Morphological Differentiation, Mitochondrial and Nuclear DNA Variability Between Geographically Distant Populations of Daphnia galeata and Daphnia cucullata (Anomopoda, Daphniidae)

Abstract

Несмотря на то, что представители р. Daphnia (Anomopoda, Daphniidae) являются одними из наиболее распространенных водных беспозвоночных и используются в качестве модельных организмов в таксономических, экологических и эволюционных исследованиях, их систематика остается весьма запутанной. Настоящее исследование посвящено изучению морфологической дифференциации и генетической изменчивости географически удаленных популяций сестринских видов Daphnia galeata Sars, 1864 и Daphnia cucullata Sars, 1862 (Anomopoda, Daphniidae) из пресноводной части Балтийского моря - Куршского залива (Россия, Калининградская область) и Новосибирского водохранилища (Россия, Новосибирская область). Морфологическая дивергенция между видами и их популяциями оценивалась по диагностическим признакам и на основании анализа изменчивости формы тела по набору морфометрических признаков. Самыми изменчивыми были признаки, характеризующие форму головы, шлема и хвостовой иглы. Реконструкция филогенетических отношений между видами выполнена на основе изменчивости 16S и 12S генов митохондриальной ДНК и фрагмента ITS2 ядерной ДНК. Дивергенция между видами D. galeata и D. cucullata на основе генов митохондриальной ДНК была значительной и свидетельствует об их монофилетическом происхождении, тогда как внутривидовые генетические дистанции оцениваются как незначительные.Although members of genus Daphnia (Anomopoda, Daphniidae) are the most common water invertebrates and are considered as model organisms for many taxonomic, ecological and evolutionary studies their systematics remains unresolved. Here, morphological differentiation and genetic polymorphism between the geographically distant populations of the sister species Daphnia galeata Sars, 1864 and Daphnia cucullata Sars, 1862 in the Curonian Lagoon, a large shallow freshwater lagoon of the Baltic Sea (Russia, Kaliningrad Oblast) and Novosibirsk Reservoir (Russia, Novosibirsk Oblast) are presented. The divergence between species and their populations was analyzed based on traditional morphological traits and a large set of morphometric traits describing the body shape. The traits describing the shape of head and helmet, and spine were the most variable morphological characters. Phylogenetic relationships between species and populations were constructed based on variation in mitochondrial 16S and 12S rRNA genes and nuclear ITS2 rDNA sequences. The mitochondrial DNA divergence between D. galeata and D. cucullata species was significant and reflected their monophyletic origin, whereas intraspecific genetic distances are estimated as insignificant