Stability factors of Coregonidae genofond in the Ob-Irtysh basin under the changing environmental conditions

Abstract

This article provides data on the mutability of cytogenetic markers of several Coregonidae species in the rivers and lakes of the Ob-Irtysh basin obtained in many years of observation. The occurrence of chromosomal aberrations in embryonic cells having increased during the period from 1989 to 2011 can be explained by the negative changes in the state of populations as a result of the deteriorating habitat conditions in natural water bodies. The study of temporal cytogenetic biomarkers variability in three species (peled, muksun, and broad whitefish) inhabiting the water bodies under differently rated anthropogenic load, reveals a stable increase in the level of chromosomal mutability over the years. The analysis of changes in the structure of chromosomal abnormalities in the early blastula stage shows that the studied species demonstrate a tendency to increase the fraction of complex aberrations observed for 22 years. The paper shows that the cytogenetic approach used to assess the stability of natural populations significantly extends the opportunities for studying various aspects of the structure and dynamics of natural fish populations in the changing environment, and the «frequency of chromosomal abnormalities» indicator can be used as a biomarker while monitoring.

В данной статье представлены данные о мутабельности цитогенетических маркеров нескольких видов Coregonidae в реках и озерах Обь-Иртышского бассейна, полученные в результате многолетних наблюдений. Увеличение числа хромосомных аберраций в эмбриональных клетках за период с 1989 по 2011 год может быть объяснено негативными изменениями в состоянии популяций в результате ухудшения условий обитания в естественных водоемах. Изучение временной изменчивости цитогенетических биомаркеров у трех видов (пеляди, муксуна и сига), обитающих в водоемах с различной антропогенной нагрузкой, выявило устойчивое повышение уровня хромосомной мутабельности на протяжении многих лет. Анализ изменений структуры хромосомных аномалий на ранней стадии бластулы показывает, что изучаемые виды демонстрируют тенденцию к увеличению доли сложных аберраций, наблюдаемых в течение 22 лет. В статье показано, что цитогенетический подход, используемый для оценки стабильности природных популяций, значительно расширяет возможности изучения различных аспектов структуры и динамики природных популяций рыб в изменяющихся условиях окружающей среды, а показатель «частота хромосомных аномалий» может быть использован в качестве биомаркера при мониторинге.