Bivariance in the size structure of sable and pine marten populations: gene flow or introgression?

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Abstract – A comparative analysis of the size structure of 24 population groups of sable and pine marten is performed using two museum pools of craniometric data: the first is based on a set of 17 standard features, and the second is based on a new feature Δ (“delta”), proposed by us to determine the two species by the skull. Each pool contains more than 3 thousand specimens. Three groups of features have been identified: four features by which the sable is always larger than the marten; five features by which the marten surpasses the sable at any point of the range; the main group is represented by 7 features with special variation: in transgression areas their values are higher for sable, and in “pure” areas, on the contrary, for pine marten. In hybridization areas, the size parameters of sable increase, and, on the contrary, for marten decrease, leading to their partial convergence. Each species demonstrates two variants of the size structure: one is realized in allopatric groups (the sable has smaller sizes), the second is observed in sympatry areas (the sable, on the contrary, is larger), but the convergence of the parameters is not absolute – statistically significant differences in size between the species are preserved. The described phenomenon of bivariant size structure is most likely the result of limited introgression in the sympatry zone. For the Δ trait, a high level of intersexual differences was revealed, exceeding the usual values by 3–4 times: 28% in the marten and 30.5% in the sable. In this dimension, the marten exceeds the sable by 33–36%.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. G. Monakhov

Institute of Plant and Animal Ecology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ecology@pran.ru
Russian Federation, Ekaterinburg

References

  1. Павлинин В.Н. Тобольский соболь. Свердловск: УФАН СССР, 1963. 112 с.
  2. Clark T.W., Anderson E., Douglas C., Strickland M. Martes аmericana // Mammalian Species. 1987. V. 289. P. 1–8.
  3. Hagmeier E.M. Variation and relationships in North American marten // Canadian Field Naturalist. 1961. V. 75. P. 122–138.
  4. Гусев О.К. Восстановление соболя в СССР // Природа. 1971. № 11. С. 68–74.
  5. Anderson E. Quaternary evolution of the genus Martes (Carnivora, Mustelidae) // Acta Zoologica Fennica. 1970. V. 130. P. 1–132.
  6. Jiangzuo Q., Gimranov D., Liu J. et al. A new fossil marten from Jinyuan Cave, northeastern China reveals the origin of the Holarctic marten group // Quaternary International. 2021. V. 591. P. 7–58.
  7. Law C.J., Slater G.J., Mehta R.S. Lineage diversity and size disparity in Musteloidea: testing patterns of adaptive radiation using molecular and fossil-based methods // Syst. Biol. 2018. V. 67. P. 127–144.
  8. Юргенсон П.Б. Кидас – гибрид соболя и куницы // Труды Печоро-Илычского заповедника. 1947. Вып. 5. С. 145–178.
  9. Юргенсон П.Б. Очерки по сравнительному изучению соболя и куниц // Сборник материалов по результатам изучения млекопитающих в государственных заповедниках. М., 1956. С. 33–71.
  10. Язан Ю. П. О морфологии и экологии куницы, соболя и кидаса Печорской тайги // Зоол. журн. 1962. Т. 41. Вып. 8. С. 1241–1245.
  11. Огнев С.И. Звери Восточной Европы и Северной Азии. М., Л.: ГОИЗ, 1931. Т. 2. 776 с.
  12. Кузнецов Б.А. Географическая изменчивость соболей и куниц фауны СССР // Труды Моск. зо-отехн. ин-та. 1941. Т. 1. С. 113–133.
  13. Гептнер В.Г., Наумов Н.П., Юргенсон П.Б. и др. Млекопитающие Советского Союза. Т. 2. Ч. 1. М.: Высшая школа, 1967. 1004 с.
  14. Ansorge H. Biologische Daten des Baummarders, Martes martes (L., 1758) aus der Oberlausitz // Natura Lusatica 1988. № 10. P. 3–14.
  15. Reig S. Morphological variability of Martes martes and Martes foina in Europe. PhD. Thesis, Mammal Research Institute, Bialowieza, Poland, 1989. 128 p.
  16. Stubbe M. Martes martes (Linneé, 1758) // Handbuch der Säugetiere Europas / Eds. Stubbe M., Krapp F. Aula Verlag, Wiesbaden, Germany, 1993. P. 374–426.
  17. Полежаев Н.М. Martes martes Linnaeus 1758 – Куница лесная // Фауна Европейского Северо-Востока России. 1988. Т. 2(2). С. 104–123.
  18. Altuna J. Distinción craneal entre la Marta (Martes martes) y la Foina (M. foina) (Mammalia) // MUNIBE Sociedad de Ciencias Naturales ARANZADI, San Sebastián. 1973. V. 25. № 1. P. 33–38.
  19. Монахов В.Г. Видоспецифичность строения фронтальной части черепа у соболя (Martes zibellina) и куницы лесной (Martes martes) // Зоол. журн. 2020. Т. 99. № 11. С. 1298–1306. doi: 10.31857/S0044513420080073
  20. Монахов В.Г. О случаях добычи соболей за пределами ареала на юге Свердловской области зимой 2009/2010 гг. // Зоол. журн. 2010. Т. 89. № 11. С. 1394–1397.
  21. Монахов В. Г. Соболи (Martes zibellina, Carnivora, Mustelidae) за пределами ареала на Среднем Урале: факты за период 2014–2016 гг. // Зоол. журн. 2018. Т. 97. № 2. С. 224–229. doi: 10.7868/S0044513418020101
  22. Modorov M., Monakhov V., Mikryukov V. et al. Microsatellite multiplex assay for sable (Martes zibellina) and pine marten (Martes martes) // Mammal Research. 2020. V. 65. № 4. P. 855‒862.
  23. Батурин Е. По страницам газеты “Природа Алтая”. Лесная куница. 2 июня 2020. https://prirodasibiri.ru/show_new.php?id_ new=26751 (дата обращения: 8.11.2023).
  24. Тимофеев В.В., Надеев В.Н. Соболь. М.: Заготиздат, 1955. 404 с.
  25. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. 350 с.
  26. Иберла К. Факторный анализ. М.: Статистика, 1980. 398 с.
  27. Монахов В.Г. Динамика размерной и фенетической структуры соболя в ареале. Екатеринбург: НИСО УрО РАН, Банк культурной информации, 2006. 202 с.
  28. Monakhov V.G., Monakhova G. Diversifikation der Schädelgrößen des Baummarders (Martes martes) im seinem Areal // Beiträge zur Jagd- und Wildforschung. 2014. V. 39. P. 241–248.
  29. Lopez-Martin J.M., Ruiz-Olmo J., Padro I. Comparison of skull measurements and sexual dimorphism between the Minorcan pine marten (Martes martes minoricensis) and the Iberian pine marten (M. m. martes): a case of insularity // Mammalian Biology. 2006. V. 71. P. 13–24.
  30. Рябов Л.С. Некоторые возрастные особенности морфологии кавказских лесных куниц // Зоол. журн. 1962. Т. 41. Вып. 1. С. 1731–1737.
  31. Мальджюнайте С.А. Куницеобразные хищники Литовской ССР, их биология, численность и хозяйственное значение: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Вильнюс, 1963. 26 с.
  32. Абеленцев В.И. Куниця лiсова Martes martes L. // Фауна Украiни. Киiв: Наукова думка, 1968. Т. 1. Вып. 3. С. 91–128.
  33. Ansorge H. Craniometric variation and nonmetric skull divergence between populations of the Pine marten, Martes martes // Abhandlungen und Berichte des Naturkundemuseums Görlitz. 1992. V. 66. № 7. P. 9–24.
  34. Бакеев Н.Н., Монахов Г.И., Синицын А.А. Соболь. Вятка: ВНИИОЗ, 2013. 336 с.
  35. Ognev S.I. A systematical review of the Russian sables / J. of Mammalogy. 1925. V. 6. P. 276–280.
  36. Alcover J.A., Delibes M., Gosalbez J., Nadal J. Martes martes Linnaeus, 1758 a les Balears // Miscel·lània Zoològica. 1986. V. 10. Р. 323–333.
  37. Gerasimov S. Specific peculiarities and sexual dimorphism of the cranial meristics of Martes martes L. and Martes foina Exrl. (Mammalia, Mustelidae) from Bulgaria // Acta Zoologica Bulgarica. 1983. V. 22. P. 9–25.
  38. Пономарев А.Л. Кидас // Бюлл. МОИП. 1946. Т. 51. № 4-5. С. 79–83.
  39. Павлинин В.Н. Заметки по морфологии уральских лесных куниц // Труды Уральск. отдел. МОИП. 1959. Вып. 2. С. 23–42.
  40. Россолимо О. Л., Павлинов И. Я. Половые различия в развитии, размерах и пропорциях черепа лесной куницы Martes martes L. (Mammalia, Mustelidae) // Бюлл. МОИП. Отд. биологии. 1974. Т. 79. Вып. 6. С. 23–35.
  41. Данилов П.И., Туманов И.Л. Куньи Северо-Запада СССР. Л.: Наука, 1976. 256 с.
  42. Монахов Г.И. Географическая изменчивость и таксономическая структура соболя фауны СССР // Труды ВНИИОЗ. 1976. Вып. 26. С. 54–86.
  43. Павлинов И. Я. Возрастные изменения черепа лесной куницы Martes martes L. (Mammalia: Mustelidae) в позднем постнатальном периоде развития // Бюлл. МОИП. Отд. биологии. 1977. Т. 82. Вып. 5. С. 33–50.
  44. Павлинов И.Я., Россолимо О.Л. Географическая изменчивость и внутривидовая систематика соболя (Martes zibellina L.) на территории СССР // Млекопитающие: Исследования по фауне Сов. Союза. М., 1979. Т. 18. С. 241–256.
  45. Пищулина С.Л., Мещерский И.Г., Рожнов В.В. Сравнительно-краниометрическая характеристика соболя, лесной куницы и кидаса Северного Урала // Животный мир горных территорий. М.: КМК, 2009. С. 412–416.
  46. Новиков Г.А. Хищные млекопитающие фауны СССР. М., Л.: АН СССР, 1956. 294 с.
  47. Монахов В.Г. Возрастные изменения размерного полового диморфизма у соболя в природе и неволе // Онтогенез. 2012. № 4. С. 287–298.
  48. Граков Н.Н. О видовой самостоятельности лесной куницы и соболя // Сб. научн.-техн. инф. ВНИИОЗ. 1974. Вып. 46. С. 11–14.
  49. Граков Н.Н. Лесная куница. М.: Наука, 1981. 107 с.
  50. Radde G. Reisen im Süden von Ost-Sibirien in den Jahren 1855–1859, incl. B. 1. Die Säugethierfauna. 1862. St. Petersburg: Buchdruckerei der K. Akademie der Wissenschaften. 327 p.
  51. Сабанеев Л.П. Соболь и соболиный промысел. М.: Типография В. Готье, 1875. 72 с.
  52. Портнова А.Т. Размножение кидуса // Кролиководство и звероводство. 1941. № 6. С. 22–23.
  53. Граков Н.Н. О гибридизации соболя и лесной куницы // Сб. научн.-техн. инф. ВНИИОЗ (Охота, пушнина, дичь). 1969. Вып. 26. С. 8–15.
  54. Рожнов В.В., Мещерский И.Г., Пищулина С.Л., Симакин Л.В. Генетический анализ популяций соболя и лесной куницы в районах совместного обитания на Северном Урале // Генетика. 2010. Т. 46. № 4. С. 553–557.
  55. Пищулина С.Л., Мещерский И.Г., Рожнов В.В. О соотношении фенотипа и генотипа соболя и лесной куницы в зоне симпатрии на Северном Урале // Вестник МГУ. Сер. 16. Биология. 2013. С. 23–26.
  56. Даревский И.С. Скальные ящерицы Кавказа (Систематика, экология и филогения полиморфной группы кавказских ящериц подрода Archaeolacerta). Л.: Наука, 1967. 214 с.
  57. Стекольников А.А. Внутривидовая изменчивость и симпатрия близкородственных видов клещей-краснотелок рода Hirsutiella (Acari: Trombiculidae) // Паразитология. 2003. Т. 37. Вып. 4. С. 281–297.
  58. Мюнтцинг А. Генетические исследования. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1963. 487 с.
  59. Poelstra J.W., Vijay N., Bossu C.M. et al. The genomic landscape underlying phenotypic integrity in the face of gene flow in crows // Science. 2014. V. 344. P. 1410–1414.
  60. Приходько В.И. Межподвидовая симпатрия у кабарги, Moschus moschiferus L. (Moschidae, Cetartiodactyla) // Бюлл. МОИП. Отд. биологии. 2018. Т. 123. Вып. 5. С. 3–9.
  61. Абрамов А.В., Пузаченко А.Ю. Симпатрическое распространение и гибридизация палеарктических барсуков рода Meles // Целостность вида у млекопитающих (изолирующие барьеры и гибридизация): Мат-лы конф. М., 2010. С. 2–3.
  62. Grakov N.N. Kidus – a hybrid of the sable and the pine marten // Lutreola. 1994. V. 3. P. 1–4.
  63. Рожнов В.В., Пищулина С.Л., Мещерский И.Г., Симакин Л.В. О соотношении фенотипа и генотипа соболя и лесной куницы в зоне симпатрии на Северном Урале // Вестник МГУ. Сер. 16. Биология. 2013. № 3. C. 23–26.
  64. Monakhov V. Martes martes (Carnivora, Mustelidae) // Mammalian species. 2022. V. 54(1022). Р. 1–22.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Origin of the studied samples of pine marten and sable (diagram – according to: https://www.iucnredlist.org/). Sample numbers are given in Tables 1 and 2.

Download (355KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Differences between sable and pine marten in “pure” (1, 3) and transgression areas (2, 4) species groups according to 17 craniometric features: 1, 2 – males; 3, 4 – females.

Download (134KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Sizes (mm) of males (a, c) and females (b, d) of sable and pine marten in “pure” (left) areas and transgression areas (right) of ranges. Black dots are centroids, ellipses indicate 90% confidence interval.

Download (538KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Average values ​​of 1GC for males (a) and females (b) of sable and pine marten in “pure” areas and areas of range transgression.

Download (63KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences