Biology BulletinBiology BulletinИзвестия Российской академии наук. Серия биологическая1026-34703034-5367The Russian Academy of Sciences68608510.31857/S1026347025030069ZOOLOGYЗООЛОГИЯResearch ArticleVariation and inheritance of an atypical form of the anterior lobe of the M1 of Lemmus trimucronatus chrysogaster (Rodentia, Arvicolinae)Изменчивость и наследование нетипичной формы anterior lobe M1 у Lemmus trimucronatus chrysogaster (Rodentia, Arvicolinae)CheprakovM. I.ЧепраковМ. И.
Russian Federation
Cheprakov@ipae.uran.ruInstitute of Plant and Animal Ecology, Russian Academy of SciencesИнститут экологии растений и животных УрО РАН0407202533093162706202527062025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://medjrf.com/1026-3470/article/view/686085

Using material from laboratory colonies, it was established that the variability of deviations from the typical shape (tf) of the anterior lobe M1 in lemmings of the genus Lemmus forms a bilateral morphological module, designated as atypical shape (AF). Three morphotypes of AF have been identified, differing in degree of complexity. The main component of modular variability is an increase in the frequency of individuals with the AF phenotype and the degree of expressiveness of this phenotype with age. Segregation in the offspring into AF and tf individuals in various crossing options does not contradict the hypothesis of monogenic inheritance of these variations. Individuals with the tf phenotype are recessive homozygotes. Sometimes among them there may be undetected heterozygotes. Which phenotype (tf or AF) a heterozygote exhibits may depend on the litter number and (or) on the influence of modifier genes. Dominant homozygotes are considered nonviable.

На материале из лабораторных колоний установлено, что изменчивость отклонений от типичной формы (tf) anterior lobe M1 у леммингов рода Lemmus образует билатеральный морфологический модуль, обозначенный как нетипичная форма (AF). Выявлено три морфотипа AF, отличающиеся по степени сложности. Основная составляющая модульной изменчивости – увеличение частоты особей с фенотипом AF и степени выраженности этого фенотипа с возрастом. Расщепление в потомстве на AF и tf особей в различных вариантах скрещивания не противоречит гипотезе моногенного наследования этих вариаций. Особи с фенотипом tf являются рецессивными гомозиготами. Иногда среди них могут присутствовать непроявившиеся гетерозиготы. Какой фенотип (tf или AF) реализует гетерозигота может зависеть от номера выводка и (или) от влияния генов-модификаторов. Доминантные гомозиготы считаются нежизнеспособными.

lemmingsLemmusatypical form of the anterior lobe M1variabilityinheritanceлеммингиLemmusнетипичная форма anterior lobe M1изменчивостьнаследованиеМинистерство науки и высшего образования Российской ФедерацииMinistry of Science and Higher Education of the Russian Federation075-03-2022-548Агаджанян А. К. Мелкие млекопитающие плиоцен–плейстоцена Русской равнины. М.: Наука, 2009. 676 с.Бородин А. В. Определитель зубов полевок Урала и Западной Сибири (поздний плейстоцен–современность). Екатеринбург: УрО РАН, 2009. 100 с.Гершензон С. М. Генетический полиморфизм в популяциях животных и его эволюционное значение // Журн. общ. биол.1974. Т. 35. № 5. С.678–684.Громов И. М., Поляков И. Я. Фауна СССР. Млекопитающие. Т. 3. Вып. 8. Л.: Наука, 1977. 502 с.Чепраков М. И. Фенотипическая изменчивость и наследование нетипичной формы anterior lobe M1 копытных леммингов (Dicrostonyx, Rodentia, Arvicolinae). Изв. РАН. Сер. биол. 2022. № 5. С. 482–488. DOI: 10.31857/S1026347022050055.Чепраков М. И. Дополнительные элементы в задней части первого и второго верхних моляров у Lasiopodomys (Stenocranius) gregalis (Rodentia; Cricetidae) Изв. РАН. Сер. биол. 2023. № 6. С. 640–649. DOI: 10.31857/S1026347022600996Abramson N., Dokuchaev N., Petrova T. Long-standing taxonomic and nomenclature issue of Lemmus obensis chrysogaster Allen, 1903 (Rodentia, Cricetidae) resolved. Mammalia. 2018. V. 82. P. 167–172. https://doi.org/10.1515/mammalia-2016-0081Abramson N. I., Petrova T. V. Genetic analysis of type material of the Amur lemming resolves nomenclature issues and creates challenges for the taxonomy of true lemmings (Lemmus, Rodentia: Cricetidae) in the eastern Palearctic. Zool. J. Linn. Soc. 2018. V. 82. № 2. P. 465–477. https://doi.org/10.1093/zoolinnean/zlx044Abramson N., Petrova T., Dokuchaev N. Analysis of “historical” DNA of museum samples resolve taxonomic, nomenclature and biogeography issues: Сase study of true lemmings. Bio. Comm. 2022. V. 67. № 4. P. 340–348. https://doi.org/10.21638/spbu03.2022.408Barbiere F., Rone, C., Ortiz P. E., Martin R. A., Pardiña U. F. A new nomenclatural system for the study of sigmodontine rodent molars: first step towards an integrative phylogeny of fossil and living cricetids. Biol. J. Lin. Soc. 2019. V. 127. P. 224–244. https://doi.org/10.1093/biolinnean/blz021Fedorov V., Goropashnaya A., Jarrell G. H., Fredga K. Phylogeographic structure and mitochondrial DNA variation in true lemmings (Lemmus) from the Eurasian Arctic. Biol. J. Lin. Soc. 1999. V. 66. P. 357–371. https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.1999.tb01896.xFedorov V. B., Goropashnaya A. V., Jaarola M., Cook J. A. Phylogeography of lemmings (Lemmus): No evidence for postglacial colonization of Arctic from the Beringian refugium. Molec. Ecol. 2003. V. 12. P. 725–731. https://doi.org/10.1046/j.1365-294X.2003.01776.xFejfar O., Heinrich W. D., Kordos L., Maul L. C. Microtoid cricetids and the early history of arvicolids (Mammalia, Rodentia). Palaeontologia electronica. 2011. V. 14. № 3. P. 1–38.Jentzsch M. Zur Variabilität der Molarenmuster einer Population von Erdmäusen Microtus agrestis (L., 1761) aus dem Norden Sachsen-Anhalts (Mammalia: Rodentia: Arvicolidae) // Zool. Abh. Staatl. Mus. Tierk. Dresden. 2006. V. 55. P. 191–198.Hulsey C. D., Cohen K. E., Johanson Z. et. al. Grand challenges in comparative tooth biology // Integrative and comparative biology. 2020. V. 60. № 3. P. 563–580. https://doi.org/10.1093/icb/icaa038Esteve-Altava B. In search of morphological modules: A systematic review // Biol. Rev. 2017a. V. 92. № 3. P. 1332–1347. https://doi.org/10.1111/brv.12284Esteve-Altava B. Challenges in identifying and interpreting organizational modules in morphology // J. Morphol. 2017b. V. 278. № 7. P. 960–974. https://doi.org/10.1002/jmor.20690Kapischke H. Zur Variabilität der Zähne von Feldmäusen Microtus arvalis (Pallas, 1779) aus Sachsen (Übersichtzueiner Sammlung im Rahmen des Projektes: Atlas der Säugetiere Sachsens). Veröff. Mus. Westlausitz Kamenz, 2014. V. 32. P. 85–110.Klingenberg C. P. Studying morphological integration and modularity at multiple levels: Concepts and analysis // Phil. Trans. R. Soc. B. 2014. V. 369. № 1649. P. 20130249. https://doi.org/10.1098/rstb.2013.0249Kryštufek B., Shenbrot G. Voles and Lemmings (Arvicolinae) of the Palaearctic Region. Maribor: Sloven. Research Agency. 2022. 449 p.Marangoni P., Charles C., Tafforeau P. et al. Phenotypic and evolutionary implications of modulating the ERK-MAPK cascade using the dentition as a model // Sci. report. 2015. V. 5. № 1. P. 1–12. https://doi.org/10.1038/srep11658Markova E., Smirnov N. Phenotypic diversity arising from a limited number of founders: A study of dental variation in laboratory colonies of collared lemmings, Dicrostonyx (Rodentia: Arvicolinae) // Biol. J. Linn. Soc. 2018. V. 125. P. 777–793. https://doi.org/10.1093/biolinnean/bly172Markova E., Borodin A., Rakitin S. et al. The effects of population bottlenecks on dental phenotype in extant arvicoline rodents: Implications for studies of the quaternary fossil record // Quat. Sci. Rev. 2020. V. 228. P. 106045. DOI: 10.10.1016/j.quascirev.2019.106045.Miller G. S. The genera and subgenera of voles and lemmings // North Amer. Fauna. 1896. № 12. p. 1– 84.Reig O. A. A proposed unified nomenclature for the enamelled components of the molar teeth of the Cricetidae (Rodentia) // J. Zool. 1977. V. 181. № 2. P. 227–241.Spitsyn V. M., Bolotov I. N., Kondakov A. V. et al. A new Norwegian Lemming subspecies from Novaya Zemlya, Arctic Russia. Ecol. Mont. 2021.V. 40. P. 93–117. https://dx.doi.org/10.37828/em.2021.40.8.