Биология моря, 2020, T. 46, № 1, стр. 32-36

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Изучены кариотипы восьми экземпляров вида Microcottus sellaris (3 самки, 3 самца и 2 неполовозрелые особи), пойманных в Японском море в зал. Восток с помощью сачка, в зал. Ольга мальковым неводом и в Охотском море в зал. Одян на удочку. Идентификацию особей проводили по внешним морфологическим признакам.

Материалом для работы послужили хромосомные препараты, приготовленные по методу воздушного высушивания (Kligerman, Bloom, 1977) с небольшими модификациями. Гипотонический раствор подогревали до температуры 37°С. Время гипотонирования суспензии было увеличено до 40 мин. Хромосомы окрашивали рутинно 4% раствором красителя Гимза (Giemsa), затем анализировали их качество под микроскопом и готовили серии препаратов для подробного анализа.

В метафазных пластинках выделяли хромосомы нескольких морфологических типов. Равноплечие метацентрические (М) и неравноплечие субметацентрические (СМ) хромосомы относили к двуплечим, субтелоцентрические (СТ) с очень коротким вторым плечом и акроцентрические (А) с невидимым вторым плечом – к одноплечим хромосомам. Для сравнительного анализа использовали описанные ранее кариотипы керчаков рода Myoxocephalus: снежного M. brandtii, охотского M. ochotensis, многоиглого M. polyacanthocephalus, дальневосточного M. stelleri и керчака-яока M. jaok (см.: Морева, Борисенко, 2017).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Описание кариотипа Microcottus sellaris составлено по результатам анализа 228 рутинно окрашенных метафазных пластинок. Кариотип содержит 42 хромосомы (2n), включает 2 М, 2 СМ, 32 СТ и 6 А хромосом; число хромосомных плеч (NF) – 46 (рис. 1).

Рис 1.

Кариограмма седловидного бычка Microcottus sellaris из Охотского и Японского морей: 2n = 42, NF = 46. Условные обозначения: М – мета-, СМ – субмета-, СТ – субтело-, А – акроцентрические хромосомы. Увеличение: 10 × 100.

Двуплечие хромосомы седловидного бычка представлены парой М хромосом (рис. 1, пара 1), которые хорошо идентифицируются во всех изученных метафазных пластинках. Пара 2 – крупные СМ хромосомы (рис. 1). Ряд одноплечих хромосом состоит из двух пар крупных СТ хромосом (рис. 1, пары 3 и 4). Эти хромосомы и СМ хромосомы пары 2 сходны по размеру, они значительно больше, чем М хромосомы пары 1. Остальные 14 пар СТ хромосом (пары 5–18) выделены в плавно уменьшающийся по размерам ряд. В порядке уменьшения размеров также расположены А хромосомы (рис. 1, пары 19–21).

Пары М, СМ хромосом и две пары крупных СТ хромосом хорошо идентифицируются во всех исследованных метафазных пластинках и рассматриваются нами как маркерные в кариотипе M. sellaris.

Изменчивости по числу и морфологии хромосом не обнаружено, различия между кариотипами самцов и самок не выявлены. Встречаемость отдельных клеток с меньшим или большим числом хромосом можно объяснить методическими погрешностями при изготовлении препаратов.

ОБСУЖДЕНИЕ

Морфологические признаки седловидного бычка характеризуются значительной изменчивостью. Вследствие этого экземпляры Microcottus sellaris из разных мест обитания описывали как отдельные виды. Среди них Porocottus quadratus Bean, 1898, который был выловлен в прибрежных водах о-ва Беринга (Командорские острова, Берингово море); Myoxocephalus parvulus Gilbert, Burke, 1912, пойманный в б. Преображения (северное Приморье) Японского моря и на литорали о-ва Медный (Командорские острова, Берингово море) (Линдберг, Красюкова, 1987; Парин и др., 2014; Fricke et al., 2018). Экземплярам, выловленным в прибрежье Шантарских островов, в Пенжинской губе и в северной части Охотского моря, был присвоен подвидовой статус: Porocottus ochotensis sellaris Schmidt, 1929 (Парин и др., 2014). Проведенное нами исследование M. sellaris из Охотского (Тауйская губа) и Японского (заливы Ольга и Восток) морей показало, что кариотипы особей идентичны: 2n = 42, NF = 46 (рис. 1).

Несмотря на значительное морфологическое сходство M. sellaris и видов рода Myoxocephalus, седловидный бычок отличается от них отсутствием щели или отверстия в виде поры за четвертой жаберной дугой, изогнутыми верхними предкрышечными шипами (у Myoxocephalus они всегда прямые) и наличием очень широкой кожистой перепонки, соединяющей брюшные плавники с брюхом (Шмидт, 1950; Андрияшев, 1954; Неелов, 1979; Линдберг, Красюкова, 1987; Mecklenburg et al., 2002, 2016).

На основании проведенного анализа выявлены сходства и различия кариотипов седловидного бычка и видов рода Myoxocephalus (табл. 1). M. sellaris (2n = 42) отличается от дальневосточных видов рода Myoxocephalus, за исключением M. ochotensis (2n = 42), по числу хромосом (охотоморский M. stelleri – 2n = 44, M. brandtii – 2n = 44, япономорский M. stelleri – 2n = 40, M. polyacanthocephalus – 2n = 40, M. jaok – 2n = 24). Как и у большинства керчаков, кариотип M. sellaris состоит преимущественно из одноплечих хромосом. Обнаруженное отличие седловидного бычка от видов рода Myoxocephalus по 2n может являться следствием разного числа робертсоновских транслокаций, произошедших в процессе эволюции их хромосомных наборов. Проведенные ранее исследования керчаковых рыб показали, что робертсоновские транслокации – это основной механизм эволюционного изменения кариотипов не только видов рода Myoxocephalus, но и представителей родов Megalocottus и Enophrys (Васильев, 1985; Морева, Борисенко, 2014, 2017; Морева и др., 2017).

В кариотипах керчаков можно выделить сходные по размерам и морфологии маркерные хромосомы. Размеры М хромосом у седловидного бычка соответствуют размерам М хромосом у M. ochotensis, а также мелких М хромосом у M. jaok и M. polyacanthocephalus. По сравнению с М хромосомами M. sellaris, у япономорского M. stelleri и M. brandtii М хромосомы более крупные. У охотоморского M. stelleri, в отличие от M. sellaris и изученных видов рода Myoxocephalus, двуплечие хромосомы отсутствуют. В хромосомном наборе седловидного бычка так же, как у япономорского M. stelleri и M. jaok, содержатся СМ хромосомы. Однако их размеры значительно меньше размеров СМ хромосом этих видов. Отличия седловидного бычка от япономорского M. stelleri и M. brandtii по размеру М хромосом, а от M. jaok и япономорского M. stelleri по размеру СМ хромосом, вероятно, обусловлены вовлечением в робертсоновские транслокации одноплечих хромосом разных размеров.

У седловидного бычка, как и у япономорского и охотоморского M. stelleri, M. brandtii, M. ochotensis и M. polyacanthocephalus, имеется две пары СТ хромосом, более крупных, чем остальные одноплечие хромосомы в его кариотипе. Однако у M. sellaris они значительно меньше крупных СТ хромосом видов рода Myoxocephalus. Остальные одноплечие хромосомы у седловидного бычка, как и у M. ochotensis, среднего и мелкого размера. В отличие от них, у M. brandtii, M. polyacanthocephalus, япономорского и охотоморского M. stelleri можно выделить еще одну пару крупных одноплечих хромосом, маркерную для этих видов. Число одноплечих хромосом у M. sellaris (38) и у видов рода Myoxocephalus различно: у охотоморского M. stelleri – 44, у M. brandtii – 42, у япономорского M. stelleri – 36, у M. polyacanthocephalus – 36 и у M. jaok – 4.

Седловидный бычок отличается от всех дальневосточных керчаков по числу хромосомных плеч (NF = 46). Виды рода Myoxocephalus по данному признаку можно разделить на три группы. К первой группе относится M. brandtii (NF = 46 + 2), вторую группу составляют M. polyacanthocephalus, япономорский и охотоморский M. stelleri, а также M. ochotensis (NF = 44 + 2). Общим признаком керчаков этих групп является наличие хромосом неопределенной морфологии (СМ–СТ), поэтому в NF указаны два дополнительных хромосомных плеча: +2. К третьей группе относится M. jaok (NF = 44), у которого пара СМ–СТ хромосом отсутствует. В метафазных пластинках M. sellaris все хромосомы хорошо идентифицируются. Отличие седловидного бычка по NF от M. ochotensis обусловлено различиями их кариотипов по морфологии хромосом, а от остальных представителей рода Myoxocephalus – по числу и морфологии хромосом.

Сравнительный кариологический анализ выявил общие признаки M. sellaris и видов рода Myoxocephalus. Седловидный бычок и охотский керчак имеют одинаковое число хромосом. У M. sellaris есть маркерные хромосомы, сходные с таковыми у видов рода Myoxocephalus: пара М хромосом, соответствующих по размеру М хромосомам M. ochotensis, M. jaok и M. polyacanthocephalus; пара СМ хромосом, как у япономорского M. stelleri и M. jaok; две пары СТ хромосом, как у большинства видов (кроме M. jaok) рода Myoxocephalus. В кариотипе седловидного бычка, как и у керчаков рода Myoxocephalus (кроме M. jaok), большинство хромосом одноплечие – субтело- и акроцентрические.

Дифференцировать M. sellaris и виды рода Myoxocephalus позволяют не только морфологические признаки, но и существенные различия, обнаруженные в их хромосомных наборах. Маркерные М, СМ и две пары СТ хромосом седловидного бычка отличаются по размеру от маркерных М хромосом япономорского M. stelleri и M. brandtii; от СМ хромосом M. jaok и япономорского M. stelleri; от двух пар СТ хромосом M. brandtii, M. ochotensis, M. polyacanthocephalus, япономорского и охотоморского M. stelleri. Седловидный бычок отличается от M. ochotensis по морфологии хромосом и числу хромосомных плеч, а от M. brandtii, M. jaok, M. polyacanthocephalus, япономорского и охотоморского M. stelleri – по числу и морфологии хромосом, а также по числу хромосомных плеч в их кариотипах.

Таким образом, в результате настоящего исследования установлен комплекс кариологических признаков, позволяющих проводить надежную идентификацию вида M. sellaris. Показано, что хромосомные наборы M. sellaris и керчаков рода Myoxocephalus имеют общие признаки, указывающие на их родство. Обнаруженные существенные различия кариотипов седловидного бычка и видов рода Myoxocephalus подтверждают данные сравнительного анализа сейсмосенсорной системы и морфологических признаков, в соответствии с которыми род Microcottus был выведен из состава трибы Myoxocephalini и включен в отдельную трибу Microcottini (Неелов, 1979).