POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA...

24
ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA Z O O L O G I C A CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność kumaka nizinnego (Bombina bombina Linnaeus, 1761) na Pojezierzu Suwalskim [Str. 349—368, tabl. XXIII i 4 ryc.] Variability in Fire Beillied Toad Bombina bombina (Linnaeus, 1761) of Suwałki Lakeland Изменчивость краснобрюхой жерлянки Bombina bombina (LlNNAEUS, 1761) в Сувальском Приозёрьи Treść. Przy pomocy metod statystyczny ch dokonano analizy odcliyleń od klasycznych cech diagnostycznych kumaka nizinnego (Bombina bombina [L innaeus ]). Dokonano analizy zmienności ubarwienia jąder u samców oraz obliczono wskaźnik biometryczny T : L, porównując te dane z danymi okazów pochodzących ze strefy nakrywania się zasięgów kumaka nizinnego i kumaka górskiego (Bombina variegata [L innaeus ]) w Polsce południowej. WSTĘP Kumaki europejskie (Bombina Oken, 1816) mają charakterystyczne strefowe rozmieszczenie. Wyróżnia się trzy strefy: górską, zamieszkałą przez kumaka górskiego (Bombina variegata [Linnaeus)], nizinną, zamieszkałą przez kumaka nizinnego (Bombina bombina [Linnaeus)], oraz strefę przejściową, w której nakrywają się zasięgi obydwu gatunków. W strefie przejściowej, o nakrywających się zasięgach obydwu gatunków, zwraca na siebie uwagę szczególnie duża zmienność kumaków. Osobliwość tej zmienności polega na tym, że część osobników każdego gatunku odznacza się większą lub mniejszą domieszką cech drugiego gatunku. Sporadycznie zaś spotyka się osobniki o równorzędnych cechach obu gatunków. Zmienność ta trafnie została nazwana przez S tugrena i P opowicza (1961) zmiennością interklinalną, co oznacza, że nietypowi przedstawiciele jednego i drugiego ga- Acta Zoologica Cracoviensia t. XII z. 12 1

Transcript of POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA...

Page 1: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność

Z A K Ł A D Z O O L O G I I S Y S T E M A T Y C Z N E JP O L S K I E J A K A D E M I I N A U K

A C T A Z O O L O G I C A C R A C O V I E N S I A

Tom X II Kraków, 30. X I. 1967 Nr 12

Zdzisław Ma d e j

Zmienność kumaka nizinnego (B o m b in a b o m b in a L in n a e u s , 1761) na Pojezierzu Suwalskim

[Str. 349—368, tabl. X X III i 4 ryc.]

Variability in Fire Beillied Toad Bom bina bombina ( L i n n a e u s , 1761) of Suwałki Lakeland

Изменчивость краснобрюхой жерлянки Bombina bombina (L lN N A E U S , 1761) в СувальскомПриозёрьи

T reść . Przy pomocy metod statystyczny ch dokonano analizy odcliyleń od klasycznych cech diagnostycznych kumaka nizinnego (Bombina bombina [ L i n n a e u s ]) . Dokonano analizy zmienności ubarwienia jąder u samców oraz obliczono wskaźnik biometryczny T : L , porównując te dane z danymi okazów pochodzących ze strefy nakrywania się zasięgów kumaka nizinnego i kumaka górskiego (Bombina variegata [L i n n a e u s ]) w Polsce południowej.

WSTĘP

K u m ak i europejsk ie (Bombina O k en , 1816) m a ją ch a rak te ry sty czn e strefow e rozm ieszczenie. W yróżnia się trz y strefy : górską, zam ieszkałą przez k u m ak a górskiego (Bombina variegata [L in n a e u s )] , n izinną, zam ieszkałą przez k u m ak a nizinnego (Bombina bombina [L in n a e u s )] , oraz strefę przejściow ą, w k tó re j n ak ry w a ją się zasięgi obydw u gatunków .

W strefie przejściow ej, o n ak ry w ający ch się zasięgach obydw u gatunków , zw raca n a siebie uw agę szczególnie duża zm ienność kum aków . Osobliwość tej zm ienności polega n a ty m , że część osobników każdego g a tu n k u odznacza się w iększą lub m niejszą dom ieszką cech drugiego g a tu n k u . Sporadycznie zaś sp o ty k a się osobniki o rów norzędnych cechach obu gatunków . Zm ienność ta tra fn ie zo sta ła nazw ana przez Stugr ena i P opowicza (1961) zm iennością in te rk lin a ln ą , co oznacza, że n ietypow i przedstaw iciele jednego i drugiego ga-A cta Zoologica Cracoviensia t . X I I z. 12 1

Page 2: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 3: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 4: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 5: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 6: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 7: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 8: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 9: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 10: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 11: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 12: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 13: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 14: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 15: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność

363

M a d e j Z. 1964 a. Studies on the Fire Bellied Toad (Bombina bombina ( L i n n a e u s , 1761)) and Yellow Bellied Toad (Bombina variegata ( L i n n a e u s , 1758)) of upper Silesia and Moravian Gate. Acta zool, cracov., Kraków, 9 : 291—336.

M a d e j Z. 1964 b. K um aki (Bombina O k e n , 1816) Beskidu Sądeckiego. A cta zool, cracov., Kraków, 9 : 761— 774.

M a d e j Z. 1966. K um aki (Bombina O k e n , 1816) Beskidu Niskiego i terenów przyległych.Acta zool, cracov., Kraków, 11: 335—356.

M i c h a ł o w s k i J . 1958. Rozmieszczenie geograficzne kumaków (Bombina O k e n ) między Wisłą, Skawą i R abą (województwo krakowskie). Acta zool, cracov., Kraków, 3: 247 - 284.

M e r t e n s R. 1928. Zur Naturgeschichte der europäischen Unken (Bombina). Z . Morphol.ökol. Tiere, Berlin, 1 1 : 613— 623.

S t u g r e n B. 1959. Eidonomische Untersuchungen an Bombina (Am ph. Discoglossidae) aus dem Gurghiu-Tal. (Siebenbürger). Zool. Jah rb ., Jena, 86: 383—394.

S t u g r e n B. i P o p o w i c z N. 1961. Analiz izmiencziwosti wniesnich priznakow jerlianok Rumunii.Zool. Żurnal, Moskwa: 40 : 568—5 76.

T e r e n t i e w P. W. i C z e r n o w S. A. 1949. Opredelitel peresmykajuszczichsja i ziemnowodnych. Moskwa: 340.

SUMMARY

The populations of European Bombina, Bombina bombina ( L i n n a e u s ) and Bombina variegata ( L i n n a e u s ) , which occur in the zone where the ranges of these two species overlap are characterized by great and peculiar variation. This variation has been an object of many studies and in consequence different hypotheses concerning its causes have been put forward. According to one of these hypotheses, accepted by most authors, this variation is due to inter­specific crosses. This hypothesis is based on three very suggestive facts, namely, tha t the variation under discussion consists in an admixture of characters of the other species, th a t it appears in the region where the ranges of both species overlap and tha t both these species interbreed under laboratory con­ditions.

Another hypothesis, posed by S t u g r e n and P o p o w ic z (1961), is th a t this variation is caused by microevolutionary processes induced by the fact th a t at present these species live under the same environmental conditions. These authors believe tha t as, according to M e r t e n s (1928), one species split into two derivative species owing to different environmental conditions in the Pleistocene, so now, living under the same conditions, they undergo assimilation.

In connection with the foregoing situation the question arises what this variation of Bombina looks like under physiographic conditions similar to those in the zone of overlapping of the ranges of both species, bu t completely isolated from the range of the other species, and so excluding any possibilities of hybridi­zation. The answer to this question was the purpose of this paper. The Suwałki Lake District was chosen for study area on account of its physiographic and climatic conditions, which were considered to be well suitable for studying this problem.

Page 16: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność

364

In order to make an analysis of variation and to demonstrate its connection, if any, with the nature of environment, threefold material of B. bombina was collected: from an environment typical of the firebellied toad (Gulbiniszki — 103 specimens), from an environment which suited the requirements of the yellow-bellied toad (Suwałki — 154 specimens) and from 10 different localities representing Bombina of the Suwałki Lake District as a whole (146 specimens).

All essential deviations from the classical pattern of diagnostic characters of the fire-bellied toad were subjected to examination by statistical methods, material derived from different environments being treated separately. A com­parison of the results obtained in this way made it possible to find the de­pendence of particular deviations on the nature of environment or its lack. To compare the variation of Bombina from the study area with tha t of specimens from the zone of overlapping of the ranges of both species, the whole material was also classified according to the method used for such a zone in southern Poland ( M a d e j , 1964a). In addition, an analysis of variation in the coloration of testes in males was carried out and the biometric index T : L calculated and compared with the corresponding data from the zone of overlapping of the ranges of both species.

As will be seen from these analyses, variation known from the zone of overlapping of the ranges of both species of Bombina occurs also within the native range of the fire-bellied toad. Particular characters are subject to variation to a various degree. The range of the degree of variation is wide; there are characters which show no variation a t all, e.g., two isolated coloured patches on the breast between arms, but there are others, in which differences are present in more than 50% of the specimens, e.g., dark arcuate patches between the scapulae on the dorsum. Other characters have intermediate positions and their values of deviations increase gradually, without great leaps.

That is not the case with the dependence of particular deviations upon environment. The characters, except for those which show no variation or undergo it to a slight degree, were divided into three groups according to the degree of dependence of their variation on the nature of environment. The greatest dependence was found in the variation of isolated transverse coloured parches on the border of the belly and the thighs. The opposite character, whose variation is independent of environment, are the dark arcuate patches between the scapulae on the dorsum. The remaining characters such as the colour of patches on the ventral side of body, the ratio of their area to the surface area of the belly, the arrangement of the coloured patches on the ventral side of the thigh, and the small white spots on the ventral side and flanks of body show a small dependence on the nature of environment.

There is striking resemblance, both qualitative and quantitative, between the variation of the fire-bellied toad from the Lake District and the variation of this species in the zone of overlapping of the ranges of both species. I t should be emphasized th a t the character which shows no variation in the Lake District (coloured patches on the breast between arms) does not show it in the zone of

Page 17: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność

365

overlapping ranges, either. There are significant differences in the coloration of testes of males between Bombina from the Lake District and the specimens from the zone of overlapping ranges in southern Poland. Typical testes coloured black occur in 81 % of the males from the north against only 57 % in southern Poland. A clear-cut difference was found in the values of the index T : L ; the shin is shorter in the specimens from the Lake District than in those in the south of Poland. As the climate on the north is much colder than in the southern regions of Poland, this difference is supposed to represent the Allen rule.

In the author’s opinion, the results obtained allow the decisive statement tha t the characteristic variation known from the zone of overlapping of the ranges of Bombina species can arise independently of interspecific crosses, provided there are suitable environmental conditions. This fact corroborates the view of S t u g r e n and P o p o w ic z on microevolutionary processes, bu t it does not deny the hypothesis tha t in other conditions analogical variation results from interspecific crosses.

Fig. ( = ryc. 1). Localities of Bombina and relief of the region. 1 — Locality of Bombina bombina (L.), 2 — town or village, 3 — lake, 4 -— river, 5 — altitude: 200—240 m a . s. 1., 6 — altitude: 240—280 m a. s. 1., 7 — altitude: 280—320 m a . s. 1.

Fig. 2. Dependence of variation of particular characters on environm ent a — Gulbiniszki, b — Suwałki, с — all the other localities.

Fig. 3. The distribution of the values of deviations in specimens from different environ­ments. A — Gulbiniszki, B — Suwałki, С — all the other localities, xi — value of deviation in points, N — num ber of specimens, M — arithm etic mean from the values of deviat ions.

T X 100Fig. 4 . D istribution curve of the index T: L calculated by the fo rm u la---- ----- - ; a — Bom-

bina bombina from southern Poland, b — Bombina bombina from north-eastern Poland (Su­wałki Lake District), N — number, M —- arithm etic mean from the values of the index, 0 — standard deviation from the mean.

Table X X III . Skins of Bombina bombina (L.)1 -— Typical form w ithout any essential deviations.2 — Atypical form: coloured patches occupy more than 50% of the surface area of the belly;

fusion of patches on the border of the belly and thighs w ith those on the belly; lack of one dark arcuate patch between the scapulae on the dorsum.

3 — Atypical form: fusion of coloured patches on the border of the belly and thighs w ith those on the belly and on the thighs; white spots not numerous and only on the flanks.

4 —- Unilateral fusion of patches on the border of the belly and thighs w ith those on the thigh; no white spots on the flanks and on the ventral side of body; coloured patches on the ventral side of the thighs join into larger areas.

РЕЗЮМЕ

Популяции европейских жерлянок Bombina bombina (L in n a e u s ) и Bombina variegata (LINNAEUS), которые выступают в зоне накрывающихся пределов распро­странения обеих видов, характеризуются большой и особенной изменчивостью. ЭтаA cta Zoologica Cracoviensia t. XII ■/.. 13

2

Page 18: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 19: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 20: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 21: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 22: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 23: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność
Page 24: POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA ...ZAKŁAD ZOOLOGII SYSTEMATYCZNEJ POLSKIEJ AKADEMII NAUK ACTA ZOOLOGICA CRACOVIENSIA Tom XII Kraków, 30. XI. 1967 Nr 12 Zdzisław Madej Zmienność