The taxonomic status and histological features of gonads of the giant redfish genus Sebastes

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

There are four redfish species of the genus Sebastes in the North Atlantic: beaked redfish S. mentella Travin, 1951; Norway redfish S. viviparus Kroyer, 1845; golden redfish S. norvegicus (Ascanius, 1772); Acadian redfish S. fasciatus Storer, 1856. However, the taxonomic status of so-called “giant” Sebastes – redfish with average length above 60 cm of the Irminger Sea, Iceland and Greenland slopes, remains unresolved. Using histological and genetic analysis we studied 17 giants which were collected in the North Atlantic (Irminger Sea) in 2011-2021. Based on the results of analysis of nuclear (RP2 S7) and mitochondrial (D-loop) DNA sequences, which are species-specific for North Atlantic Sebastes, it was established that at least some giants are hybrids between S. norvegicus and S. mentella. A descendant of S. norvegicus and the hybrid S. norvegicus × S. viviparus was also revealed. The results of histological analysis confirmed previously published data on the sterility of giant females, but at the same time showed that the reproductive ability of male appears to be preserved.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. Y. Rolskii

Polar Branch of the Russian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography (FSBSI “PINRO” named after N. M. Knipovich)

Author for correspondence.
Email: rol-lex@mail.ru
Russian Federation, Akademika Knipovicha St 6, Murmansk, 183038

V. S. Artamonova

A.N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution of the Russian Academy of Sciences

Email: rol-lex@mail.ru
Russian Federation, 119071, Moscow, Leninskiy Prospect 33

A. А. Makhrov

A.N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution of the Russian Academy of Sciences

Email: rol-lex@mail.ru
Russian Federation, 119071, Moscow, Leninskiy Prospect 33

V. I. Popov

Polar Branch of the Russian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography (FSBSI “PINRO” named after N. M. Knipovich)

Email: rol-lex@mail.ru
Russian Federation, Akademika Knipovicha St 6, Murmansk, 183038

E. A. Filina

Polar Branch of the Russian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography (FSBSI “PINRO” named after N. M. Knipovich)

Email: rol-lex@mail.ru
Russian Federation, Akademika Knipovicha St 6, Murmansk, 183038

References

  1. Алтухов Ю. П., Нефедов Т. Н., Паюсова А. Н. Цитофизиологический анализ дивергенции золотистого и клюворылого окуней Северо-Западной Атлантики // В кн. Изменчивость теплоустойчивости клеток животных в онто- и филогенезе. М.: Наука, 1967. C. 82–97.
  2. Амвросов Д. Ю. Биологические и продукционные показатели производителей чистых видов и гибридных форм амурских осетровых рыб в условиях тепловодной аквакультуры. Дисс. … канд. биол. наук. Владивосток: Тихоокеанский филиал ФГБНУ «ВНИРО», 2022. 175 с.
  3. Артамонова В. С., Рольский А. Ю., Махров А. А. Экспресс-метод для тестирования видовой принадлежности морских окуней рода Sebastes Атлантического и Северного Ледовитого океанов на основе молекулярно-генетического анализа // Труды IX международной научно-практической конференции “Морские исследования и образование (MARESEDU-2020, 26-29 октября 2020 г, г. Москва.)” Том I (III) Тверь: ООО “ПолиПРЕСС”, 2020. С. 184–187. ISBN978-5-6045536-3-3
  4. Барсуков В. В. Систематика атлантических морских окуней// Тр. ПИНРО. 1972. Т. 28. C. 128–142.
  5. Видовая идентификация морских окуней рода Sebastes Атлантического и Северного Ледовитого Океанов / Полярный филиал ФГБНУ “ВНИРО” (“ПИНРО” им. Н. М. Книповича); сост.: А. Ю. Рольский, В. И. Попов, Ю. И. Бакай, М. В. Почтарь. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2024. 54 с.
  6. Захаров Г. П. Экология и промысел морских окуней Sebastes marinus L. и Sebastes mentella T. в районе Исландии и Гренландии: Автореф. дис. канд. биол. наук. М.: МГУ, 1969. 25 с.
  7. Инструкции и методические рекомендации по сбору и обработке биологической информации в районах исследований ПИНРО / ПИНРО; сост.: М. С. Шевелев, Ю. И. Бакай, С. М. Готовцев [и др.]. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2001. 291 c.
  8. Методическое руководство по определению стадий зрелости гонад североатлантических морских окуней рода Sebastes (Scorpaenidae) / ПИНРО; сост. Е. А. Филина, В. И. Попов, Ю. И. Бакай [и др.] Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2015. 29 c.
  9. Мельников С. П. Океанический окунь-клювач Северной Атлантики: биология и промысел. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2006. 127 c.
  10. Нефедов Г. Н. Физиолого-биохимический анализ дифференциации золотистого и клюворылого окуней Северной Атлантики: Автореф. дис. канд. биол. наук. М.: МГУ, 1970. 24 с.
  11. Нефедов Г. Н. О гибридном происхождении западногренландской популяции золотистого окуня // Вопр. рыболовства. 2002. Т. 3 № 1(9). С. 65–72.
  12. Рольский А. Ю. Особенности дифференциации морских окуней рода Sebastes Атлантического и Северного Ледовитого океанов Автореф. дис. канд. биол. наук. М.: ИПЭЭ, 2016. 26 с.
  13. Рольский А. Ю., Филина Е. А., Попов В. И., Макеенко Г. А. Особенности созревания самцов окуня-клювача Sebastes mentella Travin, 1951 (Scorpaeniformes: Sebastidae) Северной Атлантики и Северного Ледовитого океана // Современные проблемы и перспективы развития рыбохозяйственного комплекса. Материалы VI научно-практической конференции молодых ученых. Москва, 14–15 ноября 2019 г. ВНИРО, C. 414–419.
  14. Рольский А. Ю., Артамонова В. С., Махров А. А. Эволюция морских окуней рода Sebastes (Perciformes: Sebastidae) Атлантического и Северного Ледовитого океанов: “видообразование путем почкования” в “букете видов” (budding speciation in the species flock) // Изв. РАН. Сер. биол. 2023. № 6. C. 597–608. https://doi.org/10.1134/S1062359023602537
  15. Роскин Г. И., Левинсон Л. Б. Микроскопическая техника. М.: Сов. наука. 1957. 465 c.
  16. Филина Е. А., Рольский А. Ю., Бакай Ю. И., Попов В. И., Макеенко Г. А. Особенности репродуктивного цикла самок окуня-клювача Sebastes mentella (Sebastinae) // Вопр. ихтиологии. 2017. Т. 57. № 1. C. 89–95. https://doi.org/10.7868/S0042875216060047
  17. Altukhov J. P., Nefyodov G. N. A study of blood serum protein composition by agar-gel electrophoresis in types of redfish (genus Sebastes) // ICNAF Res. Bull. 1968. V. 5. P. 86–90.
  18. Anonymous. Population structure, reproductive strategies and demography of redfish (Genus Sebastes) in the Irminger Sea and adjacent waters (ICES V, XII and XIV, NAFO 1). REDFISH QLK5-CT199-012222. Final Report. 2004. 525 p.
  19. Artamonova V. S., Makhrov A. A., Karabanov D. P., Rolskiy A. Y., Bakay Y. I., Popov V. I. Hybridization of beaked redfish (Sebastes mentella) with small redfish (Sebastes viviparus) and diversification of redfish (Actinopterygii: Scorpaeniformes) in the Irminger Sea // J. of Natural History. 2013 V. 47. № 25. P. 1791–1801. https://doi.org/10.1080/00222933.2012.752539
  20. Bunke C., Hanel R., Trautner J. H. Phylogenetic relationships among North Atlantic redfish (genus Sebastes) as revealed by mitochondrial DNA sequence analyses // J. of Applied Ichthyology. 2013. V. 29. № 1. P. 82–92. https://doi.org/ 10.1111/j.1439-0426.2012.02048.x
  21. Hall T. A. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT // Nucl. Acids. Symp. Ser. 41. 1999. P. 95–98. https://doi.org/10.14601/Phytopathol_Mediterr-14998u1.29
  22. Hyde J. R., Vetter R. D. The origin, evolution, and diversification of rockfishes of the genus Sebastes (Cuvier) // Mol. Phylogenet. Evol. 2007. V. 44. № 2. P. 790–811. Epub 2007 Jan 12 https://doi.org/10.1016/j.ympev.2006.12.026
  23. Johansen T., Naevdal G., Danielsdottir A. K., Hareide N. R. Genetic characterization of giant Sebastes in the deep water slopes in the Irminger Sea // Fish. Research. 2000. V. 45. № 3. P. 207–216. https://doi.org/10.1016/S0165-7836(99)00132-0
  24. Johansen T. Genetic study of genus Sebastes (redfish) in the North Atlantic with emphasis on the stock complex in the Irminger Sea. Thesis for the partial fulfilment of the Dr. Scient. Degree //Bergen: University of Bergen. 2003. 44 p.
  25. Kosswig K. Age and growth of redfish (type giants) off SW-Iceland// ICES C.M. F:9. 1974. 3 p.
  26. Kotthaus A. Contribution to the race problem in redfish// ICNAF, Spec. Publ. 1961. V. 3. P. 42–44.
  27. Pampoulie C., Daníelsdóttir A. K. Resolving species identification problems in the genus Sebastes using nuclear genetic markers // Fish. Research. 2008. V. 93. № 1–2 P. 54–63. https://doi.org/10.1016/j.fishres.2008.02.007
  28. Rehbein H. Differentiation of fish species by PCR-based DNA analysis of nuclear genes // European Food Res. and Technology. 2013. V. 236. № 6. P. 979–990. https://doi.org/10.1007/s00217-013-1961-6
  29. Saborido-Rey F. The Genus Sebastes Cuvier, 1829 (Pisces, Scorpaenidae) in the North Atlantic: Species and population identification using morphometric techniques; Growth and reproduction of the Flemish Cap populations. Ph. D. Thesis. // Univ. Autonoma. 1994. 276 p.
  30. Saha A., Hauser L., Hedeholm R., Planque B., Fevolden S.-E., Boje J., Johansen T. Cryptic Sebastes norvegicus species in Greenland waters revealed by microsatellites // ICES Journal of Marine Science. 2017. V. 74. P. 2148–2158. https://doi.org/10.1093/icesjms/fsx039
  31. Schmidt C. Molecular genetic studies on species and population structure of North Atlantic redfish (genus Sebastes; Cuvier 1829) // Thesis for the partial fulfilment of the Dr. Scient. Degree, University of Hamburg. 2005. 303 p.
  32. Shum P., Moore L., Pampoulie C., Di Muri C., Vandamme S., Mariani S. Harnessing mtDNA variation to resolve ambiguity in `Redfish’ sold in Europe // Peer J. 2017. 5:e3746. https://doi.org/10.7717/peerj.3746
  33. Shum P., Pampoulie C. Molecular identification of redfish (genus Sebastes) in the White Sea indicates patterns of introgressive hybridization // Polar Biol. 2020. V. 43. P. 1663–1665. https://doi.org/10.1007/s00300-020-02718-y

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Fishing area for giant North Atlantic grouper in 2011–2021.

Download (222KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. a) – North Atlantic giant grouper (TL = 695 mm, male) at the bottom, compared to normal individuals of the redfish (top) (according to: Species identification of sea…, 2024), b) – obesity of the internal organs of the male giant grouper (3 points).

Download (496KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. External appearance (a) and histological section (b) of the gonad of a non-reproductive female giant perch (TL = 563 mm). 1 – gonads; 2 – resorbing oocytes. Scale: 100 µm (based on: Methodical Guide to…, 2015).

Download (479KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. External appearance (a) and histological section (b) of the gonad of a male giant perch. 1 – gonads in the body cavity; 2 – spermatocytes; 3 – spermatids; 4 – spermatozoa (TL = 480 mm). Scale: 50 µm.

Download (625KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Electrophoretic phenotypes of the hybrid giant perch in comparison with the electrophoretic phenotypes obtained for individuals of pure species. PCR products of the RP2 S7 locus were treated with Rsa I or Acu I restriction enzymes in all cases. M1, M2 – length markers (bp); SN – golden perch; SM – common perch. The hybrid individual is designated as SM × SN.

Download (141KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Chromatograms of the RP2 S7 locus fragment for individual #9, which turned out to be a reversion hybrid of S. norvegicus × ​​S. viviparus and S. norvegicus. 1 – original chromatogram; 2 – S. norvegicus allele, 3 – recombinant (S. norvegicus × ​​S. viviparus) allele. In the sequence (3), nucleotides inherited by the reversion hybrid from S. norvegicus are highlighted in yellow, and those from S. viviparus are highlighted in light blue. Red squares are nucleotide inserts that distinguish the RP2 S7 sequences of S. norvegicus and S. viviparus.

Download (387KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».