Пространственно-временная морфологическая изменчивость и флуктуирующая асимметрия

Д.Л. Лайус, А.С. Доргам, П.В. Головин

Изучение морфологической изменчивости позволяет отвечать на многие вопросы популяционной биологии. Различия в форме «средней» особи между выборками может, в общем виде, говорить или о том, что о том, что выборки отличаются генетически или о том, что эти различия следствие разных условий внешней среды. Та или иная интерпретация результатов зависит от конкретной ситуации. В случае колюшки для таких исследований очень много разных возможностей, т.к. ее генетическое разнообразие в пределах вида, и разнообразие условий обитания очень велико. И на эту тему имеется уже объемная литература. Мы планируем использовать морфологические подходы для решения разнообразных задач.

Кроме такой характеристики, как форма «средней», можно говорить также и об уровне отклонений от средней особи – изменчивости. Причем эта изменчивость может быть как межиндивидуальная, когда оценивается уровень отклонения о «средней» особи – он зависит как от генетических особенностей конкретного индивидуума, так и от тех условий среды, в которых он живет.

Имеется еще и внутрииндивидуальная изменчивость, которая чаще всего оценивается с помощью флуктуирующей асимметрия – незначительных отклонений от полной симметрии, которые являются результатом нестабильности развития, т.е. ограниченной способности развивающегося организма воспроизводить свои структуры согласно его генетической программе, реализующейся при заданных условиях. В процессе реализации этой генетической программы неизбежно происходят более или менее значительные ошибки. Чем выше стабильность развития организма, чем меньше количество этих ошибок, и наоборот. Увидеть и количественно оценить эти ошибки не так просто. Проще всего это можно сделать, изучая симметричные структуры, которые развиваются на базе одного и того же генотипа при одинаковых условиях среды. Таким образом, изучение флуктуирующей асимметрии позволяет оценить уровень стабильности развития, которая понижается при отклонении условий внешней среды от оптимума или при каких-то генетических нарушениях.

Симметричные костные структуры, использованные для анализа флуктуирующей асимметрии у трехиглой колюшки. 15 января 2007 г. Фото (скан) Н.А. Поляковой

На беломорской колюшке мы пока провели только предварительные исследования – публикации еще нет, но все возможности для таких работ, очевидно, имеются. Во-первых, у колюшки достаточно много удобных структур для изучения флуктуирующей асимметрии – а это важнейшее условие для успешности такого исследования. Это и боковые пластинки, и парные колючки, структура костей и плавников.

Во-вторых, колюшки в нашем регионе живут в достаточно разнообразных условиях – это и собственно Белое море, условия в разных частях может отличаться довольно сильно. Это имеет значение в первую очередь для молоди, которая развивается и непосредственно в море, и в относительно изолированных лагунах, и даже в литоральных лужах. С помощью применения данного метода можно попытаться понять, какие условия для колюшки более, а какие – менее благоприятны. Для сравнения с морской колюшкой Белого моря, можно исследовать и многочисленные пресноводные популяции этого вида, проживающие в разнообразных по своим условиям озерах бассейна Белого моря, и рыб из Балтики, и из других регионов.

Публикации:

Lajus, D. L., Golovin, P. V., Yurtseva, A. O., Ivanova, T. S., Dorgham, A. S., & Ivanov, M. V. 2019. Fluctuating asymmetry as an indicator of stress and fitness in stickleback: A review of the literature and examination of cranial structures. Evolutionary Ecology Research, 20(1–3), 83–106.