Хромосомная изменчивость в популяциях малярийных комаров в различных ландшафтных зонах Восточной Европы и Южного Урала

Цель. Определение роли хромосомного полиморфизма в процессе адаптации популяций малярийных комаров к обитанию в различных ландшафтных областях (природных зонах и подзонах).

Процедуры и методы. Проведён цитогенетический анализ выборок малярийных комаров в 10 ландшафтных областях (природных зонах и подзонах) Восточной Европы и Южного Урала. По структуре политенных хромосом личинок определяли видовой состав и частоты хромосомных инверсий у комаров Anopheles messeae s. l., включающих виды-двойники An. daciae и An. messeae s. s.

Результаты. Установлено, что популяции каждой ландшафтной зоны (подзоны) характеризуются определённым составом и частотами хромосомных инверсий. В степной зоне преобладают видоспецифичные инверсии XL₀ и 2R₀ An. daciae, в таёжной зоне – инверсии XL₁ и 2R₁ An. messeae s. s. Популяции подтаёжной зоны отличаются промежуточными частотами инверсий.

Теоретическая и/или практическая значимость. Показано, что в пределах ландшафтной зоны/подзоны формируется своя исторически сложившаяся кариотипическая структура популяций малярийных комаров.

1. Ваулин О. В., Новиков Ю. М. Филогенетические связи между палеоарктическими видами Anopheles комплекса maculipennis. (Diptera: Culicidae), установленные при использовании разных методов. Проблема консенсуса // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2016. Т. 20. № 5. С. 695–703.

2. Горностаева P. M., Данилов А. В. Об ареалах малярийных комаров (Diptera, Culicidae: Anopheles) комплекса maculipennis на территории России // Паразитология. 2002. Т. 36. № 1. С. 33–42.

3. Инверсионный полиморфизм малярийного комара Anopheles messeae. III. Временная динамика концентрации инверсий в популяции центра ареала / Г. Н. Плешкова, В. Н. Стегний, Ю. М. Новиков, В. М. Кабанова // Генетика. 1978. Т. 14. № 12. С. 2169– 2176.

4. Исаченко А. Г. Ландшафтная структура Земли, расселение, природопользование. СПб.: СПбГУ, 2008. 320 с.

5. Пространственно-временные изменения частот хромосомных инверсий по ареалу малярийного комара Anopheles messeae Fall. (Culicidae) за 40-летний период мониторинга / В. Н. Стегний, А. О. Пищелко, А. К. Сибатаев, Г. Абылкасымова // Генетика. 2016. Т. 52. № 6. С. 664–671.

6. Стегний В. Н., Кабанова В. М. Хромосомный анализ малярийных комаров Anopheles atroparvus и A. maculipennis (Diptera, Culicidae) // Зоологический журнал. 1978. Т. 57. № 4. С. 613–619.

7. A standard photomap of ovarian nurse cell chromosomes and inversion polymorphism in Anopheles beklemishevi / G. N. Artemov, M. I. Gordeev, A. A. Kokhanenko, A. V. Moskaev, A. I. Velichevskaya, V. N. Stegniy, I. V. Sharakhov, et al. // Parasites and Vectors. 2018 Vol. 11 (211). P. 1–9.

8. Bertola M., Mazzucato M., Pombi M., et al. Updated occurrence and bionomics of potential malaria vectors in Europe: a systematic review (2000–2021) // Parasites and Vectors. 2022. Vol. 15 (88). P. 1–10.

9. Chromosome and genome divergence between the cryptic Eurasian malaria vectorspecies Anopheles messeae and Anopheles daciae / A. N. Naumenko, D. A. Karagodin, A. A. Yurchenko, A. V. Moskaev, O. I. Martin, E. M. Baricheva, I. V. Sharakhov, et al. // Genes. 2020. Vol. 11. P. 1–22.

10. Corder G. W., Foreman D. I. Nonparametric Statistics: A Step-by-Step Approach. Hoboken, New Jersey, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2014. 288 p.

11. Culverwell C. L., Vapalahti O. P., Harbach R. E. Anopheles daciae, a new country record for Finland // Medical and Veterinary Entomology. 2020 Vol. 34. P. 145–150.

12. Distribution of Anopheles daciae and other Anopheles maculipennis complex species in Serbia / M. Kavran, M. Zgomba, T. Weitzel, D. Petric, C. Manz, N. Becker // Parasitology Research. 2018. Vol. 117. P. 3277–3287.

13. DNA identification of species of the Anopheles maculipennis complex and first record of An. daciae in Belgium / N. Smitz, K. De Wolf, A. Gheysen, I. Deblauwe, A. Vanslembrouck, K. Meganck, J. De Witte, et al. // Medical and Veterinary Entomology. 2021. Vol. 35 (3). P. 442–450.

14. Gordeev M. I., Moskaev A. V. Chromosomal polymorphism in the populations of malaria mosquito Anopheles messeae (Diptera, Culicidae) in the Volga region // Russian Journal of Genetics. 2016. Vol. 52 (6). P. 592–597.

15. Goudet J. FSTAT (Version 1.2): A Computer Program to Calculate F-Statistics // Journal of Heredity. 1995. Vol. 86 (6). P. 485–486.

16. Holsinger K., Weir B. Genetics in geographically structured populations: defining, estimating and interpreting FST // Nature Reviews Genetics. 2009. Vol. 10. P. 639–650.

17. Morphological and molecular characterization of Anopheles (Anopheles) maculipennis Meigen, type species of the genus and nominotypical member of the Maculipennis Complex / Y-M. Linton, L. Smith, G. Koliopoulos, A. Samanidou-Voyadjoglou, A. K. Zounos, R. E. Harbach. // Systematic Entomology. 2003. Vol. 28. P. 39–55.

18. Mosquitoes of the Anopheles maculipennis group (Diptera: Culicidae) in Romania, with the discovery and formal recognition of a new species based on molecular and morphological evidence / G. Nicolescu, Y.-M. Linton, A. Vladimirescu, T. M. Howard, R. E. Harbach // Bulletin of Entomological Research. 2004. Vol. 94. P. 525–535.

19. New cytogenetic photomap and molecular diagnostics for the cryptic species of the malaria mosquitoes Anopheles messeae and Anopheles daciae from Eurasia / G. N. Artemov, V. S. Fedorova, D. A. Karagodin, I. I. Brusentsov, E. M. Baricheva, I. V. Sharakhov, M. I. Gordeev, et al. // Insects. 2021. Vol. 12. P. 1–16.

20. Obtaining polytene, meiotic, and mitotic chromosomes from mosquitoes for cytogenetic analysis / J. Liang, S. M. Bondarenko, I. V. Sharakhov, M. V. Sharakhova // Cold Spring Harbor protocols. 2022. DOI: 10.1101/pdb.prot107872

21. Single nucleotide polymorphism analysis of the ITS2 region of two sympatric malaria mosquito species in Sweden: Anopheles daciae and Anopheles messeae / T. Lilja, D. Eklцf, T. G. T. Jaenson, A. Lindstrцm, O. Terenius // Medical and Veterinary Entomology. 2020. Vol. 34. P. 364–368.