Morphotypes and genetic diversity of Dendrobaena schmidti (Lumbricidae, Annelida)

Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2020 Feb;24(1):48-54. doi: 10.18699/VJ20.594.

Abstract

Dendrobaena schmidti (Michaelsen, 1907) is a polymorphic earthworm species from the Caucasus and adjacent regions. Adult D. schmidti individuals have highly variable body size (from 1.5 to well over 10 cm) and color (from dark purple to total lack of pigmentation), so a lot of subspecies of D. schmidti have been described; however, the existence of most of them is currently under dispute. We studied the genetic diversity of D. schmidti from seven locations from the Western Caucasus using mitochondrial (a fragment of the cytochrome oxidase I gene) and nuclear (internal ribosomal transcribed spacer 2) DNA. For both genes studied, we found that our sample was split into two groups. The first group included somewhat bigger (3-7.5 cm) individuals that were only slightly pigmented or totally unpigmented (when fixed by ethanol). The second group contained small (1.7-3.5 cm) specimens with dark purple pigmentation. In one of the studied locations these two groups were found in sympatry. However, there were no absolute differences either in general appearance (pigmented/unpigmented, small/big) or among diagnostic characters. Although the two groups differed in size (the majority of individuals from the first group were 5-6 cm long, and of the second one, 2-3 cm), the studied samples overlapped to a certain degree. Pigmentation, despite apparent differences, was also unreliable, since it was heavily affected by fixation of the specimens. Thus, based on the obtained data we can conclude that D. schmidti consists of at least two species that have identical states of diagnostic characters, but differ in general appearance.

Dendrobaena schmidti – полиморфный вид дождевых червей, обитающий на Кавказе и в сопредельных регионах. Особи D. schmidti отличаются большим диапазоном размеров (от 1.5 до 10 см и более) и пигментации (от интенсивной пурпурово-фиолетовой окраски до полного ее отсутствия). В связи с этим исследователями описано множество подвидов D. schmidti, правомерность выделения большинства из которых в настоящее время оспаривается. В настоящей работе нами изучена генетическая изменчивость выборки D. schmidti из семи точек Северо-Западного Кавказа с использованием митохондриальной (фрагмент гена цитохромоксидазы I) и ядерной (внутренний рибосомальный транскрибируемый спейсер 2) ДНК. По обоим маркерам выборка разделилась на две группы. В первую вошли более крупные (3–7.5 см) черви, непигментированные или со слабо выраженной на передней половине тела окраской у зафиксированных в спирте особей. Вторую группу представляли только мелкие (1.7–3.5 см) особи с выраженной пурпурной пигментацией (тоже у фиксированных в спирте образцов). В одной из изученных географических точек обе группы сосуществовали в симпатрии. При этом абсолютных различий между данными видами ни по внешнему виду (пигментированные/непигментированные, мелкие/крупные), ни по диагностическим признакам установить не удалось: хотя выборки особей первой и второй групп различались по размеру (в первой груп- пе большинство особей имело длину 5–6 см, во второй – 2–3 см), они, тем не менее, перекрывались по этому параметру. По пигментации между найденными группами также возможно заметное перекрытие, учитывая, что оценку окраски червей на практике осуществляют посмертно после фиксации, которая влияет на резуль- таты анализа. Таким образом, на основании полученных нами данных можно заключить, что в пределах вида D. schmidti существуют как минимум два вида, сходных по диагностическим признакам, но различающихся внешне.

Keywords: Dendrobaena schmidti; ITS2; cox1; earthworms; phylogeny.