Genetic and cytogenetic diversity in spined loaches (Cobitis) populations from the Cogâlnic River

Anatolie Marta; Daniel Kulik; Veaceslav Purcic; Nadejda Railean; Ion Toderaş; Karel Janko

doi:10.52673/18570461.26.1-80.05

Autori

Anatolie Marta Institutul de Zoologie al USM https://orcid.org/0000-0002-4457-8838
Daniel Kulik Muzeul de Științe ale Naturii, Universitatea din Wroclaw https://orcid.org/0000-0003-1268-5409
Veaceslav Purcic Universitatea de Stat din Moldova https://orcid.org/0009-0008-0197-1593
Nadejda Railean Institutul de Zoologie al USM https://orcid.org/0000-0001-7818-9200
Ion Toderas Institutul de Zoologie al USM https://orcid.org/0000-0001-6159-5325
Karel Janko Institutul de Fiziologie și Genetică Animală, Academia de Științe din Cehia https://orcid.org/0000-0002-7866-4937

DOI:

https://doi.org/10.52673/18570461.26.1-80.05

Cuvinte cheie:

Cobitis, hibridizare, poliploidie, reproducere clonală, citogenetică, microsateliți, râul Cogâlnic

Rezumat

Acest studiu descrie o populație hibridă de pești din complexul Cobitis taenia, din râul Cogâlnic, caracterizată prin prezența indivizilor diploizi, triploizi și tetraploizi. Pe baza genotipării și a cariotipării a fost caracterizată structura genetică și nivelurile de ploidie ale populației de Cobitis din râul Cogâlnic. Rezultatele indică prezența mai multor biotipuri hibride în cadrul aceluiași complex, în care tetraploizii pot apărea prin fertilizarea ocazională a ovocitelor clonale produse de femele triploide. Masculii tetraploizi sunt sterili și nu contribuie genetic la populație. Studiul evidențiază importanța hibridizării recurente și a poliploidizării în evoluția complexului hibrid Cobitis taenia, oferind noi perspective asupra diversității genetice și asupra mecanismelor care mențin populațiile poliploide în bazinul nord-vestic al Mării Negre.

Referințe

1. Janko, K.; Mikulíček, P.; Hobza, R.; Schlupp, I. Sperm-dependent asexual species and their role in ecology and evolution, in: Ecology and Evolution, 2023, 13(10), e10522. https://doi.org/10.1002/ece3.10522

2. Janko, K.; Flajšhans, M.; Choleva, L. et al. Diversity of European spined loaches (genus Cobitis L.): an update of the geographic distribution of the Cobitis taenia hybrid complex with a description of new molecular tools for species and hybrid determination, in: Journal of Fish Biology, 2007, 71(Suppl. D), 387-408. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.2007.01512.x

3. Perdices, A.; Ozeren, C.S.; Erkakan, F. and Freyhof, J., 2018. Diversity of spined loaches from Asia Minor in a phylogenetic context (Teleostei: Cobitidae), in: PLoS One, 13(10), p.e0205678. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0205678

4. Mezhzherin, S.V.; Pavlenko, L.I. Genetic structure of diploid-polyploid complex of spined loach genus Cobitis (Cypriniformes, Cobitidae) in the Lower Danube, in: Cytology and Genetics, 2007, 41(1), 49-56. https://doi.org/10.3103/S0095452707010060

5. Choleva, L.; Janko, K.; De Gelas, K. et al. Synthesis of clonality and polyploidy in vertebrate animals by hybridization between two sexual species, in: Evolution, 2012, 66(7), 2191-2203. https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.2012.01650.x

6. Marta, A., Toderaș, I., Bulat, D., Bulat, D. and Purcic, V. Diversitatea speciilor și biotipurilor hibride din genul Cobitis (Teleostei: Cobitidae) din bazinele acvatice ale Republicii Moldova, in: Buletinul Academiei de Știinţe a Moldovei. Știinţele vieţii, 2017, 333(3), 126-131.

7. Mezhzherin, S.V.; Tsyba, A.A.; Kryvokhyzha, D. Cryptic expansion of hybrid polyploid spined loaches Cobitis in the rivers of Eastern Europe, in: Hydrobiologia, 2022, 849(7), 1689-1700. https://doi.org/10.1007/s10750-022-04897-7

8. Brezianu, A.; Spânu, V. Cogâlnic/Kogâlnic, in: Historical Dictionary of Moldova, 2nd ed. Lanham, Maryland: Scarecrow Press, 2007, p. 92. https://doi.org/10.5771/9780810864467

9. Bulat, D. Ihtiofauna Republicii Moldova: amenințări, tendințe și recomandări de reabilitare. Monografie. Chișinău: Academia de Științe a Moldovei, Institutul de Zoologie, 2017. 343 p. https://doi.org/10.53937/9789975890700

10. Majtánová, Z.; Janko, K. & Flajšhans, M. Stability of clonal lineages and karyotype evolution in hybrid loaches, in: PLoS ONE, 2016, 11(8), e0160565. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0146872

11. Levan, A.; Fredga, K. and Sandberg, A.A. Nomenclature for centromeric position on chromosomes, in: Hereditas, 1964, 52: 201-220. https://doi.org/10.1111/j.1601-5223.1964.tb01953.x

12. De Gelas, K.; Janko, K.; Volckaert, F.A.M. et al. Development of nine polymorphic microsatellite loci in the spined loach, Cobitis taenia, and cross-species amplification in the related species C. elongatoides, C. taurica and C. tanaitica, in: Molecular ecology resources, 2008, 8(5), 1001-1003. https://doi.org/10.1111/j.1755-0998.2008.02135.x

13. Vasil’ev, V.P.; Vasil’eva, K.D. and Osinov, A.G. Evolution of a diploid-triploid-tetraploid complex in fishes of the genus Cobitis (Pisces, Cobitidae). Evolution and ecology of unisexual vertebrates, in: Bulletin, 1989, 466, 153-169.

14. Choleva, L.; Apostolou, A.; Ráb, P.; Janko, K. Making it on their own: sperm-dependent hybrid fishes (Cobitis) switch the sexual hosts and expand beyond the ranges of their original sperm donors. Philosophical Transactions of the Royal Society B, in: Biological Sciences, 2008, 363(1505), 2911-2919. https://doi.org/10.1098/rstb.2008.0059

15. Mezhzherin, S.V.; Kryvokhyzha, D.; Tsyba, A.A.; Rostovskaya, O.V. Spined loach settlements structure (Cobitidae) of the Eastern Ukraine river systems and alternative character of diploid and polyploid populations, in: Zoodiversity, 2022, 56(4), 337-348. https://doi.org/10.15407/zoo2022.04.331