Студенческие работы после практики II курса - 2013

 

 

Анализ флуктуирующей асимметрии рисунка зеленых лягушек (Pelophylax esculentus complex)

Альховская М. С., Кит М. Ю. 

Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина, биологический факультет, кафедра зоологии, пл. Свободы, 4, г. Харьков, 61077
e-mail: vita1l@mai.ru

Флуктуирующая асимметрия (ФА) билатерально-симметричных организмов может рассматриваться как следствие нестабильности их онтогенеза. В ряде исследований на различных позвоночных животных показано, что те или иные меры их ФА можно использовать для оценки устойчивости или неустойчивости их развития.

В окрестностях биостанции ХНУ им. В. Н. Каразина (с. Гайдары, Змиевской р-н, Харьковская обл.) обитают ди- и триплоидные межвидовые гибриды зеленых лягушек Pelophylax esculentus и представители одного из родительских видов – Pelophylax ridibundus. Сравнение устойчивости развития межвидовых гибридов разной плоидности и представителей родительских видов может быть полезно для изучения необычной гибридизации зеленых лягушек. Рисунок лягушек удобен для изучения и позволяет описывать его по фотографиям. Меры асимметрии рисунка могут быть качественными (экспертная оценка соответствия узора на соответствующих друг другу участках тела) и количественными (подсчет и сравнение количества элементов рисунка на парных участках). Задача данной работы состояла в определении пригодности количественных и качественных мер асимметрии рисунка для оценки устойчивости развития представителей гибридогенного комплекса зеленых лягушек.

Для исследования была взяты две случайные выборки зеленых лягушек: 76 особей, пойманных 10. 07. 2013 на Добрицком пруду в НПП «Гомольшанские леса» (Змиевской р-н Харьковской обл.), и 40 особей, пойманных 30. 06. 2013 на пруду в окрестностях пос. Жовтневое (Волчанский р-н Харьковской обл.). Рисунок описывали по фотографиям спинной части тела лягушек, для обработки результатов использовали программу Statistica.

У представителей Pelophylax esculentus complex статистическому анализу были подвергнуты следующие количественные билатеральные признаки: количество пятен на спине слева и справа от дорзомедиальной линии, количество пятен-полос на внешней стороне бедер. Качественные признаки – это асимметричность дорзомедиальной полосы, асимметричность расположения пятен на спине, асимметричность расположения пятен на внешней и внутренней стороне бедер (для качественных признаков использовали ранговое оценивание: 0 – относительная симметрия, 1 – легкая асимметрия, 2 – сильная асимметрия).

Было установлено, что выбранные количественные и качественные меры асимметрии зеленых лягушек имеют распределения, характерные для флуктуирующей асимметрии.

Обработка данных показала следующее: корреляция использованных мер асимметрии рисунка является незначимой; отличия между представителями родительского вида и гибридами, особями разного пола и плоидности незначимы по всем изученным мерам асимметрии рисунка. Статистически значимым оказалось лишь отличие особей из разных местообитаний по одной из количественных мер асимметрии - количество пятен на внешней стороне бедер. Зарегистрированные отличия могут отражать не только отличия в устойчивости развития, а и различие генофондов сравниваемых популяций (различие характерных для них частот разных типов рисунков).

Таким образом, мы установили, что рассмотренные нами меры асимметрии рисунка не являются удачными способами сравнения разных форм зеленых лягушек по устойчивости их развития. Открытым остается вопрос о пригодности для такого сравнения иных мер ФА, в первую очередь – морфометрических.

Summary. A study was conducted to assess the fluctuating asymmetry (FA) of the spots on the green frogs’ skin. We used quantitative and qualitative features for the analysis. Data was analyzed using statistical program processing. It was found that the species, habitat, sex, age and ploidy are not connected with the manifestation of FA.

Авторы выражают благодарность к. б. н., доц. Шабанову Д. А. за идею работы и научное руководство.

Альховская М. С., Кит М. Ю. Анализ флуктуирующей асимметрии рисунка зеленых лягушек (Pelophylax esculentus complex) // «Біологія: від молекули до біосфери». Матеріали VІІІ Міжнародної конференції молодих учених (3–6 грудня 2013 р., м. Харків, Україна). – Х.: ФОП Шаповалова Т. М., 2013. – с. 228–229.

 

Изучение структуры гемиклональной популяционной системы зеленых лягушек (Pelophylax esculentus complex) Иськова пруда (Змиевской р-н, Харьковская обл.)

Баран Ю. М., Птушко А. Г., Бешевец Е. А., Мелешко Е. В.

Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина, биологический факультет, кафедра физиологии и биохимии растений, пл. Свободы, 4, г. Харьков, Украина, 61077 
e-mail: baran.yuliya@mail.ru

Гибридогенный комплекс зеленых лягушек, Pelophylax esculentus complex, включает в себя два родительских вида, Pelophylax lessonae (Camerano, 1882) и Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771), а также их гемиклональных гибридов – Pelophylax esculentus (Linnaeus, 1758). Совместно обитающие и размножающиеся представители этого комплекса образуют гемиклональные популяционные системы, ГПС (Шабанов та ін., 2009). Мы исследовали ГПС Иськова пруда (окрестности с. Гайдары Змиевского р-на Харьковской области), которая за последние годы не раз меняла свой состав. После осушения пруда в 2000 г. популяция находилась в критическом состоянии. Начиная с 2009 г. происходит увеличение количества приплода, в пруду регистрируются триплоиды, количество P. ridibundus увеличивается. В 2012 г. зарегистрировано преобладание диплоидных самцов P. esculentus, а также наблюдались единичные триплоиды. В связи с этим исследование механизма изменений в ГПС и нахождение закономерностей представляют значительный интерес.

Целью нашего исследования было определение полового и видового состава ГПС Иськова пруда, а также соотношения ди- и триплоидов среди P. esculentus. Видовую и половую принадлежность определяли по комплексу морфологических признаков (Коршунов, 2010). Для определения плоидности измеряли среднюю длину эритроцитов, для чего у исследуемых особей брали мазки крови по стандартной методике. Анализ полученных данных проводили в программе Statistica 8.0. Исследовано 38 особей, среди которых самцов 29 особей (76 %), самок – 9 (24 %). Доля диплоидных гибридов в выборке составляет 79 % (30 лягушек), триплоидных P. esculentus – 10,5 % (4 особи, среди которых только самки), P. ridibundus – 10,5 % (4 лягушки). Было изучено влияние пола диплоидных лягушек на размер эритроцитов, значимой связи не обнаружено. Длина эритроцитов оказалась независимой от длины тела лягушек.

Мы обнаружили, что в Иськовом пруду обитает популяционная система Ret-типа. Преобладают диплоидные самцы P. esculentus. Зарегистрировано значимое увеличение доли триплоидов (p<0,02), а также изменение видового и полового состава в 2013 г. по сравнению с 2012 г. (Кравченко, Огиенко, 2012), что указывает на продолжение трансформации структуры ГПС. 

Summary. The green frogs, living in Is’kov pond (near the village Gaydary in Zmievsky area of the Kharkov region) forms hemiclonal population systems. The main goal of our research was studying of sexual and specific structure and definition of the ratio of diploid and triploid of the population system. Diploid males of P. esculentus prevail. Share of triploids is 10,5 %. Significant relationship of the sex on the size of blood cells doesn’t depend on the length of the body.

Авторы выражают благодарность научному руководителю, к. б .н., доценту Шабанову Д. А., а также студентам Миронову Р. и Шералиеву Ф. за помощь при ловле лягушек.

Баран Ю. М., Птушко А. Г., Бешевец Е. А., Мелешко Е. В. Изучение структуры гемиклональной популяционной системы зеленых лягушек (Pelophylax esculentus complex) Иськова пруда (Змиевской р-н, Харьковская обл.) // «Біологія: від молекули до біосфери». Матеріали VІІІ Міжнародної конференції молодих учених (3–6 грудня 2013 р., м. Харків, Україна). – Х.: ФОП Шаповалова Т. М., 2013. – с. 229-230

 

Исследование структуры гемиклональной популяционной системы зеленых лягушек (Pelophylax esculentus complex) пруда пос. Жовтневое

Лаптий А. Ю., Зюбрий С. А., Мелешко Е. В.

Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, биологический факультет, пл. Свободы 4 , г. Харьков, Украина
e-mail: son.zyubrij@yandex.ru, anna.laptij@mail.ru, meleshko.e.v@gmail.com

На пруду пос. Жовтневое Волчанского р-на Харьковской обл. (N 50˚08′04″, E 36˚46′01″) обитает необычная гемиклональная популяционная система (ГПС) зеленых лягушек (Pelophylax esculentus complex). Для представителей этой ГПС в 2012 г. была показана значимая связь размера эритроцитов с полом (Клемперт, Ус, 2012). В состав этой ГПС входят представители родительского вида Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771), а также диплоидные и триплоидные межвидовые гибриды Pelophylax esculentus (Linnaeus, 1758), вместе они образуют ГПС. В этой работе мы перепроверили полученные ранее результаты и определили состав ГПС в 2013 г. 

Лягушек отлавливали ночью 30 июня 2013 г. Выборка составила 40 особей (18 самцов, 17 самок и 5 неполовозрелых особей). Представители P. esculentus преобладают над P. ridibundus и составляют 83 % выборки. Для определения плоидности был использован экспресс-метод измерения размеров эритроцитов. При помощи стандартных методов изготавливали мазки крови (Бондарева, 2012). Препараты фотографировали, размеры эритроцитов определяли при помощи программы PDF-Xchange Viewer и обрабатывали в программе Statistica 8.0. Результаты показаны на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость длины эритроцитов зеленых лягушек от пола и длины тела

На рис. 1 видны три группы особей. I группа – это 2n самки и неполовозрелые особи. II группа – 3n самки и незрелые особи, (вероятно, тоже самки). III группа – 2n самцы.
Связь размера эритроцитов с полом среди диплоидных особей подтверждена и на нашей выборке. Эритроциты у 2n самцов значимо крупнее, чем у 2n самок (р=0,0005).
Особенностью изученной ГПС является то, что триплоиды в ней представлены исключительно самками. В других ГПС Северско-Донецкого центра разнообразия зеленых лягушек, где найдены триплоиды, они представлены обоими полами. Это отличие свидетельствует, что в ГПС пруда в пос. Жовтневое необычный для региона исследования механизм воспроизводства триплоидов.

Summary. The structure of hemiclonal population systems (HPS) Pelophylax esculentus complex from pond near the village Zhovtnevoe (Volchanskiy district, Kharkiv region) was investigated. The sample includes both the diploids and the triploids. It was determined that the size of erythrocytes diploids is closely associated with sex. Triploids were only females. It seems that triploid in this HPS are generated due to another mechanism compare to other HPS.

Работа выполнена на учебно-полевой практике по зоологии позвоночных. Авторы благодарят доцента кафедры зоологии и экологии животных Шабанова Д. А. за научное руководство, старшего научного сотрудника Коршунова А. В. за помощь в сборе выборки.

Лаптий А. Ю., Зюбрий С. А., Мелешко Е. В. Исследование структуры гемиклональной популяционной системы зеленых лягушек (Pelophylax esculentus complex) пруда пос. Жовтневое // «Біологія: від молекули до біосфери». Матеріали VІІІ Міжнародної конференції молодих учених (3–6 грудня 2013 р., м. Харків, Україна). – Х.: ФОП Шаповалова Т. М., 2013. – с. 243-244

 

Исследование структуры популяционной системы зеленых лягушек (Pelophylax esculentus complex) Нижнего Добрицкого пруда Змиевского района Харьковской области

Михайленко А. О., Круговой Д. В., Клыса А. А., Мелешко Е. В.

Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, пл. Свободы, 4, г. Харьков, 61022
e-mail: alena_klysa@mail.ru

К группе зеленых лягушек (Pelophylax esculentus complex) относятся: Pelophylax lessonae (Camerano, 1882), Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771), и их гибрид Pelophylax esculentus (Linnaeus, 1758). Они обитают совместно и образуют гемиклональные популяционные системы (ГПС). В данной работе изучали состав ГПС зеленых лягушек Добрицкого пруда (Территория НПП «Гомольшанские леса», Змиевской р-н, Харьковской обл.). Добрицкий пруд был выбран потому, что в ранее выполненных работах (где изучались относительно небольшие выборки лягушек) было показано, что в нем велика доля триплоидных гибридов, и в его окрестностях был зарегистрирован единичный тетраплоид (Боркин и др., 2005)

Мы определяли половой и видовой состав и плоидность лягушек из случайной (не избирательно собранной) выборки, собранной на Добрицком пруду 10 июля 2013 г. Лягушек отлавливали руками в ночное время вдоль береговой линии пруда. Вид определяли по комплексу морфологических признаков (Коршунов, 2010). Для определения плоидности изготавливали мазки крови по стандартной методике (Бондарева, 2012), препараты фотографировали и измеряли среднюю длину эритроцитов с помощью программы PDF - XChange Viewer. Полученные данные были обработаны при помощи программы Statistica 8.0. Было исследовано 76 особей, из которых 46 особей (60,5 %) - самцы, самок было 30 особей (39,5 %). Изучение видового состава показало, что данная ГПС включает в себя представителей: P. esculentus и P. ridibundus (87 % и 13 % соответственно). Доля диплоидных особей в нашей выборке составила 76 %, триплоидных особей (представленных обоими полами) – 24 % (доля среди гибридов триплоидов составила 18 шт.). Сравнение с предыдущей работой по изучению данной ГПС (Козак, 2012), показало увеличение доли триплоидов. Статистическая обработка данных показала, что длина эритроцитов лягушек изученной ГПС от пола и длины тела не зависит.

Таким образом, ГПС зеленых лягушек Добрицкого пруда относится к Ret-типу, в ней преобладают диплоидные особи P. esculentus. Половой состав ГПС включает самцов и самок приблизительно в равном количестве, триплоидные особи были обнаружены как среди самцов, так и среди самок. Влияние пола и размеры тела лягушек на эритроциты не значимо. 

Summary. The gemiclonal population system of green frogs in Dobristky pond (NPP “Gomolshanskie forests") was studied. Sexual and specific structure was defined. Also the percentage of triploids of this population system and calculated possible effect of the sex and body size on the size of frog’s red blood cells was found. The population system of Dobritsky pond refers to Rеt - tipe and diploid males P. esculentus prevail. Any connections with sex or body size and size of red blood cells of frogs was not found. 

Авторы благодарны Д. А. Шабанову за помощь в сборе материала и научное руководство.

Михайленко А. О., Круговой Д. В., Клыса А. А., Мелешко Е. В. Исследование структуры популяционной системы зеленых лягушек (Pelophylax esculentus complex) Нижнего Добрицкого пруда Змиевского района Харьковской области // «Біологія: від молекули до біосфери». Матеріали VІІІ Міжнародної конференції молодих учених (3–6 грудня 2013 р., м. Харків, Україна). – Х.: ФОП Шаповалова Т. М., 2013. – с. 250-251.

 

Определение плоидности метаморфов зеленых лягушек из Cеверско-Донецкого центра разнообразия Pelophylax esculentus complex

Пырина И. С., Сапожникова В. А., Вегерина А. А.

Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина, биологический факультет, кафедра зоологии, пл. Свободы, 4, г. Харьков, 61077
e-mail: irina.pyrina@gmail.com

В состав гибридогенного комплекса зеленых лягушек (Pelophylax esculentus complex) входят два родительских вида: прудовая лягушка Pelophylax lessonae (Camerano, 1882) и озерная лягушка Pelophylax ridibundus (Pallas, 1771), которые образуют гемиклональные гибриды Pelophylax esculentus (Linnaeus, 1758). В Северско-Донецком центре разнообразия зеленых лягушек, где выполнялась наша работа, гибриды представлены как диплоидными, так и триплоидными особями. 

В исследованиях выборок с более высокой долей неполовозрелых особей зарегистрированная доля триплоидов среди гибридов была относительно высокой и составляла 30% (Borkin e.a., 2004), чем в выборках, состоящих исключительно из половозрелых особей (9 % (Mezhzherin e.a., 2010) или 11 % (Козак и др., 2012)). Это позволяет выдвинуть гипотезу о том, что доля триплоидов среди P. esculentus в Северско-Донецком центре разнообразия зеленых лягушек снижается с возрастом. Возможно, поскольку триплоидность является цитогенетической аномалией, отбор уменьшает долю триплоидов в старших возрастных классах по сравнению с младшими.

Мы исследовали образцы эндотелия и мазки крови 30 метаморфов зеленых лягушек, отловленных в пойме р. Северский Донец в окрестностях с. Гайдары Змиевского района Харьковской области в конце июля 2013 года. Определяли длину тела и среднюю длину эритроцитов в соответствии с опубликованной методикой (Бондарева и др., 2012). Определение плоидности проводили путем подсчета хромосом в метафазных пластинках или по количеству ядрышек. Препараты изготавливали путем раскапывания на нагревательном столике, применяли метод серебрения (Birshtein, 1984) с изменениями.

Исследуемая выборка состояла из особей с длиной тела от 18,5 до 33,3 мм. По данным значений средней длины эритроцитов, все лягушки являются диплоидными. Средние размеры эритроцитов метаморфов находились в диапазоне от 15,38 до 22,56 мкм, что гораздо ниже установленной границы между размерами эритроцитов ди- и триплоидов в 26-28 μм (Бондарева и др., 2012). Зависимость между размерами тела лягушек и средней длиной их эритроцитов в данной работе оказалась незначимой (р=0,3627). На мазках крови метаморфов мы наблюдали эритроциты различной морфологии, что может быть связано с тем, что метаморфы имеют кровяные клетки, характерные для головастиков (Hollyfield, 1966). По результатам кариологического анализа все метаморфы, изученные в данной работе, также оказались диплоидными.

Таким образом, предположение о более высокой доле триплоидов среди неполовозрелых зеленых лягушек не подтвердилось. Парадоксальное отсутствие триплоидов в изученной выборке нуждается в особом объяснении. Частично это может быть связано с тем, что изученная выборка включала представителей P. ridibundus. Возможно, доля триплоидов среди метаморфов оказывается более низкой, чем среди взрослых особей, вследствие избирательной гибели представителей родительских видов, возникающих от скрещивания гибридов. На колебания доли триплоидов в различных выборках может оказывать влияние неравномерное распределение разных форм лягушек в микроместообитаниях поймы Северского Донца. Эти гипотезы могут быть проверены в дальнейшем на более широком материале с применением методов данной работы.

Summary. The ploidy of the 30 underyearlings of green frogs from the Pelophylax esculentus complex Seversky Donets diversity center was defined. Hypothesis that in samples of underyerlings of green frogs percentage of triploids is higher was not confirmed. All the individuals from the random sample were identified as diploids. It was established that the values of the red blood cells mean length in underyearlings is less than those in adult frogs, and the dependence of the red blood cells mean length on the body length of the studied species is not significant.

Выражаем благодарность доценту кафедры зоологии и экологии животных Шабанову Д. А., Михайловой О. В. и Мелешко Е. В. за идею и помощь в реализации работы.

Пырина И. С., Сапожникова В. А., Вегерина А. А. Определение плоидности метаморфов зеленых лягушек из Cеверско-Донецкого центра разнообразия Pelophylax esculentus complex // «Біологія: від молекули до біосфери». Матеріали VІІІ Міжнародної конференції молодих учених (3–6 грудня 2013 р., м. Харків, Україна). – Х.: ФОП Шаповалова Т. М., 2013. – с. 253-254.

 

Отработка методики по изучению влияния метаболитов на рост и развитие головастиков Pelophylax esculentus complex

Сапожникова В. А., Пырина И. С.

Харьковский национальный университет имена В. Н. Каразина, биологический факультет, пл. Свободы 4, г. Харьков, Украина
e-mail: irina.pyrina@gmail.com

Известно, что плотность популяции влияет на рост и развитие организмов, входящих в ее состав. Для водных животных показано, что это влияние частично связано с действием метаболитов, выделяемых ими в среду (Шварц и др., 1976). Для некоторых амфибий показано, что высокая плотность популяции оказывает ингибирующее действие на младших особей, и, напротив, стимулирует рост и развитие тех, которые находятся на более поздней стадии развития (Мина, Клевезаль 1976). Представляет интерес выяснение вопроса, могут ли такие взаимодействия влиять на развитие представителей гибридогенного комплекса зеленых лягушек. Мы сделали первый шаг в отработке методики изучения влияния «воды скоплений» на головастиков представителей Pelophylax esculentus complex.

Мы отобрали головастиков разных возрастных групп, выловленных в р. Северский Донец в июле 2013 года. Их разделили на три группы: I, младшую; II, среднюю по возрасту и развитию; III, старшую. Головастики III группы формировали воду скоплений в течение суток. Для эксперимента было отобрано 18 головастиков, из которых были сформированы пары. Пары состояли из головастиков, сходных по весу, длине тела и стадии развития конечностей. В каждой паре была одна контрольная особь, а вторая – экспериментальная. Каждой возрастной группе соответствовало 3-4 пары. Через день проводились измерения веса и определение стадии развития. Головастики содержались в объеме воды 100 мл, в контрольной группы в речной воде, а экспериментальной в воде скоплений. Каждые два для производилось кормление листьями крапивы и смена воды для контрольной группы.

На второй день эксперимента из двух пар I группы умерло по одному головастику экспериментальной группы. На третий – два головастика, содержащихся в воде скоплений I и II групп. Все головастики из контрольной группы остались живы. Анализ смертности методом хи-квадрат показал, что в I группе смертность была значимо выше, чем во II и III. Чтобы определить, связано ли это явление с влиянием метаболитов, был поставлен следующий эксперимент. Было сформировано 4 пары из головастиков младшей возрастной группы (контрольный и экспериментальный). Экспериментальные особи были помещены в следующие разведения воды скоплений: чистая, 3:1, 1:1, 1:3. Через сутки головастики, помещенные в первые два раствора погибли, те, которые находились в двух растворах с меньшей концентрацией метаболитов – остались живы.
Анализ изменения веса головастиков показал, что у всех групп происходило его снижение. При этом, в III группе наблюдалось более сильная потеря в весе. Было определено, что возрастная группа влияла на изменение веса сильнее, чем принадлежность к контрольной или опытной группе.

Нами было показано, что метаболиты влияют на рост и развитие головастиков. По-видимому, для эксперимента была использована слишком концентрированная вода скоплений, что вызвало высокую смертность среди экспериментальных особей в младшей возрастной группе. Также необходим подбор менее жестких условий содержания и более подходящего источника питания. 

Summary. Influence of metabolites on the growth and development of tadpoles of Pelopylax esculentus complex was determined. Scheme of the experiment and keeping conditions are described.

Выражаем благодарность доценту кафедры зоологии и экологии животных Шабанову Д. А. за руководство и идею работы.

Сапожникова В. А., Пырина И. С. Отработка методики по изучению влияния метаболитов на рост и развитие головастиков Pelophylax esculentus complex // «Біологія: від молекули до біосфери». Матеріали VІІІ Міжнародної конференції молодих учених (3–6 грудня 2013 р., м. Харків, Україна). – Х.: ФОП Шаповалова Т. М., 2013. – с. 254-255.