CC BY
52
Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского Саратовское отделение Русского энтомологического общества Саратовское отделение Российского паразитологического общества
ЭНТОМОЛОГИЧЕСКИЕ И ПАРАЗИТОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ПОВОЛЖЬЕ
Сборник научных трудов Выпуск 14
Под редакцией доктора биологических наук В. В. Аникина
Саратов 2017
УДК 595.7 + 576.89 ББК 28.083я43 + 28.691.89я43 Э67
Энтомологические и иаразитологические исследования в Повол-
Э67 жье : сб. науч. тр. / под ред. В. В. Аникина.- Саратов, 2017. - Вып. 14. - 100 с. : ил.
В сборнике представлены материалы по вопросам энтомологии и паразитологии исследователей из Волгограда, Саратова, Самары, Ульяновска, Пензы, Саранска, Борка, Санкт-Петербурга, Нижнего Новгорода, Уральска.
Для научных работников, аспирантов, студентов-биологов и экологов.
Главный редактор:
д-р биол. наук, проф. В. В. Аникин
Заместитель главного редактора:
д-р биол. наук, проф. Н. В. Попов
Ответственный секретарь:
канд. биол. наук, доц. О. В. Синичкина
Редакционная коллегия:
д-р биол. наук, проф. В. В. Золотухин (Ульяновск), канд. биол. наук А. С. Сажнев (Борок), канд. биол. наук Т. А. Трофимова (Самара), д-р биол. наук, проф. Г. В. Шляхтин (Саратов)
УДК 595.7 + 576.89 ББК 28.083я43 + 28.691.89я43
ISSN 1608-9073
© Саратовский государственный
университет, 2017 © Саратовское отделение РЭО, 2017
УДК 575.17:598.126.3
УСТАНОВЛЕНИЕ ТАКСОНОМИЧЕСКОГО СТАТУСА СКОРПИОНОВ РОДА MESOBUTHUS (ARACHNIDA: SCORPIONES) С ТЕРРИТОРИИ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ СИКВЕНСА ГЕНА COI МТДНК
В. В. Аникин, Н. М. Поверенный
Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского
В ходе исследований был определен таксономический статус представителей скорпионов рода Mesobuthus, обитающих в Нижнем Поволжье. Проведено их сравнение с другими таксонами (подвидами и видами этого рода) из других регионов Палеарктики на основе нуклеотидных последовательностей гена COI. Установлено, что вид скорпиона, обитающего на территории исследуемого региона, представляет собой самостоятельный таксон и, исходя из его распространения и молекулярно-генетических данных по нему, претендует на статус самостоятельного вида.
Ключевые слова: таксономия, скорпионы, Mesobuthus, COI, Нижнее Повол-
Введение
Mesobuthus eupeus (Koch, 1839) и Mesobuthus caucasicus (Nordmann, 1840) - это два вида, которые встречаются в европейской части России. Вид Mesobuthus caucasicus отмечается и для Северного Кавказа (Дагестан, Чечня) (Fet, 1989; Gantenbein, 2004). Вид M. eupeus имеет широкий ареал распространения и встречается на юге Нижнего Поволжья.
Для Нижнго Поволжья еще в конце 19-го столетия А. Бирулей был описан инфратаксон Mesobuthus eupeus bogdoensis из Астраханской области из окрестностей горы Богдо (Birula, 1896), а уже в 1925 году им же был найден в Саратовской области в окрестностях села Нижняя Банновка и описан ин-фратаксон Mesobuthus eupeus volgensis (Birula, 1925). Типовой материал этих двух подвидов к сожалению не сохранился, он отсутствует в коллекционном фонде Зоологического института РАН (г. Санкт-Петербург), где он должен был храниться согласно первоописанию.
Современное нахождение вида в Волгоградской области известно из очерка «Долина реки Щербаковки - замечательный уголок Нижнего Поволжья» К. А. Гребенникова (2104). Для Саратовской области места обитания скорпионов известны только из Красноармейского района. По области проходит северо-восточная граница ареала вида Mesobuthus eupeus. Сведения о нахождении мест обитания данного вида и эколого-флористическое описание местообитания Mesobuthus eupeus отражены в сводках конца 90-х годов прошлого столетия (Аникин, 1997; Аникин, Киреев, 1998). В 2006 году вид был занесён в Красную книгу Саратовской области под ошибочным названием Buthus occitanus (Amorex, 1789). Через 10 лет видовой статус был изменён на Mesobuthus eupeus (Аникин, Сажнев, 2016).
Детальное рассмотрение лишь морфологических признаков скорпионов с изучаемой территории не позволяло долгое время (и при отсутствие типового материала по подвидам) установить точную принадлежность этих представителей. Поэтому авторами была предпринята попытка использовать мо-лекулярно-генетические данные скорпионов из популяций Саратовской, Волгоградской и Астраханской областей для решения этого вопроса.
Материал и методы
Работа проводилась в 2014-2017 г.г. на базе лаборатории молекулярной биологии биологического факультета Саратовского государственного национального исследовательского университета, материал был собран в ходе экспедиционных выездов в 2014-2016 г.г. на территории ООПТ Астраханской, Саратовской и Волгоградской областей.
Сборы материала проводились в 2014-2015 г.г. в апреле-мае, сентябре-октябре на территории Богдинско-Баскунчакского заповедника в окрестностях горы Богдо (Астраханская область). Были обследованы два участка на территории заповедника: побережье озера Баскунчак, район Белой балки, окрестности Горькой речки в районе дамбы (Поверенный, 2015). Кроме того, были проведены сборы в Правобережье Саратовской области, где также обитают скорпионы на территории памятника природы «Нижне-Банновский», и в Волгоградской области (южнее от предыдущей точки на 20 км) на территории природного парка «Щербаковский». Всего было собрано и зафиксировано в этиловом спирте (96%) 18 экземпляров.
Материал собирался с помощью пинцета в пластиковые контейнеры. В тёмное время суток использовалась лампа ДРЛ и экран для насекомых для привлечения и сбора скорпионов. В лабораторных условиях часть скорпионов была зафиксирована в пробирках с этиловым спиртом и этикитирована.
Для молекулярно-генетического анализа был выбран ген цитохром С оксидазы субъединица I. Выделялась ДНК из метасомы скорпиона с помощью набора «Diatom Prep 100» производства ООО «Лаборатория Изоген» (г. Москва, РФ) по соответствующим протоколам. ДНК без посторонних примесей, размер фрагментов в среднем составляет 7000-10000 пар нуклео-тидов. Электрофорез проводился с помощью электрофоретической ванны методом гель электрофореза. ПЦР реакция была поставлена с помощью прибора для ПЦР в реальном времени «АНК-32». В методе ферментативной очистки использовалась щелочная фосфатаза креветки, термолабильная, эк-зонуклеаза I, а также набор SAP-Exo Kit фирмы Jena Bioscience GmbH. Сек-венирование ПЦР-продуктов осуществлялось с помощью генетического анализатора «НАНОФОР-05». Множественный анализ проводился с помощью программы MEGA 6. Филогенетическое древо было построено методом статистического конструктора UPGMA, филогенетический тест проводился методом Bootstrap.
Помимо нуклеотидных последовательностей исследуемых образцов в анализ были введены известные нуклеотидные последовательности, взятые
из GEN BANK: 5 у подвида M. e. philippovitschi, 3 у номинативного подвида M. e. eupeus, 13 образцов подвида M. e. thersites, 6 у вида M. e. phillipsi, 1 у вида M. caucasucus.
Авторы выражают искреннюю благодарность В. Фету (США) за консультацию и предоставление литературных источников.
Результаты
Всего восемь подвидов Mesobuthus eupeus распространены в Европе. Дальнейшее увеличение их числа не ожидается. Границы распространения вида Mesobuthus eupeus можно представить в виде многоугольника, где расстояние между самой северной точкой и самой западной 1932 км, между самой северной точкой и самой восточной - 2276 км, между самой восточной точкой и самой южной точкой - 2394 км, между самой южной точкой и самой западной точкой - 3471 км, между самой северной точкой и самой южной точкой - 3119 км, между самой западной точкой и самой восточной точкой - 3860 км (Teruel, 2002) (рис. 1).
Рис. 1. Распространение видов рода Mesobuthus в мире (Э - границы распространения) (карта с сайта http://earth.google.com/web ). О - места сборов материала, — -граница распространения скорпиона в Нижнем Поволжье
Проведённый анализ на основе сделанных сиквенсов образцов собранных скорпионов с Нижнего Поволжья и данных Gen Bank (5 образцов подвида M. e. philippovitschi (№ на дендрограмме - 3), 3 номинативного подвида M. e. eupeus (№ - 2), 13 образцов подвида M. e. thersites (№ - 1,5), 6 вида M. e. phillipsi (№- 7), 1 вида M. caucasucus (№ - 6)) показал наличие двух кластеров (рис. 2, № I и № II).
Первый кластер состоит из трех субкластеров, где первый представлен сборной группой хоросано-туркменскими популяциями М. e. thersites (№ -
1), второй - из отдельной клады изолированной кавказской популяции М. е. еиреш (№ - 2) и клады южно-каспийской популяции подвида М. е. philippovitschi (№ - 3). Третий субкластер сформирован двумя кладами, где первая представлена казахско-волжскими популяциями (авторские сиквенсы собранных скорпионов изученной территории Нижнего Поволжья) (№ - 4), а вторая - северо-казахскими популяциями М. е. thersites (№ - 5). Второй большой кластер, сформирован ирано-турецкими популяциями М. caucasicus (№ - 6) и М. е. phillipsi (№ - 7).
С
Mfí.nDn|i-.;í f.itf^i: ¡SFMSÍ .íhikí HsiObiílhnl МРРЧЬ Ifífitfl U0l»ia muíuQ
ШрИЛ: fcfS^n iSOlsíí MeiffB t
mrí г-h-nit* ■. ■■ tjptu^ ihofitti i^qiüü МНШ9 Мй',иЬШ(и.ч t*tuf unías MHOlS 71
Mbsübulhii: tuptüb ibnlstt Г/>~ TÜ9 ИщЦ1цм íjptji ¡tn\V¡4 M*1l44 Mtsübulhiyi djdtj~ г n'tf d rri'
"Г
j«rL
— MHDtaultwi tJDtUt eupauí i-JOlSl«- -41^11 lí
— MtSDbulhLI tuptJb 4UPÍU4 : JCloJ* Mu1130 72
— Mrs-nbulhts tjptijL- vupi'u^ ijdjlí 4c1 119 Mn-ubulhui tjprub рМсрочЬсЬ MelOSÍ Mftnbulbüj tjatus рИррт-Ч-ich i-itjljln Mt1f№ Míiobuibn fapfub ISÍIJII 1^1(73 MfíObmbiH fupfuí HíHUt Mili Mpí-ubuihuí euppus ^miMjjjh i-.ouie Híii^iJ_
Hnf 74
!tí»nt
7 I-1
...j
t 'ti "llf". rTi j| f.i * .'ГГ?ДГТ т-ftl йиЫцлА^ваовдш*»
7 I-2 7 I
|7 I-3
75
-76
- Mnsobtilhui e-JDtJi- phiHpsi isslaíe MeG851 -Mt^cbulhij-i i-jptjb pKi-.p,! i-.u'yi1 Mt-ll&i 77
-Mrsabulhui сjptu'j phihp^i üsoIbGp №ПБ0
MssobuJbu i É-ujwuS phikiirsi IS.<JUÍ* M^S 123
- Meíúbulhu S fripfrus phi-ip-M líolrfíi МебБЗГ
7 II
037
о к
OOJ
ota
~4o
Рис. 2. ME-филограмма рода Mesobuthus, демонстрирующая эволюционные связи представителей видов, основанная на данных анализа изменчивости частичной нуклеотидной последовательности гена COI. № - номера кластеров, субкластеров и клад
В целом, как видно на древе, казахско-волжские изученные популяции скорпионов не имеют близких связей с кавказскими, т.е. распространение казахско-волжского таксона шло с востока, а не с юго-запада как можно было бы предположить. Несомненно, что скорпион, обитающий на территории Нижнего Поволжья, представляет собой самостоятельный таксон и, исходя из географического положения, особенностей морфологии и молекулярно-генетических данных по нему, претендует на статус самостоятельного вида.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Аникин В. В. Редкие виды насекомых (¡пБейа) и паукообразных (АгасЬшёа) краевых структур степной зоны Саратовской области // Проблемы изучения краевых структур биоценозов: Тез. докл. Всерос. конф. Саратов, 1997. С. 28-29.
Аникин В. В., Киреев В. А. Эколого-флористическое описание местообитаний некоторых редких видов насекомых и паукообразных Нижнего Поволжья // Проблемы сохра-
нения биоразнообразия аридных регионов России: Матералы междунар. науч.-практ. конф. Волгоград, 1998. С. 106-107.
Аникин В. В., Сажнев А. С. Виды наземных беспозвоночных, рекомендуемые для внесения в новое издание Красной книги Саратовской области // Известия Саратовского университета. Сер. Химия. Биология. Экология. 2016. Т. 16. Вып. 3. С. 313-317.
Гребенников К. А. Долина реки Щербаковки - замечательный уголок Нижнего Поволжья // [Электронный ресурс] Жуки (Coleoptera) и колеоптерологи. URL:http://www.zin.ru/animalia/coleoptera/rus/shcherb1.htm (дата обращения: 18.09.14).
Поверенный H. М. Нахождение скорпиона Mesobuthus eupeus (C. L. Koch 1839) (Scorpiones) в различных биотопах Богдинско-Баскунчакского заповедника // Энтомологические и паразитологические исследования в Поволжье. 2015. Вып. 12. C. 153-155.
Birula A. A. Beitrage zur Kenntniss der Skorpionenfauna Persiens // Bulletin de I'Academie Imperiale des Sciences de St. Pétersbourg. 1905. Vol. 23. P. 119-131.
Birula A. A. Zur Synonymie der russischen Scorpione / A. A. Birula // Miscellanea scorpiologica. Annuaire du Musée Zoologique de l'Académie Impériale des Sciences de St.-Pétersbourg. 1896. Part 1. P. 229-245.
Birula A. A. Sur la distribution géographique du frelon commun (Vespa crabro L.) et sur ses races climatiques // Doklady Rossiiskoi Akademii Nauk 1925. P. 53-56.
Gantenbein B. Rates of molecular evolution in nuclear genes of east Mediterranean scorpions // Evolution. 2004. Vol. 58. P. 2486-2497.
Fet V. A catalogue of scorpions (Chelicerata: Scorpiones) of the USSR / Rivista del Museo Civico di Scienze Naturali "Enrico Caffi" (Bergamo). 1989. С.73-171.
Koch C. L. Die Arachniden // Die Arachniden. Harvard University, Museum of comparative zoology. 1839. Band 5. P. 125-158.
Teruel R. First record of Mesobuthus eupeus (Koch, 1839) from western Turkey (Scorpiones: Buthidae) // Revista Iberica de Aracnologia. Associacao Iberica de Sistemae Tecnologias de Informacao. 2002. Vol. 5. P. 75- 76.
URL: http://earth.google.com/web/ (дата обращения 05.05.2016)
ESTABLISHING THE TAXONOMY STATUS OF SCORPIONS OF THE GENUS
MESOBUTHUS (ARACHNIDA: SCORPIONES) FROM THE TERRITORY
OF LOWER VOLGA REGION BASED ON THE DATES OF NUCLEOTIDE SEQUENCES OF COI GENE (MTDNA)
V. V. Anikin, N. M. Poverennyi
Chernyshevsky Saratov State University
During this investigation was determined the taxonomy status of scorpions from the genus Mesobuthus, which have habitat in the Lower Volga Region. The comparison with other taxons (subspecies and species of this genus) from other Palearctic regions based on nucleotide sequences of genus COI was made. Established that a scorpion with distribution on the territory of Lower Volga Region is an independent taxon and, based on the geographical location and molecular genetic data on it, claims the status as an independent species.
Key words: taxonomy, scorpions, Mesobuthus, COI, Lower Volga Region.
