Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Использование молекулярно-генетических методов при изучении криптических видов на примере европейских зелёных лягушек (обзор литературы) 10
1.1. Природные условия верхнего миоцена – плиоцена как фактор расхождения генетических линий зеленых лягушек 13
1.2. Эволюционная история и дифференциация генетических линий зеленых лягушек 17
1.3. Обзор криптических форм зеленых лягушек как инвазивных элементов в фауне амфибий Европы 20
1.3.1. Южная Европа 23
1.3.2. Центральная и Северная Европа 27
1.4. Интродукция озерных лягушек в восточной части ареала 32
Глава 2. Материал и методы исследования 36
Глава 3. Идентификация европейских зеленых лягушек с использованием мультипраймерной ПЦР-системы 41
Глава 4. Генетическая структура популяций озерной лягушки в восточной части ареала по данным анализа митохондриальной и ядерной ДНК 48
4.1. Западный Кавказ 48
4.2. Северо-Восточный Кавказ 53
4.3. Крым 56
4.4. Поочье 64
4.5. Верхнее Поволжье 66
4.6. Зауралье 70
4.7. Закономерности распределения частот аллелей генетических маркеров в популяциях озерной лягушки восточной части ареала 71
Глава 5. Экологические факторы, влияющие на распространение криптических форм озерной лягушки 77
5.1. Связь распространения криптических форм озерной лягушки с особенностями местообитания: попарный корреляционный анализ переменных 77
5.2. Связь распространения криптических форм озерной лягушки с особенностями местообитания: факторный анализ комплекса данных 80
5.3.Связь распространения криптических форм озерной лягушки с особенностями местообитания: дискриминантный анализ. 82
Глава 6. Генетическое разнообразие и история расселения озерных лягушек восточной части ареала 88
Глава 7. Роль криптических форм озерной лягушки в формировании гибридогенного вида – съедобной лягушки, в условиях трансгрессии экологических ниш 97
Выводы 104
Список литературы 105
Приложение 129
- Природные условия верхнего миоцена – плиоцена как фактор расхождения генетических линий зеленых лягушек
- Крым
- Закономерности распределения частот аллелей генетических маркеров в популяциях озерной лягушки восточной части ареала
- Роль криптических форм озерной лягушки в формировании гибридогенного вида – съедобной лягушки, в условиях трансгрессии экологических ниш
Природные условия верхнего миоцена – плиоцена как фактор расхождения генетических линий зеленых лягушек
Наземная среда в восточном средиземноморском регионе, включая Анатолию, в течение многих миллионов лет испытывала сильные деформации земной коры. Основные события, описанные Штейнингер и Рёгл (Steininger, Rgl, 1984) включали: закрытие океана Тетис в результате подъема Аравийской платформы; изоляция Паратетиса от Мирового океана и его эволюция в отдельные бассейны, включая современные Черное и Каспийское моря; формирование горных цепей (например, Понтиды, Кавказа и Тавра); и наступление Мессинского кризиса солености, вызванного нарушением морской связи между Атлантическим океаном и Средиземным морем. Название «Мессинский» относится к последнему Мессинскому этапу эпохи миоцена, который длился от 7,2 до 5,3 млн лет назад. Демир Тунсер с соавторами описывает перекрытие речных бассейнов текущих в южном направлении из восточной Анатолии (Demir et al., 2008). Такого же мнения придерживались и авторы «The Geology of Syria», Поникаров В.П. с соавторами (1967). Евфрат и другие реки, расположенные дальше к востоку, впадали в обширную заболоченную территорию, известную как Месопотамский бассейн, который занимал северо-восточную Сирию, значительную часть Ирака, а также западный и юго-западный Иран (James, Wynd, 1965; Ponikarov et al., 1967). Миграция животных между Евразией и Африкой была невозможной до тех пор, пока не началось поднятие суши в виде моста в западной части Месопотамского бассейна. Ваут Крийгсман (Wout Krijgsman) с соавторами описывают этот период в работе, посвященной геологическим измененниям региона. Средиземное море оставалось связанным с Атлантическим океаном, пока поднятие Испании и Марокко постепенно не закрыло морские пути около 6 млн. лет назад (Krijgsman et al., 1999). Поскольку испарение воды больше не уравновешивалось притоком из Атлантики, средиземноморский бассейн в это время стал высыхать. Мессинский кризис солености подразделяют на эвапоритовую фазу и постэвапоритовую фазу или фазу Лаго-Маре (5,61– 5,33 млн. лет назад). На этапе Лаго-Маре средиземноморский бассейн был частично затоплен. Образовавшаяся озерная система известна как бассейн Лаго-Маре, эта фаза характеризуется переходом от гиперсолевого к гипосолевым условиям (Sampalmieri et al., 2009). Даниэль Гарсия-Кастелланос с соавторами характеризует финальный этап миоцена как катастрофический, так как водная эрозия в самой западной части Средиземноморского бассейна привела к прорыву Атлантического океана через Гибралтарский пролив (Garcia-Castellanos et al., 2009), который быстро восстановил уровень моря до уровня мирового океана; это событие определяет начало эпохи плиоцена. Таким образом, кризис солёности создал целый ряд состояний среды, как благоприятных, так и критичных для биоты. Средиземноморские острова могли выступать в качестве рефугиума в критичных условиях среды. Зелёные лягушки занимают почти все подходящие места обитания в пресной воде, но строение кожных покровов делает их очень восприимчивыми к засушливому климату и агрессивным средам, таким как морская вода или пустыни. Петер Бирли (Peter Beerli) с соавторами придерживаются мнения, что чувствительные к соленой воде животные, такие как амфибии, могли мигрировать с материка на острова и наоборот, именно во время фазы Лаго-Маре. Это подтверждают и Петрос Лимберакис с соавторами (Petros Lymberakis), в своей работе определив предполагаемое время изоляции (около 5 млн. лет) двух крупнейших островов в восточном Средиземноморье – Кипра и Крита (Lymberakis et al., 2007). Авторы предположили, что если известен геологический возраст изоляции, то генетические дистанции между популяциями зеленых лягушек, разделенных такими барьерами, могут быть использованы для калибровки молекулярных часов (Beerli et al., 1996; Lymberakis et al., 2007) .
В дополнение к геологическим процессам деформации земной коры, Юрген Элерс и Филип Гиббард (Jrgen Ehlers и Philip L. Gibbard) описывают процессы ледникового изменения климата со времен позднего миоцена. В большей части региона изменения наземной среды включали значительное глобальное похолодание и образование ледяных щитов во время плиоценового и плейстоценового периодов и изменение рельефа в результате эрозии (Ehlers, Gibbard, 2007).
Сергей Валентинович Попов с соавторами (2006) изучавший палеогеографию Средиземного моря в конце миоцена, отмечает изменения окружающей среды и их влияние и на более северные и восточные территории. Область, простирающаяся с запада на восток от Австрии до Казахстана и Туркменистана, и с севера на юг, от центральной Украины до современного черноморского побережья Турции, ранее была покрыта обширным водоемом, известным как Паратетис (Popov et al., 2006). Около 12 млн. лет назад она изолировалась от Средиземного моря в результате подъема промежуточных барьеров и впоследствии превратилась в среду с пониженной соленостью. Паратетис включал в себя современные бассейны Черного и Каспийского морей и другие низменности, расположенные дальше к западу, например, Среднедунайскую низменность. Последующие движения земной коры, как поднятия, так и оседания, разделили Паратетис на отдельные бассейны, образовав нагорья или горные хребты, такие как Большой и Малый Кавказ (Popov et al., 2006).
Во время пика Мессинского кризиса в бассейне Черного моря, который, по-мнению Франсуа Бахе (Franois Bache) с соавторами, был изолирован как от Средиземного моря, так и от притока из реки Дунай, наблюдалось значительное падение уровня воды, т.н. Понтийское иссушение (Bache et al., 2012). Колебания уровня Черного и Каспийского морей продолжались в течение плиоцена и четвертичного периода, при этом важным изменением в рельефе было превращение в Каспийском бассейне Киммерийской низменности в высокогорье Акчагыл, произошедшее в среднем плиоцене – от 4.2 млн. лет назад (Steininger et al., 1996) до 3.2 млн. лет назад (Van Baak et al., 2013). Алан Хайвуд (Alan Haywood) с соавторами, обсуждая климат среднего плиоцена, относит условия Средиземноморья к более теплым и влажным, чем в настоящее время (Haywood et al., 2000). В позднем плиоцене климат стал более прохладным и более засушливым, согласно циклам Миланковича (периоды около 20 тыс. лет и 40 тыс. лет, соответственно). Такой климат, по Маделси и Шульцу (Manfred Mudelsee, Michael Schulz) продержался до конца раннего плейстоцена, будучи вытесненным 900 тыс. лет назад холодным периодом, который произошёл из-за колебания эксцентриситета орбиты Земли (период около 100 тыс. лет) (Mudelsee, Schulz, 1997).
Переход от раннего плейстоцена к среднему плейстоцену по мнению Ричарда Веставей с соавторами (2009) характеризовался более холодным и засушливым климатом, в результате чего произошло сокращение площади растительного покрова и быстрой эрозии. Дополнительным геологическим фактором, оказавшим влияние на биоразнообразие в регионе Средиземноморья, являлось систематическое изменение рельефа.
Увеличилась скорость вертикального движения земной коры, то есть эрозионная разгрузка континентальной коры способствовала образованию возвышенностей (Westaway et al., 2009).
В работе Андрея Леонидовича Чепалыги, посвященной гляциальным процессам Понто-Каспийской низменности во время последнего оледенения, показано, что во время перехода позднего плейстоцена к голоцену Черное море было изолировано и представляло собой пресноводное или солоноватое озеро, отчасти из-за того, что талая вода поступала в него с Альпийского ледяного щита через реку Дунай, и из Скандинавских ледяного щита через реку Днепр (Chepalyga, 2007). Этот период закончился около 9,4 тыс. лет вторжением воды Средиземного моря над Босфорским поднятием, создав современное Черное море.
Крым
Предшествующими исследователями, по результатам анализа мтДНК, в Крыму выявлены исключительно представители «восточной» формы (Akin et al., 2010; Pltner et al., 2010; Akin, 2015).
Нами изучено 188 особей озерной лягушки из 55 географических пунктов, расположенных на территории Крыма (Файзулин и др., 2017; Кукушкин и др., 2018). Помимо этого были исследованы 6 образцов P. ridibundus с территории Украины (один локалитет в Нижнем Поднепровье). Список материала приводится в таблице 6. В выборке преобладали особи из Горного Крыма (90%), занимающего около 25% площади всего полуострова, но при этом характеризующегося наивысшим ландшафтно-климатическим разнообразием. Наиболее детально нами исследована в отношении распространения генетических форм озерной лягушки Главная горная гряда (табл. 6, рис. 8).
Анализ мтДНК показал наличие у 87% особей озерных лягушек маркеров, специфичных для «восточной» формы, в то время как доля митотипов «западной» формы составила 13%. По результатам анализа маркера яДНК, частоты аллелей, специфичных для P. cf. bedriagae и P. ridibundus, соотносились как 4:1. Среди изученных особей преобладали гомозиготы BB-типа (123 экз.), диагностирующиеся как «восточная» форма, 46 экз. были гетерозиготами (RB), 19 экз. – гомозиготами «западной» формы (RR-тип). Частоты аллелей яДНК, специфичных для P. cf. bedriagae и P. ridibundus, в общей выборке соотносились как 4:1 (соответственно, 292 и 84 случая). Большая часть находок лягушек с мтДНК «западной» формы приходится на северный макросклон Главной гряды, где данный тип мтДНК отмечен почти у 1/5 особей. Местоположение локалитетов «западной» формы приурочено преимущественно к бассейну реки Черная на юго-западе Крыма и прияйлинским местностям центрально-восточного участка Главной гряды. Популяции, в которых присутствуют особи с мтДНК «западной» формы, тяготеют к малонарушенным лесным местообитаниям – ущельям горных рек, холодноводным источникам, озерам под пологом леса.
Частоты распределения маркеров мт- и яДНК двух форм озерных лягушек приблизительно равны и характеризуются преобладанием маркеров «восточной» формы (мтДНК – 87%, яДНК – 78%); различия в частотах распределения маркеров статистически не значимы (2=2,81; p=0,0940).
Наиболее распространены в Крыму генотипы B/BB и B/RB – совокупная их доля составляет свыше 2/3 нашей выборки. Генотипы, гомозиготные по аллелям яДНК (B/RR и R/ВВ), встречаются с равной, но небольшой частотой (17 % выборки). Особи с наиболее редким сочетанием аллелей R/RR (которые с известной долей условности могут быть отнесены к «чистым» представителям «западной» формы) найдены только в двух локалитетах на юго-западе Главной гряды (№ 27 и № 44 в табл. 6 и на рис. 8). Для сопоставления, все 6 исследованных особей из Херсонской области имели мтДНК «западной формы». Это соответствует представлениям об обитании на континенте к северу от Крыма популяций P. ridibundus.
Полученные нами данные свидетельствуют, что в популяциях озерных лягушек Крыма, как и на Кавказе, доминируют гаплотипы и аллели, специфичные для P. cf. bedriagae. Распределение частот аллелей маркеров яДНК идентично в обоих южных регионах: B – 78%, R – 22 %. Однако, картина распределения гаплотипов мтДНК на Крымском полуострове существенно иная, нежели на Кавказском перешейке, где особи «западной» формы не выявлены вовсе. При сравнении по частотам маркеров мтДНК озерных лягушек из Крыма и с Кавказа, различия достоверны (2 = 10,35; p=0,0013).
Заслуживает внимания тот факт, что лягушки «западной» формы из поселений бассейна реки Черная, по результатам секвенирования гена ND2 мтДНК, идентифицируются как центрально-европейская P. ridibundus, в то время как изученные особи с Нижнего Днепра принадлежали к балканской линии «P. kurtmuelleri» (наши неопубл. данные). Более того, даже в пределах очень небольшой территории на крайнем юго-западе Крыма (Байдарская долина и каньон реки Узунджа) сосуществуют несколько, несомненно, близкородственных, но при этом достаточно удаленных друг от друга уникальных гаплотипов P. ridibundus. Следовательно, особенности распространения «западной» формы, наряду с гаплотипическим своеобразием ее крымских представителей, не позволяют связывать ее появление на полуострове с зарыблением водохранилищ, каковое нередко сопровождается заносом лягушек из других частей ареала (Ляпков и др., 2017). Противоречит возможности случайной интродукции «западной» формы и отсутствие здесь «P. kurtmuelleri», между тем как зарыбление крымских водохранилищ, включая Чернореченское, производилось преимущественно из бассейна реки Днепр (Прокопов, 2003; Карпова, 2016 ). На том основании, что в популяциях Крыма велика доля особей с несоответствием маркеров ядерной и митохондриальной ДНК, а особи с генотипом RR/R встречены единично, можно предполагать, что здесь имеют место возвратные скрещивания гибридов с той из родительских форм, которая в настоящее время численно доминирует – т.е. с «восточной». По-видимому, вся территория Крыма должна быть отнесена к зоне гибридизации «восточной и «западной» форм.
Ранее отмечалось, что наблюдаемое распределение частот аллелей яДНК у озерных лягушек северной и восточной Анатолии может быть следствием вторичного контакта P. cf. bedriagae и P. ridibundus в позднем плейстоцене или раннем голоцене – в периоды, когда Черное море превращалось в солоноватоводный бассейн озерного типа (Akin, 2015). Географическое положение Крымского полуострова на стыке Юго-Восточной Европы и Западной Азии создает предпосылки для возникновения аналогичной ситуации, что прослеживается на примере других групп организмов. Так, гибридное происхождение обсуждается и для ряда представителей эндемичной горно-крымской ихтиофауны (Mendel et al., 2008).
Смешанные популяции, включающие особей с мтДНК «западной» формы, выявлены в немногих районах горной части полуострова в пределах северного (чаще) и южного (значительно реже) макросклонов. Эти популяции, предположительно, представляют собой своего рода реликты, сохранившиеся благодаря существованию барьеров, затрудняющих свободную миграцию амфибий. Опеределенный уровень изоляции таких поселений может поддерживаться за счет целого ряда факторов. Так, на юго-западе Крыма вершины речных каньонов на протяжении большей части года отрезаны от нижележащих долин километрами сухих русел. Однако, в средней и верхней части каньонов всегда сохраняются наполненными достаточно глубокие эворзионные котлы («каменные ванны»), в которых горные популяции лягушек переживают засушливые периоды. В этих же микроводоемах происходит размножение лягушек. В других случаях сохранению эксклавов «западной» формы, вероятно, способствовал неоптимальный для P. cf. bedriagae влажный холодный климат местообитаний. Отметим также, что в быстрых горных реках под пологом леса плотность популяций лягушек обычно очень низкая, и встречаются они далеко не повсеместно. Данное обстоятельство, по-видимому, должно замедлять темпы ассимиляции древнего населения лягушек Крыма более молодыми вселенцами.
Данные о распределении частот маркеров мт- и яДНК в популяциях озерных лягушек Крыма, наряду с представленными фактами по распространению «западной» формы, по нашему мнению, свидетельствуют о сложной истории колонизации полуострова формами P. (ridibundus) complex в конце плейстоцена – голоцене. Можно предполагать, что во время позднеплейстоценового похолодания в Крым с севера была оттеснена P. ridibundus, чему способствовало широкое соединение нынешнего Крымского полуострова с континентом в области ныне затопленной шельфовой зоны и наличие граничащих с Крымом мощных речных систем (Yanina., 2014.). Потепление в голоцене обусловило экспансию либо восстановление доледникового ареала P. cf. bedriagae. Последняя форма, более термофильная и устойчивая к засушливому климату, распространилась, вероятно, с Кавказа или имела рефугиум в районе дельты Дона – южнее современного Керченского пролива (Мищенко и др., 2018). Высокая миграционная способность «восточной» формы (Ляпков и др., 2017), вероятно, благоприятствовала быстрой (ре-)колонизации территории Крыма, в то время как мезофильная и менее стойкая в отношении высоких температур «западная» форма была оттеснена в горы и к настоящему времени практически полностью ассимилирована экспансивным вселенцем.
Закономерности распределения частот аллелей генетических маркеров в популяциях озерной лягушки восточной части ареала
Молекулярно-генетическое типирование всей выборки озерных лягушек восточной части ареала (n = 1068) выявило несоответствие частот распределения маркеров мт- и яДНК. Результаты анализа маркера мтДНК показали почти двукратное преобладание в общей выборке гаплотипов «восточной» формы (P. cf. bedriagae): B – 65 %, R – 35 %; исследования же маркера яДНК – преобладание аллелей «западной» формы (P. ridibundus): B – 38 %, R – 62 %. Различия частот встречаемости аллелей мт- и яДНК достоверны (2 = 14,59; р = 0,0002).
У озерной лягушки обнаружены все шесть возможных вариантов комбинаций маркеров мтДНК/яДНК: генетически «чистые» экземпляры с видоспецифичными маркерами – P. ridibundus – R/RR и P. cf. bedriagae – B/BB, гибридные (гетерозиготные) экземпляры – R/RB и B/RB, а также интрогрессивные комбинации, совмещающие в геноме маркеры двух форм– R/BB и B/RR. На долю «чистых» видов приходится менее половины (44 %) исследованных экземпляров, остальные являются гетерозиготами (27 %) или содержат интрогресивную комбинацию маркеров (28 %) (рис. 11).
Результаты анализа поселений (n = 260) озерных лягушек показали, что на изученной территории преобладают популяции, состоящие из особей гибридного происхождения. Более 70 % поселений состояли из гетерозигот и/или интрогрессивных особей, совмещающих митохондриальные и ядерные маркеры двух криптических форм. «Чистые» поселения, где все экземпляры имеют только видоспецифичные маркеры, встречаются в 4–6 раз реже. Их доли составили 16 % для «западной» формы и 11 % для «восточной» (рис. 12).
Распределение гаплотипов мтДНК показало, что «западная» форма озерной лягушки доминирует в поселениях западной части изученной территории. Практически во всех локалитетах, от западных границ бывшего СССР до Верхнего Поочья и бассейна р. Днепр к востоку, обитают озерные лягушки, имеющие только один тип мтДНК, специфичный для P. ridibundus. Гаплотипы мтДНК «восточной» формы преобладают у озерных лягушек, обитающих по обе стороны Кавказских гор, в Крыму, в Предкавказье, на север до Кумо-Манычской впадины. На остальной части изученного ареала, от р. Днепр до Урала с запада на восток, и от Прикаспия до Верхнего Поволжья с юга на север, присутствуют гаплотипы обеих форм (рис. 13). Размеры зоны симпатрии митохондриальных линий двух форм озерной лягушки составляют около 1700 км в долготном и 1200 км в широтном направлениях.
Географическое распределение аллелей яДНК не соответствует распределению гаплотипов мтДНК. На всей изученной территории в той или иной доле присутствуют аллели обеих форм, в том числе в районах, где обнаружена четкая дифференциация по митохондриальным линиям. Гетерозиготные экземпляры обнаружены как в западной части ареала, в пределах распространения исключительно «западной» митохондриальной линии, так и на Кавказе, где обитают озерные лягушки только с гаплотипами мтДНК «восточной» формы (рис. 14).
На картах распределения маркеров двух генетически дифференцированных форм озерной лягушки (рис. 13, 14) визуально просматривается определенная закономерность, заключающаяся в том, что на юге велика доля аллелей яДНК и гаплотипов мтДНК «восточной» формы. В широтном направлении, к северу, ее доля постепенно снижается. В долготном направлении, с запада на восток, за исключением Зауралья (территория приобретенного ареала), прослеживается увеличение доли «восточной» формы по маркерам митохондриальной ДНК.
Таким образом, гаплотипы мтДНК «восточной» формы на территории восточной части ареала комплекса Р. ridibundus характерны для Кавказа и Крыма. Они преобладают в Заволжье и, в меньшей степени, на Правобережье Волги (табл. 12). Западной границей распространения митохондриальных гаплотипов формы «cf. bedriagae» на территории Восточно-Европейской равнины является бассейн р. Дон. МтДНК, специфичную для «западной» формы, имеют озерные лягушки, обитающие в центральной и восточной Европе (Pltner et al., 2008). По нашим данным, они также доминируют в популяциях бассейна Днепра и Дона и на Верхней Волге. Сходные результаты показал и анализ маркера яДНК. Бльшая доля аллелей P.cf. bedriagae характерна для популяций озерных лягушек, обитающих на Кавказе и сопредельных территориях. К северу доля аллелей формы «cf. bedriagae» уменьшается, а доля «ridibundus» – увеличивается. В приобретенной в результате интродукции части ареала (Зауралье) показатели частот мтДНК подобны таковым Заволжской части ареала и Крыма, яДНК – Правобережья Волги.
Роль криптических форм озерной лягушки в формировании гибридогенного вида – съедобной лягушки, в условиях трансгрессии экологических ниш
Зеленые лягушки комплекса Pelophylax esculentus включают три таксона: два родительских вида, характеризующихся «менделевским» типом наследования – озерную, P. ridibundus, и прудовую, P. lessonae, лягушек, а также таксон, образовавшийся в результате гибридизации этих родительских видов – съедобную лягушку, P. esculentus. Было обнаружено, что данный гибридогенный таксон характеризуется необычным способом воспроизводства, который называется гибридогенезом (Tunner, 1974). При гибридогенезе набор хромосом, полученных от одного из родительских видов, элиминируется перед мейозом, а другой проходит эндоредупликацию и передается в гаметы без рекомбинации (клонально) (Pltner, 2005). При этом элиминироваться может набор хромосом как одного, так и другого родительского вида, что отличает этот вариант гибридогенеза от, например, мексиканских рыб рода Poeciliopsis (Vorburger et al., 2009). Таким образом, для воспроизводства гибридам необходимо сосуществовать с тем родительским видом, геном которого он элиминирует перед мейозом. В связи с этим увеличиваются варианты сосуществования гибридов с родительскими видами (подобный тип сосуществования получил название «популяционная система»). Обычно популяционные системы обозначаются по первым буквам видов, входящих в их состав (R – P. ridibundus, L – P. lessonae, E – P. esculentus). Иногда системы классифицируют по количественному соотношению входящих в них форм, добавляют букву «t» для триплоидных систем и указывают пол, когда в системе присутствуют гибриды или кто-то из родительских видов только одного пола (Pltner, 2005). Однако в практике исследований популяционных систем восточной части ареала используют более простую систему, отражающую только таксоны, входящие в их состав. Уникальный способ воспроизводства, образование популяционных систем, существование длительных по времени систем и чистых популяционных систем E-типа в Европе, в которых участвуют гибриды разных уровней плоидности, позволили рассматривать съедобную лягушку в рамках таксона видового ранга. Согласно ряду авторов, этот статус нуждается в специальном названии «клептон» («klepton»), а группа, которая связана с клептоном и сам клептон – в названии «синклептон» («synklepton», Dubois, Gnther, 1979).
Было установлено, что на территории большей части ВосточноЕвропейской равнины встречаются диплоидные гибриды, тогда как триплоиды съедобной лягушки практически отсутствуют (Боркин и др., 2003; Borkin et al., 2004, 2006). Диплоидные особи характеризуются несколькими типами гаметогенеза: бльшая доля особей стерильна; те из особей, которые производят гаметы, преимущественно наследуют гаметы с геномом озерной лягушки P. ridibundus и, соответственно, воспроизводятся с прудовой P. lessonae. Реже встречается обратный вариант, также как и редки особи, продуцирующие оба варианта гамет (Свинин и др., 2015). В связи с этим, количество образуемых популяционных систем на востоке ареалов зеленых лягушек комплекса Pelophylax esculentus практически сводится к двум типам: смешанным REL популяционным системам и системам LE-типа, включающим гибридов и прудовую лягушку. Более редко отмечаются системы RE-типа, в которых отсутствует прудовая лягушка. Их частота увеличивается по мере продвижения с востока на запад, достигая наибольших значений на южных территориях Украины в бассейне р. Дон (например, р. Северский Донец, Borkin et al., 2004; Dedukh et al., 2015; Biriuk et al., 2016), однако, редкое нахождение этих систем на северо-востоке ареалов остается необъясненным фактом.
Существует несколько взглядов на гибридизационные процессы в комплексе Pelophylax esculentus. С одной стороны, гибридогенную съедобную лягушку ряд авторов считает формой видового ранга, сложившейся сравнительно давно и представляющей собой длительные по времени клональные линии, расселявшиеся по мере отступления ледника из рефугиумов, образовавшихся во время вюрмского оледенения и последних ледниковых максимумов. С другой стороны, существует точка зрения, согласно которой наблюдающиеся гибриды представляют собой продукт недавней гибридизации, при этом гибриды способны образовываться «de novo». И, наконец, возможно существование обоих вариантов (Свинин и др., 2013). Согласно данным по распределению митохондриальных и ядерных маркеров на северо-востоке ареала нами было выявлено, что существует взаимосвязь между встречаемостью аллелей «западной» и «восточной» форм озерных и съедобной лягушек: «восточные» варианты генов встречаются у гибридов только там, где они зарегистрированы у озерной лягушки (Свинин и др., 2015). Новые данные по изучению гаметогенеза свидетельствуют в пользу фертильности гибридов F1 и переходу их к полуклональному размножению, хотя и с более высоким гибридным грузом (высоким процентом стерильных особей, не имеющим вклад в дальнейшие поколения), чем в европейских популяциях (Litvinchuk et al., 2016).
При антропогенной трансформации местообитаний, сведении лесных массивов и изменении водного режима водоемов нередко происходит изменение условий существования родительских видов (озерной и прудовой лягушек), имеющих различную биотопическую приуроченность. Это приводит к трансгрессии их экологических ниш и, соответственно, к синтопии (Лада, 2012). Прудовая лягушка приурочена к небольшим лесным водоемам, тогда как озерная лягушка встречается преимущественно в крупных водоемах «открытого» типа (Pltner, 2005; Berger, 2008; Ручин и др., 2009). В «экотонных» сообществах нередко встречается гибридогенная съедобная лягушка P. esculentus (Ручин и др., 2009), по всей видимости, формирующаяся в результате гибридизации родительских видов.
При этом до сих пор оставалась неизвестной степень участия криптических форм озерной лягушки в формировании P. esculentus. Высказывалось предположение, что форма «cf. bedriagae» не образует полуклональных гибридов и продукты такой гибридизации стерильны (Holsbeek et al., 2008, р: 5024).
Исследование выборки съедобной лягушки (n = 147) с восточной части ареала показало, что она имеет гаплотипы мтДНК преимущественно от прудовой лягушки (61,2 %), а также «западной» (30,6 %) и «восточной» (8,1 %) форм озерной лягушки. Аллели ядерного маркера SAI-1 были также представлены «западным» (97 %) и «восточным» (3 %) вариантами, причем «восточный» встречался существенно реже. Вторым аллелем неизменно был вариант яДНК, характерный для прудовой лягушки (RL или BL).
На территории Русской равнины, в зоне распространения криптических форм озерной лягушки, теоретически возможно шесть генетических вариантов съедобных лягушек: R/RL, B/RL, B/BL, R/BL, L/RL, L/BL. Результаты анализа показали, что основное участие в формировании съедобной лягушки на изученной территории принимает «западная» форма (рис. 25, табл. 18).
Максимальное количество экземпляров съедобной лягушки имели генотип L/RL, на втором месте находятся экземпляры с генотипом R/RL. На долю этих двух генотипов, в каждом из которых имеются аллели «западной» формы, приходится 90 % всех изученных особей P. esculentus. Аллели «восточной» формы присутствуют в генотипе оставшихся 10 % изученных особей. Соответственно, такая же тенденция отмечается и по числу поселений, где обитают особи с такими генотипами. Нами не был обнаружен один из теоретически возможных генотипов – L/BL, что можно объяснить отсутствием «чистых» поселений «восточной» формы в ареале прудовой лягушки – второго родительского вида P. esculentus, а также возможным наличием отбора против гибридов с генотипом L/BL.