Скелетохронология амфибий и рептилий: основы методологии, разнообразие задач и перспективы

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Скелетохронология, метод определения индивидуального возраста у позвоночных животных с годовым циклическим ростом, получил широкое распространение благодаря своей надежности, возможности определять возраст животных прижизненно, а также возможности ретроспективно оценивать размеры тела по размерам ежегодных ростовых меток. Цель обзора – дать представление об особенностях практического применения скелетохронологии и о разнообразных прикладных и общетеоретических задачах, возникающих на основе полученных данных по возрасту. Рассмотрены формирование регистрирующих структур (ростовых слоев и линий остановки роста) в трубчатых костях, другие регистрирующие структуры, основные задачи, решаемые на основе результатов применения метода, основные преимущества и ограничения методики.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. М. Ляпков

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: lyapkov@mail.ru

биологический факультет

Россия, Москва, 119234

Список литературы

  1. Григорьев Д. В., Архангельский М. С., Колчанов В. В., Буланов В. В., Сенников А. Г., Голубев В. К., Скучас П. П., 2002. Применение зигапофизной скелетохронологии для определения индивидуального возраста базального мозазаврида (Squamata, Mosasauridae) из кампана Саратовской области // Палеонтологический журнал. № 4. С. 87–94.
  2. Кидов А. А., Иванов А. А., Иволга Р. А., Кондратова Т. Э., Кидова Е. А., 2023. Возрастная структура популяции восточной веретеницы – Anguis colchica orientalis (Reptilia, Anguidae) в Талышских горах // Поволжский экологический журнал. № 3. С. 374–382.
  3. Кидов А. А., Кондратова Т. Э., Иволга Р. А., Ляпков С. М., 2023а. Возрастная структура, рост и размножение полосатого гологлаза (Ablepharus bivittatus, Reptilia, Scincidae) в Талышских горах (провинция Ардебиль, Иран) // Зоологический журнал. Т. 102. Вып. 6. С. 681–687.
  4. Клевезаль Г. А., Смирина Э. М., 2016. Регистрирующие структуры наземных позвоночных. Краткая история и современное состояние исследований // Зоологический журнал. Т. 95. Вып. 8. С. 872–896.
  5. Клейненберг С. Е., Смирина Э. М., 1969. К методике определения возраста амфибий // Зоологический журнал. Т. 48. Вып. 7. С. 1090–1094.
  6. Корнилова М. Б., Савельев С. В., Северцов А. С., 1996. Ускоренный метод определения возраста бесхвостых амфибий по шлифам фаланг // Зоологический журнал. Т. 75. Вып. 10. С. 1581–1585.
  7. Ляпков С. М., 2021. Популяционная экология остромордой и травяной лягушек. Географическая изменчивость возрастного состава, постметаморфозного роста, размеров и репродуктивных характеристик. Москва: Товарищество научных изданий КМК. 224 с. ISBN 978-5-907533-10-3.
  8. Ляпков С. М., Черданцев В. Г., Черданцева Е. М., 2007. Половые различия темпов роста и выживаемости у остромордой лягушки (Rana arvalis) после завершения метаморфоза // Зоологический журнал. Т. 86. Вып. 4. С. 475–491.
  9. Матушкина К. А., Степанкова И. В., Африн К. А., 2024. Возрастная структура и половой диморфизм дальневосточной жабы, Bufo sachalinensis Nikolsky, 1905 на территории Уссурийского заповедника // Амурский зоологический журнал. Т. 16. № 1. С. 69–83.
  10. Мина М. В., Клевезаль Г. А., 1970. Принципы исследования регистрирующих структур // Успехи современной биологии. Т. 70. № 3. С. 341–352.
  11. Мина М. В., Клевезаль Г. А., 1976. Рост животных. Москва: Наука. 291 с.
  12. Румянцев А. В., 1958. Опыт исследования эволюции хрящевой и костной тканей. Москва: Изд-во АН СССР. 375 с.
  13. Скучас П. П., Колчанов В. В., 2024. Определение индивидуального возраста и онтогенетических стадий ископаемых тетрапод палеогистологическими методами // Зоологический журнал. Т. 103. Вып. 6. С. 15–30.
  14. Смирина Э. М., 1972. Годовые слои в костях травяной лягушки (Rana temporaria) // Зоологический журнал. Т. 51. Вып. 10. С. 1529–1534.
  15. Смирина Э. М., 1983. Прижизненное определение возраста и ретроспективная оценка размеров тела серой жабы (Bufo bufo) // Зоологический журнал. Т. 62. Вып. 3. С. 437–444.
  16. Смирина Э. М., Ройтберг Е. С., 2012. Развитие исследований роста рептилий в направлениях, определенных А. М. Сергеевым // Зоологический журнал. Т. 91. Вып. 11. С. 1291–1291.
  17. Смирина Э. М., Сербинова И. А., Макаров А. Н., 1994. Сложные случаи определения возраста амфибий по годовым слоям в кости (на примере уссурийского безлегочного тритона Onychodactylus fischeri (Amphibia, Hynobiidae) // Зоологический журнал. Т. 73. Вып. 10. С. 72–81.
  18. Alcobendas M., Castanet J., 2000. Bone growth plasticity among populations of Salamandra salamandra: interactions between internal and external factors // Herpetologica. V. 56. № 1. Р. 14–26.
  19. Alekseyev S. S., Mina M. V., Smirina E. M., Sokolov A. A., 2009. Late ontogeny growth acceleration and size form transformations in Transbaikalian Arctic charr, Salvelinus alpinus complex: evidence from fin ray cross section growth layers // Environmental Biology of Fishes. V. 86. P. 487–505.
  20. Attum O., Rabea B., Duffy K., El Din B. M., 2011. Testing the reliability of ring counts for age determination in the Egyptian tortoise (Testudo kleinmanni) // Herpetological Journal. V. 21. № 3. P. 209–211.
  21. Augert D., Joly P., 1993. Plasticity of age at maturity between two neighbouring populations of the common frog (Rana temporaria L.) //Canadian Journal of Zoology. Т. 71. № 1. С. 26–33.
  22. Avens L., Taylor J. C., Goshe L. R., Jones T. T., Hastings M., 2009. Use of skeletochronological analysis to estimate the age of leatherback sea turtles Dermochelys coriacea in the western North Atlantic // Endangered Species Research. V. 8. P. 165–177.
  23. Bertolero A., Carretero M., Llorente G., 2005. An assessment of the reliability of growth rings counts for age determination in the Hermann’s Tortoise Testudo hermanni // Amphibia-Reptilia. V. 26. № 1. P. 17–23.
  24. Bruce R. C., Castanet J., 2006. Application of skeletochronology in aging larvae of the salamanders Gyrinophilus porphyriticus and Pseudotriton ruber // Journal of Herpetology. V. 40. № 1. С. 85–90.
  25. Brum A. J., Loebens L., Santos M. B., Cechin S. Z., 2019. First record of growth rings for 11 native subtropical anuran species of South America // Anais da Academia Brasileira de Ciencias. V. 91. № 4. P. e20190154.
  26. Bovero S., Utzeri C., Angelini C., 2006. Aging Salamandrina perspicillata (Savi, 1821) by skeletochronology // Acta Herpetologica. V. 1. № 2. P. 153–158.
  27. Cajade R., Marangoni F., Gangenova E., 2013. Age, body size and growth pattern of Argenteohyla siemersi pederseni (Anura: Hylidae) in northeastern Argentina // Journal of Natural History. V. 47. № 3–4. P. 237–251.
  28. Comas M., Reguera S., Zamora-Camacho F.J., Salvado H., Moreno-Rueda G., 2016. Comparison of the effectiveness of phalanges vs. humeri and femurs to estimate lizard age with skeletochronology // Animal Biodiversity and Conservation. V. 39. № 2. P. 237–240.
  29. Cox R. M., Butler M. A., John-Alder H.B., Fairbairn D. J., 2007. The evolution of sexual size dimorphism in reptiles // Sex, size and gender roles: evolutionary studies of sexual size dimorphism. V. 5. P. 38–49.
  30. Cullen T. M., Brown C. M., Chiba K., Brink K. S., Makovicky P. J., Evans D. C., 2021. Growth variability, dimensional scaling, and the interpretation of osteohistological growth data // Biology Letters. V. 17. № 11. P. 20210383.
  31. Curtin A. J., Zug G. R., Medica P. A., Spotila J. R., 2008. Assessing age in the desert tortoise Gopherus agassizii: testing skeletochronology with individuals of known age // Endangered Species Research. V. 5. № 1. P. 21–27.
  32. Eden C. S., Whiteman H. H., Duobinis-Gray L., Wissinger S. A., 2007. Accuracy assessment of skeletochronology in the Arizona tiger salamander (Ambystoma tigrinum nebulosum) // Copeia. № 2. P. 471–477.
  33. Ehret D. J., 2007. Skeletochronology: a method for determing the individual age and growth of modern and fossil tortoises (Reptilia: Testudines) // Bull. Florida Museum Nat. Hist. V. 47. № 2. P. 49–72.
  34. Esteban M., García-París M., Buckley D., Castanet J., 1999. Bone growth and age in Rana saharica, a water frog living in a desert environment // Ann. Zool. Fennici. V. 36. P. 53–62.
  35. Flageole S., Leclair R., Jr., 1992. Etude demographique d’une population de salamandres (Ambystoma maculatum) al’aide de la methode squeletto-chronologique // Can. J. Zool. V. 70. P. 740–749.
  36. Galoyan E., Sopilko N., Kovalyeva A., Chamkina A., 2024. Double-check in lizard age estimation: Use of phalanx bone and keratin claw sheath lamellas // Asian Herpetol. Res. V. 15. № 1. 22 doi: 10.3724/ahr.2095-0357.2023.0027
  37. Ginnan N.A., Lawrence J.R., Russell M.E., Eggett D.L., Hatch K.A., 2014. Toe clipping does not affect the survival of leopard frogs (Rana pipiens) // Copeia. V. 2014. № 4. P. 650–653.
  38. Hasumi M., Watanabe Y. G., 2007. An efficient method for skeletochronology // Herpetological Review. V. 38. № 4. P. 404.
  39. Hemelaar A. S.M., 1985. An improved method to estimate the number of year rings resorbed in phalanges of Bufo bufo (L.) and its application to populations from different latitudes and altitudes // Amphibia-Reptilia. V. 6. P. 323–341.
  40. Hinneberg H., Riedel E., Foerster K., Kupfer A., 2020. Interrelation of colouration and morphological traits in Northern Crested Newts (Triturus cristatus): towards a non-invasive tool for age determination // Salamandra. V. 56. № 1. P. 57–65.
  41. Homan R. N., Reed J. M., Windmiller B. S., 2003. Analysis of spotted salamander (Ambystoma maculatum) growth rates based on long-bone growth rings // Journal of Herpetology. V. 37. № 3. P. 617–621.
  42. Howell H. J., Seigel R. A., 2018. An examination of the accuracy of using plastral scute rings to age Spotted Turtles (Clemmys guttata) // Chelonian Conservation and Biology. Т. 17. № 1. P. 104–108.
  43. Khonsue W., Matsui M., 2001. Absence of lines of arrested growth in overwintered tadpoles of the American bullfrog, Rana catesbeiana (Amphibia, Anura) // Current herpetology. V. 20. № 1. P. 33–37.
  44. Khonsue W., Matsui M., Misawa Y., 2001. Age determination of wrinkled frog, Rana rugosa with special reference to high variation in postmetamorphic body size (Amphibia: Ranidae) // Zoological Science. V. 18. P. 605–612.
  45. Kumbar S. M., Pancharatna K., 2001. Determination of age, longevity and age at reproduction of the frog Microhyla ornata by skeletochronology // Journal of biosciences. V. 26. № 2. P. 265–270.
  46. Lardner B., Loman J., 2009. Does landscape and habitat limit the frogs Rana arvalis and Rana temporaria in agricultural landscapes? A field experiment // Applied Herpetology. V. 6. № 3. P. 227–236.
  47. Lyapkov S. M., Kondratova T. E., Ivolga R. A., Kidova E. A., Kidov A. A., 2021. Growth layers and its complex structure in a common species under uncommon conditions: Pelophylax ridibundus in the Talysh Mountains // Russian Journal of Herpetology. V. 28. № 5. P. 242–248.
  48. Ma M., Luo S., Tang X., Chen Q., 2022. Age structure and growth pattern of a high‐altitude lizard population based on age determination by skeletochronology // Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological and Integrative Physiology. V. 337. № 5. P. 491–500.
  49. Marangoni F., Schaefer E., Cajade R., Tejedo M., 2009. Growth-mark formation and chronology of two neotropical anuran species // Journal of Herpetology. 43(3). P. 546–550.
  50. Marnell F., 1997. The use of phalanges for age determination in the smooth newt, Triturus vulgaris L. // Herpetological Journal. V. 7. № 1. P. 28–30.
  51. Marunouchi J., Kusano T., Ueda H., 2000. Validity of back-calculation methods of body size from phalangeal bones: an assessment using data for Rana japonica // Current Herpetology. V. 19. P. 81–89.
  52. Matthews T., Plessis A., 2016. Using X-ray computed tomography analysis tools to compare the skeletal element morphology of fossil and modern frog (Anura) species // Palaeontologia Electronica. 19.1.1T P. 1–46.
  53. Measey G. J., Wilkinson M., 1998. Lines of arrested growth in the caecilian, Typhlonectes natans (Amphibia: Gymnophiona) // Amphibia-Reptilia. V. 19. № 1. С. 91–95.
  54. Miaud C., Guyétant R., Elmberg J., 1999. Variations in life history traits in the common frog Rana temporaria (Amphibia: Anura): a literature review and new data from the French Alps // Journal of Zoology. V. 249. P. 61–73.
  55. Peng Z., Zhang L., Lu X., 2022. Global gaps in age data based on skeletochronology for amphibians // Integrative Zoology. V. 17. № 5. P. 752–763.
  56. Petermann H., Gauthier J. A., 2018. Fingerprinting snakes: paleontological and paleoecological implications of zygantral growth rings in Serpentes // Peer J. V. 6. P. e4819. doi: 10.7717/peerj.4819
  57. Plytycz B., Bigaj J., 1993. Studies on the growth and longevity of the yellow-bellied toad, Bombina variegata, in natural environments // Amphibia-Reptilia. V. 14. P. 35–44.
  58. Quiroga L. B., Sanabria E. A., Marangoni F., 2015. Sexual size dimorphism and age in Odontophrynus cf. barrioi (Anura: Odontophrynidae) from the Monte Desert, Argentina // Journal of Herpetology. V. 49. P. 627– 632.
  59. Rajmira H., 2022. Efektivitas tulang falang, femur, dan tibia kodok sawah Fejervarya cancrivora Gravenhorst, 1829 untuk skeletokronologi: PHD. Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. 62 p.
  60. Roček Z., Baleeva N., Vazeille A., Bravin A., van Dijk E., Nemoz C., Přikryl T., Smirina E. M., Boistel R., Claessens L., 2016. Contribution to the head anatomy of the basal frog Barbourula busuangensis and the evolution of the Anura // Russian Journal of Herpetology. V. 23. № 3. P. 163–194.
  61. Rodriguez-Caro R., Gracia E., Dos Santos R. M., Anadon J. D., Gimenez A., 2015. One scute ring per year in Testudo graeca? A novel method to identify ring deposition patterns in tortoises // Acta Herpetologica. V. 10. № 2. P. 77–84.
  62. Rozenblut B., Ogielska M., 2005. Development and growth of long bones in European water frogs (Aphibia: Anura: Ranidae), with remarks on age determination // Journal of Morphology. V. 265. P. 304–317.
  63. Sahoo D. D., Kara T. C., 2017. Determination Of Age, Longevity And Age At Sexual Maturity In Common Asian Toad, (Duttaphrynus melanostictus) By Skeletochronology // Octa Journal of Biosciences. V. 5. № 1. P. 5–8.
  64. Sanchez S., Ahlberg P. E., Trinajstic K. M., Mirone A., Tafforeau P., 2012. Three-dimensional synchrotron virtual paleohistology: a new insight into the world of fossil bone microstructures // Microscopy and Microanalysis. V. 18. № 5. P. 1095–1105.
  65. Schucht P. J., Klein N., Lambertz M., 2021. What’s my age again? On the ambiguity of histology-based skeletochronology // Proceedings of the Royal Society B. V. 288. № 1955. P. 20211166.
  66. Sinsch U., 2015. Skeletochronological assessment of demographic life-history traits in amphibians // The Herpetological Journal. V. 25. № 1. P. 5–13.
  67. Sinsch U., Martino A., di Tada I., 2002. Longevity and sexual size dimorphism of the Pampa de Achala copper lizard Pristidactylus achalensis (Gallardo, 1964) // Amphibia-Reptilia. V. 23. № 2. P. 177–190.
  68. Sinsch U., Marangoni F., Oromi N., Leskovar C., Sanuy D., Tejedo M., 2010. Proximate mechanisms determining size variability in natterjack toads // Journal of Zoology. V. 281. № 4. P. 272–281.
  69. Skutschas P. P., Kolchanov V. V., Bulanov V. V., Sennikov A. G., Boitsova E. A., Golubev V. K., Syromyatnikova E. V., 2020. Reconstruction of the life history traits in the giant salamander Aviturus exsecratus (Caudata, Cryptobranchidae) from the Paleocene of Mongolia using zygapophyseal skeletochronology // Historical Biology. V. 32. № 5. P. 645–648.
  70. Smirina E. M., Ananjeva N. B., 2007. Growth layers in the bones and acrodont teeth of the agamid lizard Laudakia stoliczkana (Blanford, 1875) (Agamidae, Sauria) // Amphibia-Reptilia. V. 28. P. 193–204.
  71. Snover M. L., Avens L., Hohn A. A., 2007. Back-calculating length from skeletal growth marks in loggerhead sea turtles Caretta caretta // Endangered Species Research. V. 3. № 1. P. 95–104.
  72. Snover M. L., Hohn A. A., Crowder L. B., Macko S. A., 2010. Combining stable isotopes and skeletal growth marks to detect habitat shifts in juvenile loggerhead sea turtles Caretta caretta // Endangered Species Research. V. 13. № 1. P. 25–31.
  73. Snover M. L., Hohn A. A., Goshe L. R., Balazs G. H., 2011 Validation of annual skeletal marks in green sea turtles Chelonia mydas using tetracycline labeling // Aquatic Biology. V. 12. P. 197–204.
  74. Staub N. L., 2016. The age of plethodontid salamanders: a short review on longevity // Copeia. V. 104. № 1. P. 118–123.
  75. Sun Y. Y., Wu S. H., 2020. Age estimates of the yellow-margined box turtles (Cuora flavomarginata) based on post-mortem examination of confiscated individuals // 台灣生物多樣性研究. V. 22. № 3. P. 177–196.
  76. Szekely D., Stanescu F., Szekely P., Telea A. E., Cogalniceanu D., 2024. A review of age estimation methods in non-avian reptiles by growth marks in hard tissues // Integrative Zoology. First published: 22 January 2024 https://doi.org/10.1111/1749-4877.12808
  77. Tejedo M., Reques R., Esteban M., 1997. Actual and osteochronological estimated age of natterjack toads (Bufo calamita) // Herpetological Journal. V. 7. № 2. P. 81– 82.
  78. Tessa G., Crottini A., Giacoma C., Guarino F. M., Randrianirina J. E., 2017. Comparative longevity and age at sexual maturity in twelve rainforest frogs of the genera Boophis, Gephyromantis, and Mantidactylus (Anura: Mantellidae) from Madagascar // Phyllomedusa: Journal of Herpetology. V. 16. № 1. P. 13–21.
  79. Wagner A., Schabensberger R., Sztatecsny M., Kaiser R., 2011. Skeletochronology of phalanges underestimates the true age of long-lived Alpine newts (Ichthyosaura alpestris) // Herpetological Journal. V. 21. P. 145–148.
  80. Wilson D. S., Tracy C. R., Tracy C. R., 2003. Estimating age of turtles from growth rings: a critical evaluation of the technique // Herpetologica. V. 59. № 2. P. 178–194.
  81. Yamoudi S., Kami H. G., Mohhamadi Z., 2019. A skeletochronological study of age in the Persian pond turtle (Emys orbicularis persica) from the north of Iran // Journal of Wildlife and Biodiversity. V. 3. № 4. P. 36–44.
  82. Vlad S.E., Stanescu F., Cogalniceanu D., 2024. Age estimation in tortoises: an evaluation of methods for the spur-thighed tortoise (Testudo graeca) // Amphibia-Reptilia. V. 45. № 3. P. 265–277. DOI: https://doi.org/10.1163/15685381-bja10182
  83. Zamora-Camacho F.J., Comas M., Pascual G., Moreno-Rueda G., 2023. The Effect of Toe-Clipping on Locomotor Performance and Return Rates in a Frog // South American Journal of Herpetology. V. 28. № 1. P. 38–46.
  84. Zhang Y., Bi J., Ning Y., Feng J., 2024. Methodology Advances in Vertebrate Age Estimation // Animals. V. 14. № 2. P. 343.
  85. Zhang L., Lu X., 2012. Amphibians live longer at higher altitudes but not at higher latitudes // Biological Journal of the Linnean Society. V. 106. P. 623–632.
  86. Zhang L., Lu X., 2013. Sexual size dimorphism in anurans: ontogenetic determination revealed by an across-species comparison // Evolutionary Biology. V. 40. P. 84–91.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Пример дополнительных LAGs на срезе кости голени (4 такие линии отмечены стрелками со знаком вопроса), которые могут быть неотличимы от LAGs, соответствующих зимовкам (отмечены стрелками): двухгодовалая озерная лягушка из камчатской популяции с длительным периодом активности в течение годового цикла. Длина отрезка 1 мм.

Скачать (159KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Примеры быстрого (А) и медленного (Б) роста, оцениваемого по относительному расстоянию между LAGs. Приведены срезы голени остромордых лягушек из популяций: А – Брянского леса, половозрелый самец, длина тела 64 мм, 2 зимовки и Б – Югана, половозрелая самка, длина тела 58 мм, 9 зимовок. Описание популяций – см. Ляпков, 2021. Длина отрезка 1 мм.

Скачать (374KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024