Кавказский энтомол. бюллетень 11(1): 183–187 © CAUCASIAN ENTOMOLOGICAL BULL. 2015

Молекулярно-генетическое исследование некоторых кавказских представителей рода Kretania Beuret, 1959 (Lepidoptera: Lycaenidae) с описанием нового вида

Molecular genetics study of some Caucasian representatives of the genus Kretania Beuret, 1959 (Lepidoptera: Lycaenidae) with the description of a new species

Б.В. Страдомский1, В.В. Тихонов2

B.V. Stradomsky1, V.V. Tikhonov2

1Институт аридных зон ЮНЦ РАН, пр. Чехова, 41, Ростов-на-Дону 344006 Россия

2Северо-Кавказский федеральный университет, ул. Пушкина, 1, Ставрополь 355009 Россия

1Institute of Arid Zones of Southern Scientific Centre, Russian Academy of Sciences, Chekhov str., 41, Rostov-on-Don 344006 Russia. E-mail: bvstr@yandex.ru

2North-Caucasus Federal University, Pushkin str., 1, Stavropol 355009 Russia . E-mail: entephria@mail.ru

Ключевые слова: Lepidoptera, Lycaenidae, Kretania, молекулярно-генетические маркеры, новый вид.

Key words: Lepidoptera, Lycaenidae, Kretania, molecular genetic markers, new species.

Резюме. Проведены молекулярно-генетические исследования группы Kretania pylaon (Fischer von Waldheim, 1832) различных популяций Кавказа, Северо- Восточной Турции и Ирана. Показано, что экземпляры из Турции, Южной Грузии, Армении и Талыша имеют близкие нуклеотидные последовательности COI-гена и относятся к одному виду. Старейшим пригодным названием для него является Plebeius sephirus modicus Verity, 1935. Устанавливается новый статус этого таксона – Kretania modica (Verity, 1935), stat. n.

Популяции восточной половины Большого Кавказа

(Дагестан, Северо-Восточный Азербайджан, Восточная Грузия) имеют отличные от других представителей рода Kretania последовательности молекулярных маркеров: митохондриального COI и ядерного ITS2, – и выделены в новый вид Kretania stekolnikovi sp. n.

Популяции с Западного Кавказа генетически не отличаются от экземпляров из Румынии и относятся к Kretania sephirus (Frivaldsky, 1835).

Abstract. Molecular genetic investigations of the Kretania pylaon species group populations from the Caucasus, North Eastern Turkey and Iran are made. Specimens from Turkey, Southern Georgia, Armenia and Azerbaijan (Talysh Mountains) have similar COI nucleotide sequences and belong to one species. The oldest name for this species is Plebeius sephirus modicus Verity, 1935. Species rank for this taxon is established: Kretania modica (Verity, 1935), stat. n. Populations from eastern part of the Big Caucasus (Dagestan, North Eastern Azerbaijan, Eastern Georgia) have different from other representatives of Kretania sequences of COI and nuclear ITS2 molecular markers. New species Kretania stekolnikovi sp. n. is described for these populations. Populations from the Western Caucasus have not genetic differences from

Romanian specimens and belong to Kretania sephirus

(Frivaldsky, 1835).

К настоящему времени с территории Кавказа описаны 5 таксонов группы Kretania pylaon (Fischer von Waldheim, 1832). С западной части Большого Кавказа были описаны Plebejus (Plebejides) pylaon abchasicus Nekrutenko, 1975 (типовое местонахождение: Абхазия, озеро Рица), Plebejus (Plebejides) pylaon albertii Nekrutenko, 1975 (типовое местонахождение: Теберда, Джамагат), Plebeius (Plebejides) sephirus kubanensis Shchurov, 1999 (типовое местонахождение: Анапа, Сукко). Из Южного Закавказья – Lycaena pylaon ordubadi Forster, 1938 и Plebejus (Plebejides) sephirus semiturcmenicus Bálint, 1991 (типовое местонахождение: Армения, Веди) [Forster, 1938; Nekrutenko, 1975; Bálint, 1991; Shchurov, 1999]. Из-за высокой степени изменчивости и отсутствия четких морфологических различий их таксономическое положение до сих пор остается запутанным и неоднозначным. Так, подвид abchasicus был отнесен к K. sephirus (Frivaldszky, 1835), а подвиды ordubadi и alberti переподчинены иранскому виду K. zephyrinus (Christoph, 1884) [Балинт и др., 1992]. Относят к

K. zephyrinus также популяции бабочек из Дагестана [Львовский, Моргун, 2007]. Молекулярно-генетические исследования и ранее позволили нам усомниться в верности идентификации дагестанских популяций как K. zephyrinus [Водолажский, Страдомский, 2010]. Однако для точного выяснения таксономических взаимоотношений кавказских бабочек рода Kretania Beuret, 1959 нам пришлось провести дополнительные исследования молекулярных маркеров различных популяций с Кавказа и сопредельных территорий.

184 Б.В. Страдомский, В.В. Тихонов

Рис. 1. Местонахождения изученных экземпляров Kretania. Fig. 1. Localities of studied specimens of Kretania.

Материал и методы

Исследованные экземпляры хранятся в Институте аридных зон ЮНЦ РАН (Ростов-на-Дону, Россия). Экземплярам присвоены идентификационные музейные номера. Местонахождения изученных особей представлены на рисунке 1. Информация о материале дана в таблице 1.

Материал. Kretania zephyrinus: 1♂, «Iran, Khorasan, Kopet Dagh,

Quchan, 1900–2100 m, 15.06.2006, W. ten Hagen», коллекционный номер ILL230 (GenBank accession number для COI: KR072206, для ITS2: KR072209); 1♂, «Iran, Khorasan, Bognurd [Bujnurd], 1500–1700 m, 23.05.2007, W. ten Hagen», коллекционный номер ILL231 (GenBank accession number для COI: KR072205, для ITS2: KR072208).

Kretania nichollae: 1♂, «Syria, Sweida, Hauran, 800 m, 23.04.2011,

W. ten Hagen»,коллекционный номер ILL232 (GenBank accession number для COI: KR072204, для ITS2: KR072207).

Kretania sp.: 1♂, «Azerbaijan, Khizi District, Gilyazi, 600–800 m., 3.05.2012, V. Tikhonov», коллекционный номер ILL233; 1♂, «Georgia, Vashlovani reserve, 9.05.2014, V. Tikhonov», коллекционный номер ILL234; 1♂, «Armenia, Aragatsotn province, Orgov, Amberd river valley, 1600–1700 m, 24.06.2014, A. Choch», коллекционный номер ILL235; 1♂,

«Georgia, Samtskhe-Javakheti, Adigeni municipality, Abastumani, road towards Zekari pass, 1500–1600 m, A. Choch», коллекционный номер ILL236; 1♂, «Azerbaijan, Talysh, Zuvand, 1600 m, 28.05.2013, V. Tikhonov», коллекционный номер ILL237; 1♂, «Turkey, Malatya, Kubbe Geсidi, 1600–1800 m, 16.05.2008, W. ten Hagen», коллекционный номер ILL238.

Обработку образцов тканей изученных экземпляров, амплификацию участков митохондриального гена первой субъединицы

цитохромоксидазы (COI) ДНК и ядерной некодирующей последовательности internal transcribed spacer 2 (ITS2), а также секвенирование амплифицированных фрагментов проводили аналогично процедурам, описанным ранее [Wiemers et al., 2010].

Для получения ПЦР-продуктов COI использовали прямой праймер (PolF 5’-TAG CGA AAA TGA CTT TTT TCT A-3’) и обратный праймер (PolR2 5’-TTG CTC CAG CTA ATA CAG GTA A-3’), для ITS2 – прямой праймер (PiF 5’-GGG CCG GCT GTA TAA AAT CAT A-3’) и

обратный праймер (PiR 5’-AAA AAT TGA GGC AGA CGC GAT A-3’).

Анализ первичных нуклеотидных последовательностей проводили с использованием программы BioEdit Sequence Alignment Editor версии

7.0.5.3 [Hall, 1999].

Вработетакжебылииспользовалиопубликованные ранее нуклеотидные последовательности экземпляров c идентификационными номерами ILL090, ILL091 и ILL092 (GenBank accession number для COI: HM159433, HM159434 и HM159435; для ITS2: HM175708,

HM175709 и HM175710 соответственно).

Нуклеотидные последовательности обрабатывали с применением алгоритма Minimum Evolution с помощью программы MEGA5 [Tamura et al., 2011] и графически представляли в виде ME-кладограмм.

Молекулярно-генетическое исследование некоторых кавказских представителей рода Kretania Beuret, 1959 Color plate 17.

Рис. 4–23. Имаго Kretania.

4–13 – Kretania stekolnikovi sp. n.: 4 – голотип; 5 – аллотип; 6–13 – паратипы; 14–23 – Kretania modica stat. n.

Figs 4–23. Imago of Kretania.

4–13 – Kretania stekolnikovi sp. nov.: 4 – holotype; 5 – allotype; 6–13 – paratypes; 14–23 – Kretania modica stat. n.

Молекулярно-генетическое исследование некоторых кавказских представителей рода Kretania Beuret, 1959 185

Рис. 2–3. Kretania: филогенетические деревья на основе анализа различий последовательностей ДНК с применением метода минимальной эволюции (ME).

2 – COI ген; 3 – последовательность ITS2.

Figs 2–3. Kretania: phylogenetic trees based on the Minimum Evolution (ME) method of analysis of distances DNA sequences. 2 – COI gene; 3 – sequence ITS2.

Результаты и обсуждение

Результаты исследований свидетельствуют о том, что отличия по COI-гену между экземпляром ILL091 (Северный Кавказ, Карачаево-Черкесия, ущелье Джамагат) и экземплярами из Румынии [Dinca et al., 2011], идентифицированными как K. sephirus, составляют всего 0.2–0.4%. Таким образом, с высокой степеньюдостоверностиэкземплярподномеромILL091 может быть идентифицирован как K. sephirus. В то же время экземпляры ILL235–ILL238 из Южной Грузии и Южного Азербайджана, Армении и Турции имеют отличие по COI-гену от K. sephirus на уровне 3.2–3.8%, т.е. явно представляют собой отдельный вид (рис. 2). Причем внутри перечисленной группы вариабельность

COI-гена укладывается во внутривидовые рамки: 0.4–1.1%. В некоторых литературных источниках [Forster, 1938; Балинт и др., 1992; Talavera et al., 2013] авторы относят экземпляры из Южного Азербайджана и Армении к виду K. zephyrinus. Однако изучение COI-гена представителей K. zephyrinus из типового местонахождения (Иран, Копет Даг) показало их различие с закавказскими экземплярами на видовом уровне – 2–2.6% (рис. 2). Последовательности ITS2 яДНК также свидетельствуют о том, что закавказские экземпляры и K. zephyrinus образуют разные ветви на кладограмме (рис. 3). То есть идентификация закавказских экземпляров как K. zephyrinus является ошибочной. В то же время необходимо отметить, что изученный экземпляр из Турции имеет

Таблица 1. Сводные данные об изученном материале и таксономическом статусе исследуемых видов. Table 1. The summarized data about the studied material and taxonomic status of the species.

186 Б.В. Страдомский, В.В. Тихонов

Рис. 24–27. Гениталии самца Kretania stekolnikovi sp. n.

24 – боковая проекция; 25–26 – вальва; 27 – ункус и гнатос. Figs 24–27. Male genitalia of Kretania stekolnikovi sp. n.

24 – lateral view; 25–26 – valve; 27 – uncus and gnathos.

местонахождение, идентичное таковому для типовой серии таксона Plebeius sephirus modicus Verity, 1935. С учетом того, что изученные закавказские экземпляры имеют очень близкую с турецким нуклеотидную последовательность гена COI, а также отличия видового уровня по этому же гену от видов K. sephirus и K. zephyrinus, необходимо признать необходимость отнесения их к отдельному виду и придать видовой статус Kretania modica (Verity, 1935), stat. n.

Особый интерес представило сравнительное изучение молекулярных маркеров экземпляров из Дагестана, Восточной Грузии и Северного Азербайджана. В COI-, а также ITS2-кладограммах эти экземпляры образуют изолированные ветви, отдельные от K. sephirus, K. zephyrinus и K. modica (рис. 2, 3). Таким образом, необходимо признать экземпляры из Дагестана, Восточной Грузии и Северного Азербайджана генетически изолированными от близких видов, на основании чего мы описываем новый вид.

Kretania stekolnikovi sp. n.

(Color plate 17: 4–13)

Материал. Голотип, ♂: Russia, Dagestan, Samur River, Magaramkent env., 750 m, 3.05.2008 (V. Tikhonov). Аллотип: ♀, там же, 29.05.2007. Паратипы: 5♂, 1♀, там же, 29.05.2007 (V. Tikhonov); 1♂, Russia, Dagestan, Samur River, Chakh-Chakh, 720 m, 31.05.2007 (V. Tikhonov); 1♂, 1♀, Russia, Dagestan, Samur River, Rutul env., 1300 m, 1.07.2007 (V. Tikhonov); 1♂, 3♀, Russia, Dagestan, Makhachkala env., Sarykum, 100 m, 27.06.2007 (V. Tikhonov); 1♂, Russia, Dagestan, Samur River, Zrykh env., 1200 m, 3.05.2008 (V. Tikhonov); 1♂, Azerbaijan, Khizi District, Gilyazi, 600–800 m, 3.05.2012 (V. Tikhonov); 2♂, 2♀, Azerbaijan, Khizi District, Gilyazi env., 630 m, 9.05.2012 (V. Tikhonov); 4♂, 1♀, Georgia, Vashlovani Reserve, Pantishara gorge, 9.05.2014 (V. Tikhonov).

Голотип и часть паратипов, включая аллотип (9 экземпляров),

переданы в коллекцию Зоологического института РАН (Санкт- Петербург, Россия). Часть паратипов находится в Музее насекомых (Пятигорск, Россия) и коллекции Института аридных зон ЮНЦ РАН.

Описание. Голотип (Color plate 17: 4). Длина переднего края крыла 12 мм. Крылья сверху блекло-фиолетовые с шелковистым отливом и узкой черной каймой по краю. Бахромка однотонная, светло-серая. На задних крыльях хорошо развиты черные субмаргинальные пятнышки (5 + 1 двойное).

Нижняя сторона крыльев серовато-коричневая. Субмаргинальные мазки на нижних крыльях клиновидные, бледно-белые и касаются постдискальных глазков.

Субмаргинальная перевязь состоит из отдельных лунок бледно-оранжевого цвета. Черные антемаргинальные глазки в анальной области заднего крыла не центрированы блестящими чешуйками.

Аллотип (Color plate 17: 5). Длина переднего края крыла 14 мм. Крылья сверху коричневые с узкой темно-коричневой каймой по краю. Бахромка однотонная, светлая с коричневым оттенком. Темные субмаргинальные пятнышки слабо выражены на передних и хорошо заметны на задних крыльях. Оранжевые лунки хорошо развиты в анальной области задних крыльев и едва заметны в средней части передних крыльев.

Нижняя сторона крыльев серовато-коричневая. Субмаргинальные мазки на задних крыльях хорошо развиты, клиновидные, белые и касаются постдискальных глазков. Субмаргинальная перевязь состоит из лунок бледно- оранжевого цвета, которые сливаются в перевязь. В анальной области заднего крыла один черный антемаргинальный глазок центрирован блестящими синими чешуйками.

Изменчивость (Color plate 17: 4–13). Самцы. Длина переднего края крыла 11–15 мм. Средний размер в типовой серии из 17 экземпляров 12.2 мм. Количество заметных черных субмаргинальных пятнышек на верхней стороне задних крыльев колеблется от двух до шести. Также изменчива степень их развития. У одного экземпляра в анальной области крыла развиты три оранжевые лунки. На нижней стороне крыльев степень развития субмаргинальных мазков колеблется от почти полной редукции до клиновидных, белых. Черные антемаргинальные глазки в анальной области заднего крыла никогда не центрированы блестящими чешуйками.

Самки. Длина переднего края крыла 13–16 мм. Средний размер в типовой серии из 8 экземпляров 14 мм. Крылья большинства самок сверху коричневые, и только у одного экземпляра с фиолетовым отливом в базальной области переднего крыла. Оранжевые лунки хорошо развиты только в анальной области задних крыльев. В анальной области заднего крыла снизу у паратипов, кроме аллотипа, черные антемаргинальные глазки, не центрированные блестящими чешуйками.

Сравнительный диагноз. Фенотипические отличия нового вида выражены слабо. В целом от популяций из Южной Грузии, Армении и Талыша (Color plate 17: 14–23) Kretania stekolnikovi sp. n. отличается меньшими размерами: 12.2 против 14.6, 15 и 14.4 мм соответственно; в среднем более темной и тусклой окраской испода крыльев, а также полным отсутствием у самцов серебристых чешуек на антемаргинальных глазках в анальной области заднего крыла снизу. Гениталии самца нового вида имеют

Молекулярно-генетическое исследование некоторых кавказских представителей рода Kretania Beuret, 1959 187

типичное для изучаемой группы строение (рис. 24–27) и характеризуются значительной вариабельностью размеров гребня, расположенного на внутренней поверхности вальв.

Биология. Населяет горные засушливые склоны преимущественно южной экспозиции с участками степной растительности, зарослями кустарников и редколесьями на высоте от 100 до 1500 м. За год развивается одно поколение. Лёт наблюдается с конца апреля до конца июня, в зависимости от высоты над уровнем моря. Самки откладывают яйца по одному, как правило, на верхнюю сторону листьев астрагалов. В Дагестане (окрестности Магарамкента) и в Вашлованском заповеднике откладка яиц отмечалась на Astragalus pinetorum Boiss. s. l. Гусеницы появляются через 5–7 дней. Зимуют гусеницы, вероятно, второго возраста.

Этимология. Вид назван в честь доктора биологических наук, профессора кафедры энтомологии Санкт-Петербургского государственного университета Анатолия Александровича Стекольникова, основателя русской школы функциональной морфологии и филогении насекомых.

Благодарности

Авторы выражают глубокую благодарность В. тен Хагену (W. ten Hagen, Moemlingen, Germany), А.В. Чёчу (Киев, Украина), С.А. Андрееву (Тула, Россия) за помощь с набором материала, а также А.Л. Иванову и В.Н. Белоусову (Ставрополь, Россия) за помощь в определении растений.

Литература

Балинт Ж., Кертес А., Лухтанов В.А. 1992. Обзор голубянок подрода Plebejides Sauter, 1968 (Lepidoptera. Lycaenidae). Энтомологическое обозрение. 71(4): 863–886.

Водолажский В.И., Страдомский Б.В. 2010. Анализ последовательностей митохондриальной и ядерной ДНК некоторых представителей рода Plebejus Kluk, 1780 (Lepidoptera: Lycaenidae) юга России. Кавказский энтомологический бюллетень. 6(2): 191–192.

Львовский А.Л., Моргун Д.В. 2007. Булавоусые чешуекрылые Восточной Европы. М.: Товарищество научных изданий КМК. 443 с.

Bálint Z. 1991. Egy xeromontán boglárkalepke: a Plebejus pylaon (Fischer von Waldheim. 1832) és rokonsági köre (Lepidoptera, Lycaenidae), Part I. A Janus Pannonius Múzeum Évkönyve. 35: 33–69.

Dinca V., Zakharov E.V., Hebert P.D., Vila R. 2011. Complete DNA barcode reference library for a country’s butterfly fauna reveals high performance for temperate Europe. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 278(1704): 347–355.

Forster W. 1938. Die Lycaena pylaon-Gruppe. Entomologische Rundschau.

55: 213–219, 236–239, 334–337, 361–363, 417–420, 485–490.

Hall T.A. 1999. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT. Nucleic Acids Symposium Series. 41: 95–98.

Nekrutenko Yu.P. 1975. Two new subspecies of Plebejus (Plebejides) pylaon from the southern and northern sides of the West Caucasus (Lycaenidae). Journal of The Lepidopterists’ Society. 29(3): 151–155.

Shchurov V.I. 1999. A new subspecies of Plebeius (Plebejides) sephirus (Frivaldszky, 1835) from the Black Sea Coast of Russia (Lepidoptera, Lycaenidae). Atalanta. 29(1/4): 131–139.

Talavera G., Lukthanov V.A., Pierce N.E., Vila R. 2013. Establishing criteria for higher level taxonomic classification using molecular data: the systematics of Polyommatus blue butterflies (Lepidoptera, Lycaenidae). Cladistics. 29: 166–192.

Tamura K., Peterson D., Peterson N., Stecher G., Nei M., Kumar S. 2011. MEGA5: molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods. Molecular Biology end Evolution. 28: 2731–2739.

Wiemers M., Stradomsky B.V., Vodolazhsky D.I. 2010. A molecular phylogeny of Polyommatus s. str. and Plebicula based on mitochondrial COI and nuclear ITS2 sequences (Lepidoptera: Lycaenidae). European Journal of Entomology. 107(3): 325–336.

B.V. Stradomsky, V.V. Tikhonov

References

Bálint Z., Kertes A., Lukhtanov V.A. 1992. Review of the subgenus Plebejides Sauter, 1968 (Lepidoptera, Lycaenidae). Entomologicheskoe obozrenie. 71(4): 863–886 (in Russian).

Forster W. 1938. Die Lycaena pylaon-Gruppe. Entomologische Rundschau.

55: 213–219, 236–239, 334–337, 361–363, 417–420, 485–490.

Hall T.A. 1999. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT. Nucleic Acids Symposium Series. 41: 95–98.

Lvovsky A.L., Morgun D.V. 2007. Bulavousye cheshuekrylye Vostochnoy Evropy [Butterflies of Eastern Europe]. Moscow: KMK Scientific Press Ltd. 443 p. (in Russain).

Shchurov V.I. 1999. A new subspecies of Plebeius (Plebejides) sephirus (Frivaldszky, 1835) from the Black Sea Coast of Russia (Lepidoptera, Lycaenidae). Atalanta. 29(1/4): 131–139.

Vodolazhsky D.I., Stradomsky B.V. 2010. Analysis of mitochondrial and nuclear DNA sequences in some butterflies of genus Plebejus Kluk, 1780 (Lepidoptera: Lycaenidae) of Russian South. Caucasian Entomological Bulletin. 6(2): 191–192 (in Russain).