Россия. Забайкальский край: Каларский р-н, пос. Чара, 1 ♂ (№ 1704). Амурская
обл.: г. Зея, 06.IX.1970, 1 ♂ (№ 7) (ИМПТиТЗ). Хабаровский край: Верхнебуреинский р-н, пос.
Ургал, 4 ♂ (№№ 1392, 1394, 1494, 1498). Приморский край: г. Уссурийск, 2 ♂ (№№1170, 1254);
Хасанский р-н, заповедник «Кедровая падь», 8 ♂ (№№ 1253, 1384-1387, 1391, 1393, 1975). Ки-
тай. Пров. Ляонин, Далянь, 1 ♂ (№ 1390) (ЗИН).
Culex torrentium. Чехия. 1 ♂ (№ 1406). Россия. Ленинградская обл., 4 ♂ (№№ 277, 1169, 1400,
1402). Ставропольский край: г. Ессентуки, 1 ♂; г. Кисловодск, 1 ♂ (№ 1401). Оренбургская обл.:
г. Оренбург, 22.VI.1935, 1 ♂. Томская обл.: г. Томск, 2 ♂ (№№ 1921, 1922).1
Фотографии препаратов (1-4 фотографии каждого препарата) получали с помощью светового
микроскопа Leica MZ95 и видеокамеры Leica DFC320. Обработку фотографий осуществляли в
программе Helicon Focus 7. Всего было проанализировано 79 фотографий.
1 Бальзамные микропрепараты Culex torrentium из Оренбурга, Томска, Ессентуков, Кисловодска и Ленин-
градской обл. (№№ 277, 1169, 1400) были подписаны как Culex exilis или Culex exilis = C. torrentium.
558
С целью уточнения строения пластин фаллосомы использовали растровый электронный ми-
кроскоп (РЭМ) Hitachi TM-1000. Были изучены 3 самца Culex torrentium и 2 самца C. vagans из
коллекции ЗИН. Мы препарировали экземпляры при помощи вольфрамовых игл, микрохирурги-
ческих ножниц и пинцета под бинокулярным микроскопом Leica MZ95, затем фиксировали на
специальных столиках двухсторонним скотчем (Халин, 2009).
Генетический анализ. Всего исследовано 9 экз. Culex vagans. Забайкальский край: Шилкин-
ский р-н, пос. Галкино, VII.2019, 2 личинки (№№ 1.2 и 1.3). Окр. Читы, IX.2019, 1 ♀ (№ 3).
Оловянинский р-н, р. Олон, V.2019, 1 ♀ (№ 4) (Читинская противочумная станция). Амурская
обл.: г. Зея, сборы 1970 г., 1 ♂ (№ 7), 2 ♀ (№№ 5 и 6) (ИМиТМ). Приморский край: с. Красный Яр,
22.VII.1939, 2 личинки (№№ 8 и 9) (ЗИН).
Выделение ДНК проводилось с использованием набора DIAtom™ DNA Prep («Изоген», Мо-
сква), ПЦР-набора Evrogen Encyclo PCR kit («Евроген», Москва). Для амплификации ITS2 ис-
пользовали праймеры 5.8S и 28S (Porter, Collins, 1991). Размер ПЦР-фрагмента составляет для
Culex torrentium - 410 п. н. и для C. vagans - 414 п. н. Участок гена цитохромоксидазы I (COI)
размером около 750 п. н. амплифицировали с помощью праймеров TY-J-1460 (Simon et al., 1994)
и COI-R (Shaikevich, 2007). ПРЦ-продукты выделяли из 1%-ного агарозного геля с помощью
набора Clean up extraction kit («Евроген», Москва) для последующего секвенирования с BigDye
Termination kit 3.1 (Applied Biosystems, США). Вновь полученные последовательности гена COI
зарегистрированы в ГенБанке (The National Center for Biotechnology Information) под номерами
MT711531-MT711536, последовательности локуса ITS2 - под номерами MT711188-MT711190.
Для анализа нуклеотидных последовательностей были применены программы ChromasPro,
BLASTN, ClustalW, MAFFT v. 6, MEGA v. 6. Филогенетические деревья построены с использо-
ванием метода Neighbor-Joining, эволюционные расстояния рассчитаны методом Maximum
Composite Likelihood в программе MEGA v. 6 (Tamura et al., 2013). Результаты сравнивались с
данными, полученными ранее для Culex torrentium и C. pipiens (Федорова, Шайкевич, 2007;
Shaikevich, Zakharov, 2010), а также с последовательностями ДНК C. vagans и видов рода Culex,
отобранными из ГенБанка. Соответствующие регистрационные номера представлены на ден-
дрограммах. Статистическую достоверность ветвей филогенетических деревьев оценивали бут-
стреп-методом (1000 итераций). Генетические различия вычисляли как уровень эволюционной
дивергенции между последовательностями и анализировали в программе MEGA v. 6 (Tamura et
al., 2013).
РЕЗУЛЬТАТЫ
Морфологический анализ. Исследование гениталий самцов Culex vagans и
C. torrentium показало, что у обоих видов парапрокт имеет длинные, серповидно
изогнутые, склеротизованные базальные отростки, расположенные симметрично от-
носительно фаллосомы (рис. 1, A-Е). Форма, длина и кривизна отростков практически
одинаковы у обоих видов. Фаллосома представлена тремя отделами: вентральной,
дорсальной и латеральной пластинками. Вентральная пластинка (ventral arm) имеет
заостренный дистальный конец, и по форме одинакова у C. vagans и C. torrentium.
Дорсальная пластинка (dorsal arm) в дистальной части у обоих видов также имеет
сходную листовидную форму (рис. 1, В, Г, Д, Е). Латеральная пластинка представлена
структурой сложной формы. У C. torrentium латеральная пластинка широкая, дисталь-
ный конец покрыт многочисленными шипиками, а у C. vagans - узкая, с редкими
шипиками. У основания латеральной пластинки C. torrentium развит широкий базаль-
ный выступ, который в 1.3-1.6 раза короче дистальной части пластинки; конец высту-
па тупой, угол между основанием выступа и дистальной частью пластинки острый
(рис. 1, Г, Е). У C. vagans этот выступ узкий, сужающийся к концу, в 2-2.5 раза короче
дистальной части, угол между основанием выступа и дистальной частью пластинки
559
Рис. 1. Гениталии самцов Culex vagans Wiedemann (А, В, Д)
и C. torrentium Martini (Б, Г, Е).
А, Б - под сканирующим электронным микроскопом; В, Г - под световым микроскопом; Д, Е - схема.
А, В-Е - вид снизу; Б - вид сзади.
b. l. par - базальный вырост парапрокта; d. a. ph и v. a. ph - дорсальная и вентральная пластинки
фаллосомы; l. pl - латеральная пластинка; par - парапрокты.
560
прямой (рис. 1, В, Д). Гениталии самцов из коллекции ЗИН, подписанные как Culex
exilis или Culex exilis = C. torrentium, по строению идентичны таковым C. torrentium.
Экземпляр имаго ♂ № 7 из коллекции ИМПТиТЗ по строению гениталий определен
нами как C. vagans.
Генетический анализ. При сравнении нуклеотидных последовательностей гена
COI мтДНК Culex vagans с таковыми C. torrentium и C. pipiens обнаружены 21 или
22 нуклеотидные замены в паре C. vagans и C. pipiens и 22-25 замен в паре C. vagans и
C. torrentium. Различия между C. vagans и C. torrentium составили 3.5-3.6 %, что соот-
ветствует уровню межвидовых различий и незначительно превышает уровень разли-
чий между C. pipiens и C. torrentium (табл. 1). Определение имаго ♂ № 7 и личинок
№№ 1.2 и 1.3 как C.vagans по морфологическим признакам подтверждено анализом
маркерного участка COI (ГенБанк, №№ MT711531 и MT711532).
На филогенетической дендрограмме Culex vagans, C. pipiens и C. torrentium образу-
ют отдельные кластеры, внешняя группа представлена видами группы sitiens подрода
Culex: C. pseudovishnui Colless, 1957; C. tritaeniorhynchus Giles, 1901 и C. vishnui
Theobald, 1901 (рис. 2).
Сравнение последовательностей ДНК гена COI экземпляров Culex vagans выявило
6 митохондриальных гаплотипов (ГенБанк, №№ с MT711531 по MT711536). Среди
них 3 гаплотипа отмечено в материале из Забайкалья (2019 г.), 2 - из Амурской обл.
(1970 г.) и 1 - из Приморья (1939 г.) (см. рис. 2). Полученные последовательности
C. vagans отличаются от таковых из Южной Кореи на 0.3 %, из Японии - на 0.5 % и из
КНР - на 1.3 %, что соответствует уровню внутривидовой изменчивости данного
участка ДНК. В целом на исследованном участке гена COI различия между особями
C. vagans из географически удаленных популяций варьировали от 0.3 до 1.6 %
(табл. 2). Разнообразие последовательностей ДНК гена COI среди наших 9 экз.
C. vagans составило 0.2 % (см. табл. 2). Для C. vagans из Южной Кореи и Японии так-
же характерна изменчивость мтДНК в пределах одной популяции (см. рис. 2, табл. 2).
При сравнении ядерной ДНК мы исследовали область ITS2 кластера генов
рРНК и в последовательностях у Culex vagans, C. torrentium и C. pipiens обнаружены
замены нуклеотидов, делеции и вставки (рис. 3). Генетические отличия C. vagans
от C. torrentium и C. pipiens (биотипы ‘pipiens’ и ‘molestus’ Forskal, 1775) составляют
соответственно
14 и
17
% (см. табл.
1). Culex vagans образует отдельный
Таблица 1. Межвидовые и внутривидовые (отмечены полужирным шрифтом) генетические
различия в роде Culex L. на основе анализа гена COI и ITS2
COI
ITS2
Вид
C. vagans
C. torrentium
C. pipiens
C. vagans
C. torrentium
C. pipiens
C. vagans Wiedemann
0.00483
0.004*
0.001*
0.00410
0.008*
0.006*
C. torrentium Martini
0.03471
-
-
0.14145
-
-
C. pipiens L.
0.03666
0.01300
-
0.17276
0.14487
-
C. vishnui Theobald
0.07310
0.08435
0.08347
0.18067
0.14284
0,14796
Примечание. * - данные по: Шайкевич, 2015.
561
Рис. 2. Филогенетическая дендрограмма видов группы pipiens по данным анализа
нуклеотидных последовательностей митохондриального гена COI.
кластер на дендрограмме, значительно отличаясь от кластеров C. torrentium,
C. pipiens и C. vishnui (рис. 4). В ГенБанке нет зарегистрированных последовательно-
стей ITS2 C. vagans из других регионов. У исследованных нами экземпляров
C. vagans ДНК в области ITS2 мало вариабельна, внутривидовые различия составляют
0.4
% (см. табл.
1).
Нами обнаружено
3 гаплотипа.
1-й (ГенБанк
№ MT711188) найден у 3 экз. из Забайкалья (№№ 1.2, 3 и 4). 2-й (ГенБанк
562
Таблица 2. Межпопуляционные и внутрипопуляционные (отмечены полужирным шрифтом)
генетические различия у Culex vagans Wiedemann на основе анализа гена COI
Страна происхождения популяции
Россия
Южная Корея
Япония
C. vagans
Россия
0.00187
0.0047
0.0092
Южная Корея
0.00312
-
-
Япония
0.00528
0.00716
-
Китай
0.01329
0.01483
0.01687
№ MT711189), отличающийся от 1-го одной мутацией (С325Т), обнаружен у всех
3 экз. из Амурской обл. (№№ 5, 6 и 7) и 1 экз. из Забайкалья (№ 1.3). 3-й гаплотип
(ГенБанк № MT711190) найден среди экземпляров C. vagans из Приморья и характе-
ризуется отсутствием одного из 6 микросателлитных повторов АС в районе сайтов
168-180.
ОБСУЖДЕНИЕ
Culex vagans, C. torrentium, а также C. pipiens относятся к группе pipiens подрода
Culex, но принадлежат к разным подгруппам: C. torrentium и C. vagans - к подгруппе
trifilatus, а C. pipiens - к подгруппе pipiens (Harbach, 2011). Однако по мнению Р. Хар-
баха (Harbach, 1988), среди видов своей подгруппы C. vagans занимает особое место,
отличаясь от них и от C. pipiens наличием продольных полос на передних и средних
бедрах и голенях. Этот признак сближает C. vagans с видами подгруппы theileri. Про-
веденный нами филогенетический анализ также подтверждает, что C. vagans эволю-
ционно далек как от C. pipiens, так и от C. torrentium, и генетические различия между
C. torrentium и C. pipiens меньше, чем между C. vagans и каждым из указанных видов.
Сложности диагностики Culex vagans по морфологическим признакам были извест-
ны и ранее. Так, Culex tipuliformis Theobald, 1901, синоним C. vagans, был включен в
список видов фауны Турции в 1931 г. Мартини (Martini, 1931, цит. по: Harbach, 1988)
на основании признаков гениталий самцов. Повторное изучение данных препаратов
показало принадлежность исследуемых экземпляров к C. torrentium (Mattingly, 1955).
В Египте из-за наличия светлых полосок на передних и средних бедрах и голенях на-
звание C. vagans ошибочно относили к Culex theileri Theobald, 1903 (Ramsdale et al.,
2001).
Проведенные нами исследования подтвердили результаты Р. Харбаха (Harbach,
1988): диагностические различия в строении гениталий самцов Culex vagans и
C. torrentium заключаются в форме латеральной пластинки фаллосомы. Харбах иссле-
довал экземпляры из Афганистана, Ирана, Гонконга и 1 экз. из России (Владивосток)
- лектотип C. exilis. В нашей работе этот список расширен за счет материала из других
частей ареала, расположенных на юге Восточной Сибири и на Дальнем Востоке Рос-
сии. Кроме того, морфологические данные нами подтверждены высоким уровнем ге-
нетических различий по митохондриальному и ядерному маркерам, что позволяет ис-
пользовать указанные морфологические признаки для различения C. vagans и
C. torrentium.
563
564
Рис. 4. Филогенетическая дендрограмма форм группы pipiens по данным анализа
нуклеотидных последовательностей области ITS2 кластера генов рРНК.
565
Хотя небольшой объем материала не позволяет делать выводы относительно разно-
образия популяций Culex vagans, интересно отметить генетические различия между
экземплярами, собранными в трех регионах с временными промежутками в 30-80 лет.
В каждой выборке выявлены митохондриальные гаплотипы, не повторяющиеся у осо-
бей из других выборок. Одинаковые ядерные гаплотипы обнаружены у особей, со-
бранных в Забайкалье и Амурской обл. с интервалом в 50 лет. Образцы 1939 г. из При-
морья практически идентичны по исследованным генетическим маркерам, но
отличаются от экземпляров из других областей. Наиболее разнообразна ДНК у экзем-
пляров, собранных в Забайкалье в 2019 г.: у них обнаружены 3 митохондриальных и
2 ядерных гаплотипа. Расстояния между точками сбора позволяют предполагать про-
странственную изоляцию особей и независимое накопление мутаций со временем.
Такая географическая изменчивость, однако, не превышает обычный порог внутриви-
довой и свидетельствует о наличии единой популяции C. vagans на востоке России.
Такое же разнообразие мтДНК было выявлено у C. torrentium (Shaikevich, Zakharov,
2010). В отличие от C. vagans и C. torrentium, у C. pipiens наблюдается крайне низкий
уровень полиморфизма мтДНК при отсутствии снижения разнообразия ядерной ДНК,
что связывают с инфекцией симбиотической бактерией Wolbachia (Shaikevich,
Zakharov, 2010).
В Европе недавние исследования показали, что Culex torrentium - более эффектив-
ный переносчик ВЗН, чем C. pipiens (Hesson et al., 2014; Zittra et al., 2016). Напротив,
C. vagans не входит в число переносчиков арбовирусных инфекций (Karthika et al.,
2018). В средней полосе европейской части России вспышки ЛЗН наблюдаются регу-
лярно в ряде областей, в том числе Воронежской, Липецкой, Саратовской и Ульянов-
ской (Путинцева и др., 2020). Точное определение переносчиков ВЗН имеет большое
значение для мониторинга их численности и прогнозирования эпидемической ситуа-
ции. Проведенные нами исследования подтвердили отсутствие C. vagans на террито-
рии европейской части России и Западной Сибири, однако изученный материал недо-
статочен для того, чтобы делать окончательные выводы. Полученные данные могут
послужить основой для определения современных границ ареалов C. torrentium и
C. vagans и уточнения видового состава переносчиков ЛЗН в очагах заболевания.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Подтверждены различия в строении генитального аппарата самцов Culex vagans
и C. torrentium: у первого вида латеральная пластинка фаллосомы и расположенный
на ней базальный выступ более узкие.
2. Генетические отличия Culex vagans от C. torrentium составляют 3.5-3.6 % на ис-
следованном участке гена COI и 14 % в области ITS2. Последовательность ITS2
у C. vagans установлена впервые.
3. Полученные данные могут быть использованы для различения Culex vagans и
C. torrentium и уточнения их ареалов.
ФИНАНСИРОВАНИЕ
Работа выполнена на базе Центра коллективного пользования «Таксон» при под-
держке Государственной темы «Пути формирования видового, таксономического и
морфоэкологического разнообразия паразитических и кровососущих членистоногих»
566
(Гос. регистрационный номер: АААА-А17-117030310209-7) с использованием уни-
кальной фондовой коллекции Зоологического института РАН, а также при финансо-
вой поддержке проекта № 0112-2019-0002 «Генетические технологии в биологии, ме-
дицине, сельскохозяйственной и природохозяйственной деятельности».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Абрамсон Н. И. 2007. Филогеография: итоги, проблемы, перспективы. Вестник Вавиловского общества ге-
нетики и селекции 11 (2): 307-331.
Будаева И. А., Колупаев А. С., Веслевская Е. Ю., Болгова А. В. 2014. К таксономическому составу и изучен-
ности кровососущих комаров (Diptera, Culicidae) Воронежской области. В кн.: С. П. Гапонова (ред.)
Современные проблемы зоологии и паразитологии. Воронеж: Издательство «Дом ВГУ», с. 21-29.
Виноградова Е. Б. 1997. Комары комплекса Culex pipiens в России (таксономия, распространение, экология,
физиология, генетика, практическое значение и контроль). Л.: Зоологический институт РАН, 307 с.
(Труды Зоологического института РАН, т. 271).
Виноградская О. Н. 1970. К нахождению Culex torrentium Martini (Culex exilis Dyar) в Подмосковье. Меди-
цинская паразитология и паразитарные болезни 4: 502-504.
Горностаева Р. М. 2000. Список комаров (сем. Culicidae) европейской части России. Паразитология 34 (5):
428-433.
Гуцевич А. В., Мончадский А. С., Штакельберг А. А. 1970. Фауна СССР. Насекомые двукрылые. Л.: Наука,
384 с. (Труды Зоологического института АН СССР. Т. 3, вып. 4).
Кухарчук Л. П. 1980. Кровососущие комары (Diptera, Culicidae) Сибири. Систематика. Новосибирск: Наука,
223 с.
Малькова М. Г., Якименко В. В., Винарская Н. П., Немчинова Н. Н., Михайлова О. А. 2013. Кровососущие
комары Западной Сибири: фауна, систематика, особенности экологии, методы полевых и лаборатор-
ных исследований: методическое пособие. Омск: ООО ИЦ «Омский научный вестник», 80 с.
Путинцева Е. В., Алексейчик И. О., Чеснокова С. Н., Удовиченко С. К., Бородай Н. В., Никитин Д. Н., Агар-
кова Е. А., Батурин А. А., Шпак И. М., Фомина В. К., Несговорова А. В., Смелянский В. П., Викторов
Д. В., Топорков А. В. 2020. Результаты мониторинга возбудителя лихорадки Западного Нила в Россий-
ской Федерации в 2019 г и прогноз развития эпидемической ситуации на 2020 г. Проблемы особо
опасных инфекций 1: 51-60.
Супин В. И. 1983. Кровососущие комары (Diptera, Culicidae) Восточного Забайкалья. Автореферат диссерта-
ции на соискание ученой степени кандидата биологических наук. М., 28 с.
Федорова М. В., Шайкевич Е. В. 2007. Морфологические и молекулярно-генетические различия имаго кома-
ров Culex torrentium и C. pipiens (Diptera, Culicidae) Московского региона. Энтомологическое обозре-
ние 86 (1): 32-41.
Халин А. В. 2009. Трехмерность формы гениталий самцов комаров в диагностике видов рода Aedes Meigen,
1818 (Diptera, Culicidae). Паразитология 43 (5): 389-410.
Шайкевич Е. В. 2015. Генетическая идентификация близкородственных видов насекомых и роль симбионтов
в их эволюции (на примере комплекса видов Culex pipiens и Adalia spp.). Автореферат диссертации на
соискание ученой степени доктора биологических наук. М.: Институт общей генетики РАН, 45 с.
Becker N., Jost A., Weitzel T. 2012. The Culex pipiens complex in Europe. Journal of the American Mosquito
Control Association 28 (4s): 53-67. doi: 10.2987 / 8756-971X-28.4s.53
Chong Y. J., Wada Y. 1985. Seasonal prevalence of the vector mosquitoes of Japanese encephalitis virus in
Kyungpook Province, Korea. The Korean Journal of Parasitology 23 (1): 139-150.
Dahl C. 1988. Taxonomic studies on Culex pipiens and Culex torrentium. Biosystematics of Haematophagous
Insects 37: 149-172.
Danabalan R., Ponsonby D. J., Linton Y. M. 2012. A critical assessment of available molecular identification tools
for determining the status of Culex pipiens s. l. in the United Kingdom. Journal of the American Mosquito
Control Association 28 (4s): 68-74. https://doi.org/10.2987/8756-971X-28.0.68
Edwards F. W. 1926. Una revisione delle zanzare delle regioni paleartiche. Rivista di Malariologia 5: 1-152.
567
Harbach R. 1988. The mosquitoes of the subgenus Culex in Southwestern Asia and Egypt (Diptera: Culicidae).
Contribution of the American Entomological Institute 24 (1): 1-239.
Harbach R. 2011. Classification within the cosmopolitan genus Culex (Diptera: Culicidae): The foundation for
molecular systematics and phylogenetic research. Acta Tropica
120
(1-2): 1-14. doi: 10.1016/j.
actatropica.2011.06.005
Hesson J. C., Rettich F., Merdíc E., Vignjevíc G., Ostman O., Schäfer M., Schaffner F., Foussadier R., Besnard G.,
Medlock J., Scholte E.-J., Lundström J. O. 2014. The arbovirus vector Culex torrentium is more
prevalent than Culex pipiens in northern and central Europe. Medical and Veterinary Entomology 28:
179-186.
Karthika P., Vadivalagan C., Thirumurugan D., Kumar R. R., Murugan K., Canale A., Benelli G. 2018. DNA
barcoding of five Japanese encephalitis mosquito vectors (Culex fuscocephala, Culex gelidus, Culex
tritaeniorhynchus, Culex pseudovishnui and Culex vishnui). Acta Tropica 183: 84-91. doi: 10.1016/j.
actatropica.2018.04.006
Leggewie M., Badusche M., Rudolf M., Jansen S., Börstler J., Krumkamp R., Huber K., Krüger A., Schmidt-
Chanasit J., Tannich E., Becker S. C. 2016. Culex pipiens and Culex torrentium populations from Central
Europe are susceptible to West Nile virus infection. One Health 2: 88-94. doi: 10.1016/j.onehlt.2016.04.001
Maekawa Y., Ogawa K., Komagata O., Tsuda Y., Sawabe K. 2016. DNA barcoding for molecular identification of
Japanese mosquitoes. Medical Entomology and Zoology 67 (3): 183-198. doi: 10.7601/mez.67.183
Mattingly P. F. 1955. Mosquitoes (Diptera: Culicidae) from the Tropical Institute at Hamburg. Proceedings of the
Royal Entomological Society of London. Series B. Taxonomy 24: 27-33.
Miller B. R., Crabtree M. B., Savage H. M. 1996. Phylogeny of fourteen Culex mosquito species, including the
Culex pipiens complex, inferred from the internal transcribed spacers of ribosomal DNA. Insect Molecular
Biology 5: 93-107. doi: 10.1111/j.1365-2583.1996.tb00044.x
Platonov A. E., Tolpin V. A., Gridneva K. A., Titkov A. V., Platonova O. V., Kolyasnikova N. M., Busani L.,
Rezza G. 2014. The incidence of West Nile disease in Russia in relation to climatic and environmental
factors. International Journal of Environmental Research and Public Health 11 (2): 1211-1232. doi: 10.3390/
ijerph110201211
Porter C. H., Collins F. H. 1991. Species-diagnostic differences in a ribosomal DNA internal transcribed spacer from
the sibling species Anopheles freeborni and Anopheles hermsi (Diptera: Culicidae). The American Journal of
Tropical Medicine and Hygiene 45: 271-279.
Ramsdale C. D., Alten B., Çaglar S. S., Ozer N. 2001. A revised, annotated checklist of the mosquitoes (Diptera,
Culicidae) of Turkey. European Mosquito Bulletin 9: 18-27.
Tamura K., Stecher G., Peterson D., Filipski A., Kumar S. 2013. MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis
version 6.0. Molecular Biology and Evolution 30: 2725-2729. doi: 10.1093/molbev/mst197
The National Center for Biotechnology Information. [URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/].
Shaikevich E. V. 2007. PCR-RFLP of the COI gene reliably differentiates Cx. pipiens, Cx. pipiens f. molestus and
Cx. torrentium of the Pipiens Complex. European Mosquito Bulletin 23: 25-30.
Shaikevich E. V., Zakharov I. A. 2010. Polymorphism of mitochondrial COI and nuclear ribosomal ITS2 in Culex
pipiens complex and in Culex torrentium (Diptera, Culicidae). Comparative Cytogenetics 4 (2): 161-174.
http://dx.doi.org/10.3897/compcytogen.v4i2.45
Simon C., Frati F., Beckenbach A., Crespi B., Liu H., Flook P. 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 87 (6): 651-701.
Wang G., Li C., Guo X., Xing D., Dong Y., Wang Z., Zhang Y., Liu M., Zheng Z., Zhang H., Zhu X., Wu Z.,
Zhao T. 2012. Identifying the main mosquito species in China based on DNA barcoding. PLoS One 7 (10):
e47051. doi: 10.1371/journal.pone.004705
Zittra C., Flechl E., Kothmayer M., Vitecek S., Rossiter H., Zechmeister T., Fuehrer H.-P. 2016. Ecological
characterization and molecular differentiation of Culex pipiens Complex taxa and Culex torrentium in Eastern
Austria. Parasites & Vectors 9: 197. doi: 10.1186/s13071-016-1495-4
568
MORPHOLOGICAL AND GENETIC DIFFERENCES BETWEEN
MOSQUITOES CULEX VAGANS WIEDEMANN, 1828
AND CULEX TORRENTIUM MARTINI, 1925 (DIPTERA, CULICIDAE)
M. V. Fedorova, E. V. Shaikevich, K. A. Sycheva, A. V. Khalin, I. M. Makhinova,
L. A. Ganushkina
Key words: mosquitoes, identification, male genitalia, molecular phylogeny, COI, ITS2,
Culicidae, Culex vagans, Culex torrentium.
SUMMARY
Culex torrentium and C. vagans are morphologically similar mosquito species, for which the
name C. exilis was used in Russia for several decades. The aim of the work was to compare the male
genitalia and to analyze genetic differences for separation of C. vagans and C. torrentium. We examined
specimens of C. vagans and C. torrentium sampled in different parts of the species ranges. The results
show that C. vagans is readily distinguished from C. torrentium by the shape of the lateral plates of
the phallosome. Genetic differences between the species are 3.5-3.6% for the COI gene and 14% for
the ITS2 nuclear marker and reliably differentiate C. vagans from C. torrentium. The ITS2 sequence
of C. vagans is determined for the first time. The data obtained can be used to separate C. vagans and
C. torrentium and to specify their ranges.
569