Сравнительная микроанатомия остевых волос позднеплейстоценового волка (Canis lupus ssp.) Из позднечетвертичных отложений Якутии, по данным СЭМ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С помощью данных сканирующей электронной микроскопии проведен сравнительно-морфологический анализ микроструктуры остевых волос мумии взрослого самца древнего волка (Canis lupus ssp.) возрастом 45504 ± 150 BP, найденной в позднечетвертичных отложениях в Якутии. Остевые волосы, отобранные по максимальной толщине (ости I), значительно различаются на разных участках кожного покрова волка по профилю и морфометрии, а сердцевина вибрисс имеет специфическое строение. Показано, что микроструктура ячеистой сердцевины волос древнего волка сходна с таковой у рецентных представителей Caninae, таких как шакал (C. aureus), гривистый (Chrysocyon brachyurus) и красный (Cuon alpinus) волки, некоторые породы домашней собаки (Canis familiaris) (акита-ину, бассет, далматин, ирландский терьер, миттельшнауцер, русская псовая борзая, хортая борзая) и африканская лисица (Vulpes pallida). У этих видов неупорядоченная (ажурная или губчатая) сердцевина самой толстой части стержня волоса отличается от упорядоченной (ячеистой, с правильно расположенными крупными полостями) сердцевины обыкновенной (V. vulpes), тибетской (V. ferrilata) и серой (Urocyon cinereoargenteus) лисиц, песца (Alopex lagopus), корсака (V. corsac), американского корсака (V. velox). Для дифференциации остевых волос волков от волос лисиц необходимо сравнивать именно их медиальную часть, так как в основании волос ячеистая сердцевина найдена и у некоторых пород собак (акита-ину, неаполитанский мастиф, миттельшнауцер, хортая борзая) и корсака. Орнамент кутикулы сильно варьирует по стержню остевого волоса, что характерно для волков и лисиц. Он особенно специфичен на участке стержня перед его утолщенной частью, так как состоит из вытянутых вдоль волоса ланцетовидных или копьевидных чешуек. Орнамент кутикулы, образованный ланцетовидными или копьевидными чешуйками, вполне сходен у древнего и рецентных волков, песца и африканской лисицы, а также некоторых пород домашней собаки (акита-ину, бассет). Но кутикула волос многих других видов отличается от таковой у волос волков. Таким образом, присутствие на волосах ланцетовидной или копьевидной кутикулы имеет ограниченную диагностическую ценность для различения видов. Согласно нашим данным, волосы древнего волка по своей микроструктуре (толщина стержня, степень развития сердцевины и ее микроанатомия, орнамент кутикулы и его вариабельность по стержню остевого волоса) практически не отличаются от волос рецентных волков. Таким образом, подтверждается представление о том, что волк как вид был уже полностью сформирован в плейстоцене. Микроструктура волос различается у волков и лисиц. Волосы волка сходны с волосами шакала и домашней собаки, что обусловлено филогенетической близостью этих видов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. Ф. Чернова

Институт проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: olga.chernova.moscow@gmail.com
Россия, Москва, 119071

А. И. Климовский

Академия наук Республики Саха (Якутия)

Email: aisen87@mail.ru
Россия, Якутск, 677000

А. В. Протопопов

Академия наук Республики Саха (Якутия); Северо-Восточный федеральный университет имени М. К. Аммосова

Email: a.protopopov@mail.ru
Россия, Якутск, 677000; Якутск, 677000

Список литературы

  1. Боескоров Г. Г., Барышников Г. Ф., 2013. Позднечетвертичные хищные млекопитающие Якутии. М.: Наука. 210 c.
  2. Волк (Происхождение, систематика, морфология, экология), 1985. Д. И. Бибиков, ред. М.: Наука. 606 с.
  3. Головин А. В., 2001. Особенности строение сердцевинных клеток остевых волос Волчьих (Canidae, Carnivora) // Проблемы эволюционной и экологической морфологии. М.: Биоинформсервис. С. 62–74.
  4. Замахаева И. М., 1979. Об изменчивости волосяного покрова волка // Экология. № 3. С. 99–101.
  5. Климовский А. И., Колесов С. В., 2022. Новые находки волка (Canis lupus L. 1758) в позднеплейстоценовых отложениях Колымо-Индигирской низменности // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. Т. 27. № 4. С. 592–599.
  6. Лазарев П. А., 2005. Крупные млекопитающие антропогена Якутии (филогенез, систематика, палеоэкология, фаунистические комплексы, тафономия, останки). Дис. … докт. биол. наук. Якутск: Институт прикладной экологии Севера Академии наук Республики Саха (Якутия). 317 с.
  7. Огнев С. И., 1947. Звери СССР и прилежащих стран. Т. 5. М.-Л.: Издательство АН СССР. 809 с.
  8. Плотников В. В., Протопопов А. В., Наоки Сузуки, Дален Люве, 2022. Ископаемый волк (Сanis sp.) из среднего течения реки Индигирка, верхний плейстоцен Якутии // Зоологический журнал. T. 101. № 6. С. 693–702.
  9. Соколов В. Е., 1973. Кожный покров млекопитающих. М.: Наука. 487 с.
  10. Соколов В. Е., Скурат Л. Н., Степанова Л. В., Шабадаш С. А., 1988. Руководство по изучению кожного покрова млекопитающих. М.: Наука. 279 с.
  11. Церевитинов Б. Ф., 1951. Дифференцировка волосяного покрова пушных зверей // Вопросы товароведения пушно-мехового сырья. Труды Всесоюзного научно-исследовательского института охотничьего промысла. Вып. 10. С. 6–17.
  12. Чернова О. Ф., Целикова Т. Н., 2004. Атлас волос млекопитающих (Тонкая структура остевых волос и игл в сканирующем электронном микроскопе). М.: Товарищество научных изданий КМК. 429 с.
  13. Чернова О. Ф., Перфилова Т. В., Жукова Ф. А. и др., 2011. Атлас микроструктуры волос млекопитающих – объектов судебной экспертизы. М.: Российский Федеральный Центр Судебной Экспертизы. 286 с.
  14. Чернова О. Ф., Перфилова Т. В., Киладзе А. Б. и др., 2019. Атлас микроструктуры волос редких видов млекопитающих, занесенных в красную книгу Российской Федерации. М.: Российский Федеральный Центр Судебной Экспертизы. 186 с.
  15. Abràmoff M. D., Magalhães P. J., Ram S. J., 2004. Image processing with ImageJ // Biophotonics International. V. 11. № 7. P. 36–42.
  16. Ahl A. S., 1986. The role of vibrissae in behavior: status review // Veterinary Research Communications. V. 10. № 4. P. 245–268.
  17. Arpacık A., 2021. Microanatomical observations of hair characteristics of Red Fox (Vulpes vulpes), Golden Jackal (Canis aureus), and Gray Wolf (Canis lupus): A comparative study // Pakistan Journal of Zoology. V. 53. № 6. P. 2247–2254.
  18. Belli H. M., Yang A. E.T., Bresee Ch.S., Hartmann M. J.Z., 2017. Variation in vibrissal geometry across the rat mystacial pad: base diameter, medulla, and taper // Journal of Neurophysiology. V. 117. № 4. P. 1807–1820.
  19. Belli H. M., Bresee Ch.S., Graff M. M., Hartmann M. J.Z., 2018. Quantifying the three-dimensional facial morphology of the laboratory rat with a focus on the vibrissae // PLoS One. V. 13. № 4. e0194981.
  20. Boeskorov G. G., Сheprasov M.Yu., Pavlova M. R., Chernova O. F., Novgorodov G. P., Schelkova M. V., Nikolaev A. N., 2023. On the morphology and ecology of the fossil Don Hare (Lepus tanaiticus Gureev, 1964) // Paleontological Journal. V. 57. Suppl. 1. P. S95–S111.
  21. Breese C. S., Belli H. M., Luo Y., Hartmann M. J.Z., 2023. Comparative morphology of the whiskers and faces of mouse and rat (Mus musculus and Rattus norvegicus) // Journal of Experimental Biology. V. 226. № 19: jeb.245597.
  22. Chakraborty R., De J. K., 2010. Atlas on hairs of Indian mammals. Part I: Carnivora. Published by the Division by the Director, Zoological Survey of India, Kolkata. P. 1–144.
  23. Chernova O. F., Kulikov V. F., 2011. Structural differences between the shafts of mammalian vibrissae and hairs and their causes // Doklady Biological Sciences. V. 438. P. 182–185.
  24. Chernova O. F., Kirillova I. V., 2013. Hair microstructure of the late quaternary bison from north-east Russia // Proceedings of the Zoological Institute RAS (Proceedings Zin). V. 317. № 2. P. 202–216.
  25. Chernova O. F., Boeskorov G. G., Protopopov A. V., 2015. Identification of the hair of a Holocene “Yukagir horse” (Equus spp.) mummy // Doklady Biological Sciences. V. 462. P. 141–143.
  26. Chernova O. F., Kirillova I. V., Boeskorov G. G. et al., 2015a. Architectonics of the hairs of woolly mammoth and woolly rhino // Proceedings of the Zoological Institute RAS. V. 319. № 3. P. 441–460.
  27. Chernova O. F., Vasyukov D. D., Savinetsky A. B., 2019. Identification of fossil mammal fur from ancient Eskimo settlements of Chukotka // Зоологический журнал. Т. 98. № 10. С. 1186–1202.
  28. Chernova O. F., Protopopov A. V., Boeskorov G. G., Pavlov I. S., Plotnikov V. V., Suzuki N., 2020. First description of the fur of two cubs of fossil Cave Lion Panthera spelaea (Goldfuss, 1810) found in Yakutia in 2017 and 2018 // Doklady Biological Sciences. V. 492. № 1. P. 93–98.
  29. Chernova O. F., Boeskorov G. G., 2023. Structure of the hair of the Don hare Lepus tanaiticus (Leporidae, Lagomorpha) first found in Pleistocene deposits in Yakutia, Russia // Biological Bulletin. V. 50. № 9. P. 2471– 2491.
  30. Chernova O. F., Zherebtsova O. V., 2023. Architecture of vibrissae in eight rodent species of Ctenohystrica (Rodentia): A comparative SEM study // Zoologischer Anzeiger – A journal of comparative zoology. V. 307. P. 54–69.
  31. Gharu J., Trevedi S., 2016. Ancient hairs: need for morphological analysis of Prehistoric and extant mammals // Vertebrate Zoology. V. 66. № 2. P. 221–224.
  32. Gilbert M. T.P., Tomsho L. P., Rendulic S. et al., 2007. Whole-genome shotgun sequencing of mitochondria from ancient hair shafts // Science. V. 317. P. 1927– 1930.
  33. Keller A., 1981. Détermination des mammafires de la Suisse par leur pelage: V. Carnivora, VI. Artiodactyla // Revue suisse de Zoologie. T. 88. Fasc. 3. P. 803– 820.
  34. Keller A., 1984. Etude sur la structure fine des jarres doesaux de quelques Canides sauvages et domestiquesa de genre Canis (Mammalia: Canidae) // Revue suisse de Zoologie. T. 91. Fasc. 4. P. 973–992.
  35. Kennedy A. J., 1982. Distiquishing characteristics if the hairs of wild and domestic canids from Alberta // Canadian Journal of Zoology. V. 60. P. 536–541.
  36. Kirillova I. V., Plicht J. V.D., Gubin S. V. et al., 2016. Taphonomic phenomenon of ancient hair from Glacial Beringia: perspectives for palaeoecological reconstructions // An International Journal of Quaternary Research, Boreas. 10.1111/bor.12162; ISSN0300-9483.
  37. Kirillova I. V., Zanina O. G., Chernova O. F. et al., 2015. Ancient bison from the Rauchua River mouth (Chukotka, Russia) // Journal of Quaternary Research. V. 84. P. 232–245.
  38. Moore J. D., Spence L. E., Dugnolle C. E., 1974. Identification of the dorsal guard hairs of some mammals of Wyoming. W. G. Hepworth, ed. // Wyoming Game and Fish Department Commission Bulletin. Cheyeene. № 14. 77 p.
  39. Novacek M. J., 1997. Mammalian evolution: an early record bristling with evidence // Current Biology. V. 7. № 8. P. 489–491.
  40. Plotnikov V. V., Protopopova A. V., Naoki Suzuki, 2023. Love Dalen fossils of the Wolf (Canis sp.) from the Middle Reaches of the Indigirka River from the Late Pleistocene in Yakutia // Biology Bulletin. V. 50. № 5. P. 7–15.
  41. Prescott T. J., Grant R. A., Mitchinson B. M., 2011. Vibrissal behavior and function // Scholardia. V. 6. № 11: 6642.
  42. Quist B. M., Farugi R. A., Hartmann M. J.Z., 2011. Variation in Young’s modulus along the length of a rat vibrissa // Journal of Biomechanica. V. 44. P. 2775–2781.
  43. Sidorchuk E. A., Bochkov A. V., Weiterschan Th., Chernova O. F., 2019. A case of mite-on-mammal ectoparasitism from Eocene Baltic amber (Acari: Prostigmata: Myobiidae and Mammalia: Erinaceomorpha) // Journal of Systematic Palaeontology. V. 17. № 4. P. 331– 347.
  44. Sokolov V. E., Kulikov V. F., 1987. The structure and function of the vibrissal apparatus in some rodents // Mammalia. V. 51. P. 125–138.
  45. Teerink B. J., 1991. Hair of West-European mammals: Atlas and identification Key. Cambridge: University Press. 224 p.
  46. Tóth M., 2017. Hair and fur atlas of central European mammals // Nagykov´acsi, Hungary. Pars. Ltd. https://doi.org/10.18655/hairatlas. www.hairatlas.hu
  47. Welker W., 1964. Analysis of sniffing of the albino rat. Behaviour. V. 22. P. 223–244. www.alaskafurid/wordpress.com

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Внешний вид взрослого самца плейстоценового волка (Canis lupus ssp.): A – найденная мумия, B – голова, C – стопы, D – кисть. Масштаб 5 см. Фото А. И. Климовского.

Скачать (547KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Промеры микроструктур остевых волос взрослого самца плейстоценового волка (Canis lupus ssp.): D/d – отношение большего диаметра волоса к его меньшему диаметру на поперечном сечении, s/S ×100% – Индекс сердцевины 1 – отношение (%) площади сердцевинного тяжа к площади поперечного сечения волоса, W/w – Индекс сердцевины 2 – отношение толщины волоса к толщине сердцевины на продольном сечении, W/H – Индекс кутикулы – отношение толщины волоса к высоте кутикулярных чешуек на тотальном препарате. Данные СЭМ.

Скачать (271KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Поперечные сечения волос из разных участков тела взрослого самца плейстоценового волка (Canis lupus ssp.): A – морда, B – ухо, C – спина, D – бок, E – грудь, F – брюхо, G – бедро, H – голень, I – кисть, J – стопа, K – хвост. Данные СЭМ. Масштаб 50 мкм.

Скачать (431KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Микрометрия вибриссы (A) и остевых волос (B–D) у взрослого самца плейстоценового волка (Canis lupus ssp.): A, C – толщина стержня; B – высота чешуек кутикулы; D – соотношение толщины сердцевины и толщины стержня. По оси абсцисс нанесены обозначения участков стержня волоса, приведенных в табл. 1. A: 1 – корень, 2 – основание, 3 – выше основания, 4 – середина, 5 – выше середины, 6 – изгиб выше середины, 7 – перед вершиной, 8 – вершина. В: 1 – корень, 2 – основание, 3 – выше основания, 4 – гранна. С: 1 – корень, 2 – основание, 3 – выше основания, 4 – гранна. D: 1 – основание, 2 – выше основания, 3 – гранна. Полных данных о кутикуле волос спины не имеем, так как она сильно повреждена в гранне и выше по стержню (см. табл. 1).

Скачать (398KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Архитектура сердцевины на продольном сечении вибриссы (A), основания (B–С, E–G) и гранны (D) остевых волос из разных участков тела взрослого самца плейстоценового волка (Canis lupus ssp.) и основания остевого волоса песца (Alopex lagopus) (H): B – морда, C – бок, D – грудь, E – брюхо, F – бедро, G – стопа. Данные СЭМ. Масштаб, мкм: A – 200; B–D, F, G – 50, E, H – 20.

Скачать (1MB)
Метаданные
7. Рис. 6. Орнамент кутикулы остевых волос из разных участков тела (A, C, E) и вибриссы (B) у взрослого самца плейстоценового волка (Canis lupus ssp.), остевого волоса холки взрослой особи песца (Alopex lagopus) (D): A – голень, B – вибрисса, C – брюхо, E – хвост. A, C, E – кутикула от основания стержня до гранны (слева направо). B – кутикула верхней части вибриссы. Копьевидные чешуйки кутикулы обозначены стрелками. Данные СЭМ. Масштаб, мкм: A – 50 и 20; В – 20; C, D, E – 50.

Скачать (994KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Микроструктура сердцевины волос взрослых особей плейстоценового волка (Canis lupus ssp.) (A, B, D) из Якутии, серого волка (C. l. lupus) (C, E) из Монголии, домашней собаки (C. familiaris): неаполитанский мастиф (F); обыкновенной лисицы (Vulpes vulpes) (G), песца (Alopex lagopus) (H), голоценового полярного волка (C. lupus tundrarum) (I, J, K) с Чукотки. A–C, J, K – поперечные сечения стержня; D–I – продольные сечения стержня. Данные СЭМ. Масштаб 10 мкм.

Скачать (1MB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024