Разнообразие параметров системы красной крови у малой лесной и домовой мышей (Rodentia, Muridae) в Приэльбрусье: многомерный и информационный анализ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Впервые проведена оценка разнообразия параметров системы красной крови с применением методов многомерного и информационного анализа у синантропа M. musculus и широко распространенного гемисинантропа A. (S.) uralensis в условиях среднегорьях Центрального Кавказа (Приэльбрусье). В работе введено понятие актуальной “ниши” параметров системы красной крови в многомерном пространстве описательной модели. Ниши A. (S.) uralensis и M. musculus были четко дифференцированы, причем объем ниши A. (S.) uralensis существенно превышал объем ниши M. musculus. Описаны межвидовые различия в сезонной регуляции параметров крови, которая у A. (S.) uralensis была более сложно организована и отчетливо циклична от “зимы” к “осени”. Полученные результаты позволили сделать вывод о том, что по сравнению с M. musculus, A. (S.) uralensis, реализует более гибкую стратегию адаптации к сезонным изменениям в окружающей среде. Апробированная методология анализа данных дает возможность рассматривать результаты частных исследований регуляции систем крови млекопитающих в широком контексте проблем биологического разнообразия, динамики и самоорганизации биологических систем.

Об авторах

М. М. Емкужева

Институт экологии горных территорий им. А.К. Темботова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: emkugeva_m@mail.ru
Россия, 360051, Нальчик, ул. И. Арманд, 37а

А. Ю. Пузаченко

Институт экологии горных территорий им. А.К. Темботова РАН; Институт географии РАН

Email: emkugeva_m@mail.ru
Россия, 360051, Нальчик, ул. И. Арманд, 37а; Россия, 119017, Москва, Старомонетный пер., 29

Ф. А. Темботова

Институт экологии горных территорий им. А.К. Темботова РАН

Email: emkugeva_m@mail.ru
Россия, 360051, Нальчик, ул. И. Арманд, 37а

З. Х. Боттаева

Институт экологии горных территорий им. А.К. Темботова РАН

Email: emkugeva_m@mail.ru
Россия, 360051, Нальчик, ул. И. Арманд, 37а

З. А. Берсекова

Институт экологии горных территорий им. А.К. Темботова РАН

Email: emkugeva_m@mail.ru
Россия, 360051, Нальчик, ул. И. Арманд, 37а

А. Х. Чапаев

Институт экологии горных территорий им. А.К. Темботова РАН

Email: emkugeva_m@mail.ru
Россия, 360051, Нальчик, ул. И. Арманд, 37а

Список литературы

  1. Амшокова А.Х., Темботова Ф.А., Кучинова Е.А. Генетическое разнообразие и географическое распределение гаплотипов митохондриальной ДНК криптических видов лесных мышей подрода Sylvaemus Западного Кавказа // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015. Т. 17. № 4-2. С. 402–411.
  2. Амшокова А.Х. Дифференциация популяций криптических видов лесных мышей подрода Sylvaemus в различных эколого-географических условиях Северного Кавказа // Экология. 2015. № 4. С. 283–289. https://doi.org/10.7868/S0367059716040041
  3. Богданов А.С., Атопкин Д.М., Челомина Г.Н. Анализ генетической изменчивости и дифференциации малой лесной мыши Sylvaemus uralensis (Rodentia, Muridae) методом RAPD-PCR // Известия РАН. Серия биол. 2009. № 3. С. 276–292.
  4. Бир С. Кибернетика и управление производством. М.: Физматгиз, 1963. 275 с.
  5. Большаков В.Н. Пути приспособления мелких млекопитающих к горным условиям. М.: Наука, 1972. 199 с.
  6. Волькенштейн М.В. Энтропия и информация. М.: Наука, 1986. 192 с.
  7. Домовая мышь: Происхождение, распространение, систематика, поведение / Под ред. Е.В. Котенковой, Н.Ш. Булатовой. М.: Наука, 1996. 267 с.
  8. Европейская Конвенция о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (Страсбург, 18 марта 1986 г.). Доступно по: https://rm.coe.int/168007a6a8. Ссылка активна на 10 сентября 2023 г.
  9. Емкужева М.М., Темботова Ф.А., Темботова Э.Ж. Сезонная изменчивость показателей системы крови домовой мыши (Mus musculus L.) в условиях гор Центрального Кавказа // Изв. Росс. акад. наук. Сер. Биол. 2022. Т. 1. С. 93–101. https://doi.org/10.31857/S1026347021060056
  10. Емкужева М.М., Темботова Ф.А., Берсекова З.А., Боттаева З.Х., Чапаев А.Х. Сезонная динамика системы красной крови малой лесной (Apodemus uralensis) в горах центрального Кавказа // Журн. эвол. биох. и физиол. 2021. Т. 57. № 5. С. 392–401. https://doi.org/10.31857/S0044452921040033
  11. Калабухов Н.И. Периодические (сезонные и годичные) изменения в организме грызунов, их причины и последствия. Л.: Наука, Ленингр. отд., 1969. 249 с.
  12. Карасева Е.В., Телицина А.В., Жигальский О.А. Методы изучения грызунов в полевых условиях. М.: Bз-во ЛКИ, 2008. 416 с.
  13. Лебедева Н.В., Дроздов Н.Н., Криволуцкий Д.А. Биологическое разнообразие: Учеб. Пособие для студ. высш. учеб. Заведений. М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2004. 432 с.
  14. Меньшиков В.В. Стандартизация аналитических технологий лабораторной медицины. М.: Лабора. 2012. 367 с.
  15. Попов А.М. Применение теста Уэлча в однофакторном дисперсионном анализе // Пробл. совр. науки и образ. 2016. Т. 4. № 49. С. 59–62
  16. Пузаченко Ю.Г. Биологическое разнообразие в биосфере: системологический и семантический анализ // Биосфера. 2009. Т. 1. № 1. С. 25–38.
  17. Риган В., Сандерс Т., Деникола Д. Атлас ветеринарной гематологии. М.: ООО “Аквариум ЛТД”. 2000. 136 с.
  18. Соколов В.Е., Темботов А.К. Млекопитающие Кавказа: Насекомоядные. М.: Наука, 1989. 548 с.
  19. Стахеев В.В., Богданов А.С., Водолажский Д.И. Уточнение видового состава лесных мышей рода Sylvaemus на территории Ростовской области посредством кариологического, аллозимного и молекулярно-генетического анализов // Генетика. 2011. Т. 47. № 5. С. 660–670.
  20. Тарахтий Э.А., Мухачева С.В. Химическое и радиационное загрязнение природной среды: эффекты в клетках системы крови мелких млекопитающих // Радиационная биология. Радиоэкология. 2018. Т. 58. № 3. С. 293–304. https://doi.org/10.7868/S0869803118030098
  21. Тарахтий Э.А., Сумин М.Н., Давыдова Ю.А. Изменчивость показателей “красной” крови рыжей полевки (Clethrionomys glareolus) в зависимости от сезона и репродуктивного состояния // Усп. соврем. биол. 2009. Т. 129. С. 191–197.
  22. Темботов А.К. География млекопитающих Северного Кавказа. Нальчик, 1972. 189 с.
  23. Темботов А.К., Шхашамишев Х.Х. Животный мир Кабардино-Балкарии. Нальчик: Эльбрус. 1984, 191 с.
  24. Темботов А.К., Темботова Э.Ж., Темботова Ф.А., Емкужева М.М. Изменчивость гематологических параметров домовой мыши (Mus musculus L.) в предгорьях Центрального Кавказа // Усп. совр. биол. 2009. Т. 129. № 4. С. 370–378.
  25. Шварц С.С., Смирнов В.С., Добринский Л.Н. Метод морфофизиологических индикаторов в экологии наземных позвоночных. Свердловск: Акад. наук СССР, 1968. 388 с.
  26. Тодоров И. Клинические лабораторные исследования в педиатрии. София: Медицина и физкультура. 1968. 874 с.
  27. Campbell A.K. Save those molecules! Molecular biodiversity and life // J. Appl. Ecol. 2003. V. 40. P. 193–203.
  28. Conant R.C., Ashby R.W. Every good regulator of a system must be a model of that system // Int. J. Sys. Sci. 1970. V. 1. № 2. P. 89–97.
  29. Crump S.L. The Estimation of Variance Components in Analysis of Variance // Biometrics Bull. 1946. V. 2. № 1. P. 7.
  30. Dzal Y.A., Jenkin S.E.M., Lague S.L., Reichert M.N., York J.M., Pamenter M.E. Oxygen in demand: How oxygen has shaped vertebrate physiology // Comp. Biochem. Physiol. Part A Mol. Integr. Physiol. 2015. V. 186. P. 4–26. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2014.10.029
  31. Dzal Y.A., Milsom W.K. Hypoxia alters the thermogenic response to cold in adult homeothermic and heterothermic rodents // J. of Physiology. 2019. V. 597. № 18. P. 4809–4829. https://doi.org/10.1113/JP277183
  32. Emkuzheva M.M., Tembotova F.A., Bersekova Z.A., Bottaeva Z.Kh., Chapaev A.Kh. Seasonal dynamics of erythropoiesis in a pygmy wood mouse (Apodemus uralensis) of the Central Caucasus Mountains // J. Evol. Biochem. Physiol. 2021. V. 57. № 5. P. 1020–1030. https://doi.org/10.1134/S0022093021050045
  33. Foerster H. von. On self-organizing systems and their environments// Self-Org. Sys. 1960. V. 50. P. 31–50.
  34. Hammer Ø., Harper D.A.T., Ryan P.D. PAST: paleontological statistics software package for education and data analysis // Pal. Electr. 2001. V. 4. № 1. P. 1–9.
  35. Harper J.L., Hawksworth D.L. Biodiversity: measurement and estimation. Preface // Philos. Trans. R. Soc. London. Ser. B Biol. Sci. 1994. V. 345. P. 5–12.
  36. Hutchinson G.E. Concluding Remarks. Cold Spring Harb. Symp // Quant. Biol. 1957. V. 22. P. 415–427. https://doi.org/10.1101/sqb.1957.022.01.039
  37. Holland R.A., Forster R.E. The effect of size of red cells on the kinetics of their oxygen uptake // J. Gen. Physiol. 1966. V. 49. № 4. P. 727–742.
  38. Hutcheson K. A test for comparing diversities based on the Shannon formula // J. Theor. Biol. 1970. V. 29. № 1. P. 151–154.
  39. Krebs Ch.J. Ecological methodology. 2-nd ed. N.Y.: Harper & Row, Publishers. 1998. 624 pp.
  40. Li M., Pan D., Sun H., Zhang L., Cheng H., Shao T., Wang Z. The hypoxia adaptation of small mammals to plateau and underground burrow conditions // Anim. Models Exp. Med. 2021a. V. 4. № 4. P. 319–328. https://doi.org/10.1002/ame2.12183
  41. Li F., Qiao Z., Duan Q., Nevo E. Adaptation of mammals to hypoxia // Anim. Model. Exp. Med. 2021b. V. 4. № 4. P. 311–318. https://doi.org/10.1002/ame2.12189
  42. Petchey O.L., Gaston K.J. Functional diversity: back to basics and looking forward // Ecol. Lett. 2006. V. 9. № 6. P. 741–758.
  43. Pianka E.R. Niche overlap and diffuse competition // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1974. V. 71. P. 2141–2145.
  44. Puzachenko A.Y., Abramov A.V., Rozhnov V.V. Cranial variation and taxonomic content of the marbled polecat Vormela peregusna (Mustelidae, Carnivora) // Mam. Biol. 2017. V. 83. P. 10–20. https://doi.org/10.1016/j.mambio.2016.11.007
  45. Puzachenko A.Yu. Basic limitations of self-organization by the example of high and low-Integrated very complex systems (mammalian skeleton elements and mammalian fossil assemblages): from empirical evidence to theory // Biol. Bull. 2023. V. 50. Suppl. 1. P. 34–47. https://doi.org/10.31857/S1026347023600176
  46. Rasch D., Mašata O. Methods of variance component estimation// Czech J. Anim. Sci. 2006. V. 51. № 6. P. 227–235.
  47. Renkonen O. Statisch-ökologische Untersuchungen über die terrestrische Käferwelt der finnischen Bruchmoore // Ann. Zool. Soc. Bot. Fenn. Vanamo. 1938. V. 6. P. 1–231.
  48. Ruiz G., Rosenmann M., Cortes A. Thermal acclimation and seasonal variations of erythrocyte size in the Andean mouse Phyllotis xanthopygus rupestris // Comparative biochemistry and physiology a-molecular & integrative physiology. 2004. V. 139. № 4. P. 405–411. https://doi.org/10.1016/j.cbpb.2004.03.003
  49. Sahney S., Benton M.J., Ferry P.A. Links between global taxonomic diversity, ecological diversity and the expansion of vertebrates on land // Biol. Lett. 2010. V. 6. № 4. P. 544–547. https://doi.org/10.1098 / rsbl.2009.1024
  50. Shannon C.E. A Mathematical theory of communication// Bell Syst. Tech. J. 1948. V. 27. P. 379–423.
  51. Soberon J., Arroyo-Peña B. Are fundamental niches larger than the realized? Testing a 50-year-old prediction by Hutchinson // PLoS One. 2017. V. 12. P. e0175138. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175138
  52. Spicer J.I., Morley S.A., Bozinovic F. Physiological diversity, biodiversity patterns and global climate change: testing key hypotheses involving temperature and oxygen // Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 2019. V. 374. № 1778. https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0032
  53. Storz J.F. Hemoglobin function and physiological adaptation to hypoxia in high-altitude mammals // J. Mammal. 2007. V. 88. № 1. P. 24–31. https://doi.org/10.1644/06-MAMM-S-199R1.1
  54. Storz J.F., Runck A.M., Sabatino S.J., Kelly J.K., Nuno F., Hideaki M., Weber R.E., Angela F. Evolutionary and functional insights into the mechanism underlying high-altitude adaptation of deer mouse hemoglobin // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009. V. 106. № 34. P. 14450–14455. https://doi.org/10.1073/pnas.0905224106
  55. Sturges H. The choice of a class-interval // J. Am. Stat. Assoc. 1926. V. 21. P. 65–66.
  56. Welch B.L. 1951. On the Comparison of Several Mean Values: An Alternative Approach // Biometrika. 1951. V. 38. № 3–4. P. 330–336. https://doi.org/10.1093/biomet/38.3-4.330
  57. Wilcox B.A. In situ conservation of genetic resources: determinants of minimum area requirements // National Parks: Conservation and Development. 1984. P. 639–647.

Дополнительные файлы


© М.М. Емкужева, А.Ю. Пузаченко, Ф.А. Темботова, З.Х. Боттаева, З.А. Берсекова, А.Х. Чапаев, 2023