При описании результатов пользовались общепринятой таксономической классификацией группы virilis, подразделяющей ее на две основные филады - virilis и montana.

Все культуры дрозофил велись при температуре 25-0,5°С, на стандартной манно-дрожевой кормовой среде, в пробирках диаметром 23 мм с объемом корма 5-7 мл. Для анализа использовали мух из культур с численностью 50-80 особей на пробирку.

Таблица 1

Список линий, используемых в эксперименте.

1* - коллекция лаб. генетики ИБР РАН;

2* - коллекция National Drosophila Species Resource Center, Bowling Green USA.

Анализ морфологических структур: Орган препарировали тонкими стальными иглами в капле воды под бинокулярной лупой, при увеличении 12х8. От жировых структур препараты освобождали кипячением в 10% -ном растворе NaOH.

Морфометрический анализ проводили по фотографиям препаратов, сделанным в режиме сканирования на электронном микроскопе Jen-100C при ускоряющем напряжении 40 кV и аппаратном увеличении от 300 до 500. При этом на изображение сагиттальной проекции органа наносилась коордиатная сетка, позволяющая достаточно полно описать форму препарата. За единицу длины мы приняли расстояние от точки соединения фаллической части, гонитов и аподемы (в дальнейшем - центральная точка) до точки основания шипа на вершине фаллической части. Расстояния между точками пересечения линий координатной сетки друг с другом и с контуром изображения определяли величину анализируемых промеров (в дальнейшем МП - морфометрический параметр). Схема полученных измерений представлена на рис.1. МП 1 связывает центральную точку и точку основания шипа на вершине фаллической части. МП 3 определяет длину шипа. МП 4, 6, 8, 10 и 12 перпендикулярны МП 1, удалены от центральной точки на расстояние 93.75%, 75.0 %, 50.0%, 25.0% и 0.0% от длины МП 1 соответственно и определяют расстояние от оси МП1 до верхнего контура органа. МП 5, 7, 9, 11 совпадают с осями МП 4, 6, 8, 10 соответственно и определяют расстояние между верхним и нижним контурами фаллоса.

рис.1

Схема оценки показателей длины и ширины различных зон саггитальной проекции фаллоса дрозофилы

Ось МП 2 расположена параллельно оси МП 1 на расстоянии полудлины МП4; этот МП определяет расстояние от фронтальной части контура фаллоса до оси МП 12. МП 13, 15 и 18 расположены перпендикулярно оси МП 1 и определяют расстояние от этой оси до: самой высокой точки дорсальной части проекции собственно фаллической части, самой низкой точки S-образного изгиба вентральной части этой проекции, самой высокой точки S-образного изгиба вентральной части этой проекции соответственно. МП 33 проведен перпендикулярно оси МП 1 к точке “перелома" линии контура, связанного с началом резкого снижения от относително ровного и наиболее высокого участка дорсальной части проекции фаллоса к его основанию. МП 14, 16, 17 и 34 не отмечены на рисунке и определяют расстояние от проекций МП 13, 15, 18 и 33 на оси МП 1 до центральной точки. МП 19 определяет ширину гонитов у их основания. МП 21 опускается из фронтальной точки прикрепления гонита к фаллической части, перпендикулярно оси МП 1, до пересечения с контуром гонита. Из этой точки проводится МП 22, параллельный оси МП 1 и характеризующий длину вентральной части лепестка гонита. МП 20 опускается из середины МП 22 до пересечения с контуром гонита и определяет кривизну проекции нижней части лепестка гонита. МП 23 расположен параллельно оси МП 22, выше него на половину длины МП 21, и характеризует длину гонита от его фронтальной части до оси МПа 21. Ось МП 24 совпадает с осью МП 23, сам МП 24 проведен от переднего до заднего края контура гонита и характеризует его наибольшую длину. Сходным образом МП 25 характеризует наибольшую ширину гонита. МП 26 определяет длину аподемы, а МП 27-32 проведены сходным образом с МП 6-11 для фаллической части и определяют ширину и положение аподемы. Признаки, характеризующие отклонение шипа и аподемы (оси МП 2 и 26) от оси МП 1, выражены в радианах и включены в анализ под №№ 35 и 36.

Поскольку фактор размерности (табл.2) вности вносит существенный вклад в оценку внутривидовой и межвидовой изменчивости формы органа, мы воспользовались индексами МП (в лальнейшем ИМП, или индексы). Индексы характеризуют пропорции сравниваемых объектов, они часто используются в систематике, что является самым простым способом исключения влияния фактора размерности (Sneath, Socal, 1973). Мы определяли индексы полученных МП во всех случаях как отношение их к МП 1. Признаки, выраженные в радианах, включены в анализ без изменений.

Статистический анализ. При анализе данных мы воспользовались многомерными методами: дисперсионным MANOVA и ANOVA/ANCOVA, факторным и дискриминантным анализами. Использовали: факторный анализ для выделения плеяд признаков, сопряжённо меняющихся в группе всех изученных видов или в каждом из её отдельных филумов; дискриминантный анализ для доказательства устойчивого различия по диагностическим признакам между исследованными видами; дисперсионный анализ MANOVA и ANOVA/ANCOVA, для проверки гипотезы о ведущей роли видовой принадлежности особей в формировании различий по признакам формы фаллоса и разложения общей дисперсии признаков на межвидовую ивнутривидовую компоненты. Выделение компонент дисперсии осуществлялось методом Ожидаемых Средних Квадратов в модели дисперсионного анализа SS Type I с иерархически размещенными независимыми факторами. Для тестирования оценок компонент дисперсии применяли метод Satterthwaite. При выделении главных факторов мы использовали несколько методов - Principal axis method, Communalities, Iterated communalities, Max. Likelihood factors. Нагрузки факторов выявляли с помощью ортогональных методов вращения осей главных факторов.

Выводы теста MANOVA о достоверном влиянии факторов "принадлежность к виду" и "принадлежность к линии" на исследованные признаки формы фаллоса дополнительно проверяли непараметрическим дисперсионным анализом Краскелла-Уоллеса (Kruskall-Wallis ANOVA & Median Test). Сравнение распределений признаков, оценку нормальности их распределения в градациях фактора проводили при помощи критерия ? Колмогорова-Смирнова. Для расчётов использовали программу STATISTICA for Windows v.5.0.

Таблица 2

Размер фаллической части полового аппарата самцов дрозофилы у видов группы virilis (мм).

Результаты

Изменчивость размеров структуры. Размер фаллической части структуры колебался в среднем от 0,136 мм (D. novomexicana) до 0, 194 мм (D. kanekoi) (табл.2). По результатам анализа признаков в выборках по 11 видам дрозофил и 2-м подвидам построены схематические изображения проекций органов для каждого вида (рис.2). При этом средние значения по каждому МП располагаются на темной линии контура, серым цветом обозначен 95% -ый доверительный интервал к ним.

Рис.2

Контуры латеральных проекций фаллосов дрозофил группы virilis

Межвидовая изменчивость изучаемых признаков. Оценка зависимости устойчивости различий по диагностическим признакам от факторов “принадлежность виду” и “принадлежность линии" была проведена с помощью дисперсионного анализа (MANOVA) по всей совокупности данных. Исключение составили ИМП 20, 22 и МП 36, имеющие “0” значение у видов D. americana americana, D. novomexicana (ИМП 20 и 22) и D. ezoana (МП 36), т.е. качественно отличающиеся у перечисленных видов от всех остальных. При анализе фактора ”принадлежность виду” фактор “принадлежность линии" использовали с учетом размещения его внутри первого. Значение R_Rao, трансформированного многомерного аналога F - критерия (R_Rao=17.94; df₁=385; df ₂=2294; p=0.00), показывает высокую значимость влияния независимой переменной “принадлежность виду” на устойчивость межвидовых различий. Каждый ИМП, проанализированный отдельно, показал достоверное участие в формировании межвидовых различий на уровне значимости не ниже 0,001 (F_{ИМП2-36 (Df}.1_{2; 25)} >2.85; p<0.001). Следовательно, видовой специфичностью в пределах всей филады virilis обладают все изучаемые ИМП.

Представив уровни независимых переменных как случайные выборки из всех возможных уровней факторов “принадлежность виду” и ”принадлежность линии”, мы определили компоненты дисперсии каждого индекса, зависящие от этих факторов. Компоненты дисперсии наиболее значимых показателей (F_df1,2 >50), определяемые независимой переменной “принадлежность виду”, (табл.3), принимают на себя в среднем 60-80% общей дисперсии. Доля в общей дисперсии у остальных показателей может снижаться до 20%. Оценка их значимости подтвердила достоверное участие 32 показателей из 35 в формировании видоспецифического паттерна. Не обладают влиянием на видовую специфику формы фаллоса показатели 28, 30 и 32 - характеристики аподемы.

морфологическая структура дрозофила фаллос

Табл.3

Компоненты дисперсии морфологических параметров со значениями F-критерия более 50,00

(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.005,****p<0.001)

Внутривидовая изменчивость показателей. Анализ компоненты дисперсии, определяемой принадлежностью к линии, с учетом размещения линий внутри видов, показал участие большинства параметров в определении внутривидовой межлинейной специфики объектов. В их состав не вошли ИМП 14 и 17, и для ИМП 26 значимость соответствующей компоненты дисперсии составляет 0,05. Значения этих компонент сущесвенно ниже, примерно в 4-10 раз для большинства показателей.

Важно отметить, что доля дисперсии, приходящаяся на неучтенные случайные эффекты, или ошибку, достаточно велика для всех признаков. Она незначительно превышает компоненту, связанную с принадлежностьюк виду, для ИМП 8, 9, 12, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 25, 26, 27, 33 и во всех случаях больше компоненты дисперсии, определяемой принадлежностью к линии,

Для оценки видовой специфичности признаков, формирующих межлинейную изменчивость признаков, был проведен анализ влияния фактора “принадлежность линии" на внутривидовую изменчивость признака отдельно для каждого из видов: D. virilis, D. americana, D. lummei, D. borealis, D. montana и D. littoralis. Установлено, что форма фаллоса имеет хорошо выраженную внутрилинейную специфику для каждого из исследованных видов. При этом количество ИМП, маркирующих межлинейную изменчивость, менялось у разных видов от 11 до 21 и сходного для изученных видов набора маркеров междинейной изменчивости среди характеристик гонитов и фаллической части обнаружить не удалось. Так, у D. virilis основные межлинейные различия сосредоточены в области характеристик аподемы, у D. littoralis - собственно фаллической части, у остальных исследованных видов они распределены по всем частям органа. Значимость показателя межлинейной изменчивости л_Wilks определяли по наборам ИМП, включающим только достоверно различающиеся признаки. Интересно отметить, что у видов D. littoralis (R_{Rao, Form 2} =26,25; df₁=13; df ₂=5; p=0.001) и D. americana (R_{Rao, Form 2} =38.96; df₁=12; df ₂=5; p<0.001) значения л_Wilks, трансформированные в показатель R_Rao, оказываются очень высокими, значительно превышая общие характеристики межвидовых различий.

Оценка надежности результатов дисперсионного анализа. С этой целью был проведен ряд тестов: на нормальность распределений исследованных показателей в выборках, на отсутствие значимых различий дисперсии в выборках в ряду градации фактора, на значение эксцесса кривой распределения и на отсутствиие корреляции между показателями среднего значения и стандартного отклонения в выборках. Распределения значений в выборках анализируемых ИМП по каждому виду хорошо соответствуют нормальному (тест Колмогорова-Смирнова). Предположение об отсутствии значимых различий по дисперсии в разных выборках по одному ИМП нарушается уже для 24 признаков. Тем не менее, эти нарушения при незначительной величине эксцесса (kurtosis) и нескоррелированности дисперсии и средних значений, существенно не влияют на точность дисперсионного анализа, согласно исследованиям Линдман (1974).

Во всех выявленных случаях значимых различий по дисперсии мы провели анализ показателя эксцесса. Только в одном случае он принимает отрицательное значение и при этом невысок: - 0,35 для ИМП 2. Во всех остальных случаях (признаки 6, 7, 17, 23, 24, 34) он положителен и имеет величину от 1,15 до 1,81. Это говорит о возможном снижении мощности F-критерия для данных переменных, в связи с принятием ошибочных “0”-гипотез.

Оценка коэффициента корреляции среднего и стандартного отклонения в выборках показывает их связь, положительную во всех случаях, на уровне не выше 0,4 для двадцати шести ИМП. Для девяти характеристик коэффициент корреляции выше и составляет для ИМП 11 - 0,44, для ИМП 15,17, 18, 19, 31, 34 - от 0,50 до 0,60 и для ИМП 6 и 7 - от 0,60 до 0,70. Таким образом, каждый из этих показателей имеет положительную корреляцию средней силы между средним значением и стандартным отклонением. Как следствие, мы можем ожидать для этих переменных избыточный консерватизм оценок дисперсионного анализа, то-есть отвержение истинных “0”-гипотез.

Выявленные нами случаи нарушения нормальности распределений, приводящие в ходе дисперсионного анализа к противоположным последствиям - повышению консерватизма оценок или к их излишней либеральности, имеют под собой различную основу. Наличие корреляционной связи показателей среднего и дисперсии могут быть связаны с нарушениями, или “деформациями”, у части анализируемых объектов, а так же с некоторыми отклонениями от строго саггитальной проекции органов при сканировании. Увеличивая дисперсию выборки, эти нарушения тем не менее не искажают средние показатели признаков в отдельных выборках по анализируемым линиям и видам. Наличие эксцесса свидетельствует о действии неучтенного фактора, влияющего на различия по ИМП между видами. Этим фактором может являться ”принадлежность линии”, имеющая самостоятельное действие на изучаемые признаки и создающая асимметрию кривой распределения значений ИМП при неравной численности различающихся по ним выборок.

Непараметрический дисперсионный анализ и медианный тест показали значимость фактора “принадлежность виду” для всех показателей с вероятностью не ниже 0.001 (Median Test: ч²_ИПМ2-36>50, d_f =9, p<0.001; Kruskal-Wallis ANOVA by ranks: H _{ИПМ2-36 (9; N>250)} >80, p<0.001), что полностью соответствует результатам параметрического ANOVA.

Post - hoc сравнения в парах видов. Подтвердив, что в группе видов virilis различия по признаку формы фаллоса определены видовой принадлежностью, мы с помощью теста Дункана и Шеффе оценили значимость различий по ним в парах конкретных видов (табл.4). В результате анализа были выделены группы видов со сходными групповыми средними. Подобие картин ассоциаций видов по всем признакам должно свидетельствовать о равном участии признаков в формировании межвидовых различий, а наличие вложенных кластеров ассоциаций видов по одним признакам относительно более широких объединений видов по другим - об иерархической зависимости этих признаков. Последнее означает последовательное вовлечение групп признаков в процесс дивергенции видов и стабильность признаков, дивергировавших на предыдущих этапах филогенеза. В нашем случае, строго

Таблица 4

Число уникальных (P?0,05) и сходных показателей (P>0,05), и включающих их с свой состав корреляционных плеяд (по данным факторного анализа, см. ниже) для парных сравнений видов

Над диагональю в таблице показано число сходных признаков, найденных для парных сравнений видов, под диагональю - число включающих их с свой состав корреляционных плеяд.

В заштрихованных ячейках указано число признаков данного вида, не совпадающих ни с одним видом, и число корреляционных плеяд, включающих их в свой состав.

При отсутствии в составе выделенных корреляционных плеяд составляющей фактор 1 их общее число помечалось " ^*", при отсутствии плеяды, составляющей фактор 3 - "^**", при их совместном отсутствии - "^***".

говоря, для различных признаков ассоциации видов не совпадают и не являются "вложенными" по отношению друг к другу. Тем не менее, картина объединения видов по разным признакам не случайна и обладает некоторыми характерными чертами.

По 11-ти ИМП вид D. virilis отличается от всех остальных. При этом характеристики длины гонитов (23, 24), положения наиболее высокой точки проекции фаллоса (14, 34) и связанных с этим показателей ширины различных участков фаллоса (6, 7, 10,12), а также выраженности каудальной части S-образного изгиба нижней части проекции фаллоса (17, 18) принимают крайние значения. Еще по 8 ИМП с экстремальными значениями этот вид сходен с другими. Все остальные виды демонстрируют изолированность по групповым средним и их экстремумы значительно реже. Так, D. amerikana texana достоверно отличается от остальных по 5 ИМП, D. littoralis и D. kanekoi - по 4 и все остальные еще реже. Таким образом, при попарном сравнении видов по каждому признаку наиболее часто формируется картина разделения видов на 2 группы, включающие одна D. virilis и другая - все остальные.

Отсутствие различий по значениям ИМП при попарном сравнении видов позволяет выделить наиболее сходные по признаку формы фаллоса пары видов: D. lacicola - D. borealis (24 ИМП), D. lacicola - D. littoralis (20 ИМП), D. americana americana - D. americana texana, D. lacicola - D. montana и D. borealis - D. montana (19 ИМП), D. lummei - D. novomexicana (18 ИМП). Выделенные пары представляют собой сочетание близкородственных видов дрозофил, согласно представлениям о филогенетических отношениях дрозофилид группы virilis. Можно отметить также особое положение вида D. ezoana, расположенного по числу сходных ИМП между представителями филады virilis, за исключением собственно вида D. virilis, и филады montana.

Для более сложных картин объединения видов по сходным значениям групповых средних, наблюдаемых в ходе анализа при слиянии групп с наиболее близкими показателями, можно отметить независимые друг от друга ассоциации видов филады virilis и видов филады montana по ИМП 2, 10, 11, 33. Аналогичные картины объединения видов по ИМП 13, 14 и 22 нарушаются случайными искажениями - сходством ИМП между D. ezoana, D. kanekoi или D. flavomontana и одним или несколькими видами филады virilis. При этом для всех указанных индексов характерно формирование внутри каждой филады 2-х - 3-х ассоциаций видов со сходными показателями, и видовой состав таких ассоциаций для разных ИМП в точности не совпадает.

Оценка скоррелированной межвидовой изменчивости признаков. Та или иная степень сходства картин объединения видов по разным ИМП, полученная в результате post-hoc сравнений, должна быть связана с их скоррелированной изменчивостью. Для оценки латентной факторной структуры, определяющей сопряженную внутри - и межвидовую изменчивость индексов, мы предприняли разведочный факторный анализ данных.

Метод главных компонент позволяет выделить с помощью критерия Кайзера 7 главных компонент, определяющих в сумме до 73,7% общей изменчивости. Критерий Каттела подтверждает, по крайней мере, 4 первых компоненты, хотя 2-й излом кривой значений главных компонент хорошо заметен после 7-й оси главных компонент. Сходным образом выделено 6 осей главных факторов, полученных разными способами факторного анализа.

Состав первых 4-х осей главных компонент и первичных нагрузок главных факторов, независимо от метода их выделения, принципиально не различается. Некоторые различия связаны с изменением порядка значимости факторов со сходными факторными нагрузками, в зависимости от метода их выделения. Такое сходство нагрузок принципиальных компонент и главных факторов говорит об объективности выделенных групп признаков, хорошо скоррелированных друг с другом (главные факторы) и приимающих на себя основную долю изменчивости, независимую для каждой принципиальной компоненты. Оси главных факторов 5 и 6, выделенные методом максимального правдоподобия, значительно отличаются от всех, выделенных другими способами, сохраняя минимальное сходство с ними в один-два наиболее значимых ИМП.7-я ось главных компонент, включающая в себя со значимым весом ИМП 19 - ширину гонитов у основания, отсутствует во всех полученных факторных структурах.

Метод максимального правдоподобия придает больший вес признакам с большей общностью. и иначе оценивает вес каждого из выделенных факторов. Оценка этой факторной модели статистикой ?² показывает значимое отклонение наблюдений даже от 17-факторной модели (?²=351,6; d_f=136; p<0.001), при снижении minimum eigenvalue метода до 0.1. Возможно, это связано с присутствием вторичных влияний в анализируемой факторной структуре.

Для нахождения легко интерпретируемой факторной структуры были применены процедуры ортогонального вращения полученных факторных осей методами varimax normalized и biquartimax normalized. Результаты показывают хорошее сходство полученных в результате вращений вторичных факторных нагрузок, независимо от метода выделения главных факторов (табл.5) и метода вращения факторных осей. Метод максимального правдоподобия дал, как и ожидалось, наиболее консервативные результаты, по сравнению с полученными другими методами, с иной очередностью расположения выделенных факторов по их весу.

Табл.5

Нагрузки факторов, определяющих скоррелированную изменчивость признаков формы фаллоса, выделенные с помощью ортогональных методов вращения.

Principial axis factoring (I), Iterated communalities (MINRES) (II), Communalities=maltiple R-square (III) and Maximum likelihood faktors (IV)

В таблицу внесены нагрузки, превышающие значения |0,5|. Жирным шрифтом выделены значения >|0,7|. Номера признаков, вошедших с отрицательными нагрузками в данный фактор, занесены со знаком “минус”.

Анализ итоговых нагрузок ИМП на факторные оси позволил выделить следующие группы корреляции: 1-й фактор связан с сопряженной изменчвостью показателей высоты проекции различных участков фаллической части, положения “вершины” фаллоса относительно точки 1 и длины гонитов; 2-й - ИМП 2, определяющего кривизну передней части фаллоса над шипом, показателей высоты проекции центральной и задней части фаллоса и ИМП 15, характеризующего кривизну нижней передней части проекции фаллоса; 3-й определяет скоррелированную изменчивость характеристик аподемы; 4-й - независимую изменчивость ИМП, определяющих высоту проекции передней половины фаллической части; 5-й фактор определяет связь показателя кривизны нижней передней части проекции фаллоса (15), ширины гонитов у основания (19) и показателей высоты проекции гонитов (21, 25); наконец, 6-й фактор контролирует изменчивость показателей высоты проекции среднего участка фаллоса (7, 8,9).

В общей сложности 30 показателей проявили высокие значения корреляции с выявленными факторами, войдя со значительным весом в факторные нагрузки. Показатели 3, 16, 19, 20, 26, 27, 36 обладают высокими значениями характерности (их общности для первых 6 факторов составляют от 0,18 до 0,49) и не входят ни в одну из групп корреляции.

Возвращаясь к результатам post-hoc сравнений, следует отметить, что все ИМП, определяющие 1-ую факторную ось, определяют основные отличия D. virilis от остальных видов, а ИМП аподемы, входящие в состав 3-го фактора, определены как сходные в подавляющем большинстве сравниваемых пар (табл.4). Сходство по ИМП, входящим в состав 2-го и 4-го факторов, встречается в среднем в 4-6 раз чаще при сравнении видов внутри филад virilis и montana, чем между этими филадами.

Соотношение скоррелированной межвидовой и внутривидовой изменчивости признаков. Таким образом, факторная структура отражает как скоррелированную межвидовую, так и внутривидовую изменчивость. Для определения, в какой степени и какие факторы отражают внутри - и межвидовые корреляции между признаками, мы провели оценку изменчивости новых признаков, представляющих собой значения полученных факторов, во всей совокупности анализируемых видов. Кроме этого, была изучена факторная структура, характеризующая изменчивость различных комбинаций видов и у нескольких видов индивидуально: D. virilis, D. lummei, D. montana и D. borealis.

Анализ индивидуальной изменчивости показателей 1-го и 2-го главных факторов, выделенных методом Principial axis factoring из всей совокупности данных, (рис.3а) выявил у представителей изучаемых видов хорошую видоспецифичность этих признаков. По значениям фактора 1 в самостоятельную группу выделяется D. virilis, по значениям фактора 2 разделяются большинство представителей филад montana и lummei. Внутри филад облака значений признаков для таких видов, как D. montana, D. littoralis, D. ezoana, D. borealis, D. lacicola имеют значительные области перекрывания, в то время как виды D. kanekoi и D. flavomontana из филады montana, D. americana americana, D. americana texana, D. lummei из филады lummei хорошо изолированы друг от друга. Интересно отметить, что по значениям фактора 2 вид D. virilis занимает промежуточное положение между филадами montana и lummei. Дисперсия показателей факторов 3 и 4 значительно шире (рис.3 б), что приводит к большему сходству видов по данным признакам. Тем не менее и в этом случае ряд видов образует достаточно компактные облака изменчивости по признакам, изолированные друг от друга и перекрывающиеся с несколькими менее специализированными по данным признакам видами - D. virilis, D. lummei, D. montana. Значения факторов 5 и 6 обладают сходными характеристиками, демонстрируя как внутри-, так и межвидовую изменчивость для разных видов.

При изучении факторной структуры индивидуальной внутривидовой изменчивости у видов D. virilis, D. lummei, D. montana и D. borealis были выделены ИМП, входящие с весом не менее 0,5 каждый в ту или иную факторную структуру (табл.6). Для определения числа главных факторов были использованы два метода: итерации по общностям и максимального правдоподобия. Используя критерий отсеивания Каттела, мы определили число латентных факторов равным четырем для D. montana и пяти - шести для остальных видов. Критерий Кайзера показывает число главных факторов для D. montana, равное 7, для D. virilis - 8, и для D. lummei и D. borealis - 9.

Интерпретацию полученных факторных структур осуществляли после ортогональных вращений методами varimax normalized и biquartimax normalized.

Рис.3

Индивидуальная изменчивость значений главных факторов, полученных методом Principial axis factoring

Как и следовало ожидать, в факторные структуры, включающие в себя 8-9 главных факторов, входит большее число ИМП, разделенных на более мелкие группы корреляции. Относительный вес выделяемых факторных структур меняется для каждого вида в зависимости от способа выделения главных факторов. Для факторных структур каждого вида, выделенных разными способами, состав корреляционных плеяд при равном числе главных факторов довольно стабилен. Использование метода Maximum likelihood приводит к обеднению состава групп признаков для всех изученных видов и слиянию двух корреляционных плеяд, характеризующих форму фаллической части, при анализе 5-факторной структуры у D. virilis.

Существуют общие для всех видов характеристики выявленных корреляционных плеяд.1. Индексы аподемы всегда входят в 1-ю или 2-ю оси главных факторов практически в полном составе. У вида D. montana они

Таблица 6

Участие отдельных признаков и их ассоциаций в формировании вторичных факторных нагрузок у некоторых видов дрозофил группы virilis.

* - главные факторы, в которые признак или ассоциация признаков вошли с весом не меньше 0,7 (у половины признаков и более в случае нескольких признаков); 5¹, 8¹, 9^{1 -} число выделенных факторов в анализируемой латентной структуре; R^{2 -} multiple R-square метод выделения главных факторов; ML - Maximum likelihood метод выделения главных факторов.

скоррелированны с показателями кривизны проекции фаллической части на участке от “вершины” до начала аподемы.2. ИМП, определяющие характеристики высоты проекции фаллической части, могут быть организованы в 2-3 группы корреляции и часто объединены с ИМП 2, определяющим кривизну передней части фаллоса над шипом.3. Характеристики гонитов (ИМП 21-24) всегда представлены в факторной структуре в виде одной - двух корреляционных плеяд, не ассоциированных с ИМП фаллической части и аподемы. Исключение составляют фактор 2 в 4-х факторной корреляционной плеяде D. montana, выделенной методом итерации по общностям и фактор 4 в 5-факторной корреляционной плеяде D. virilis, выявленной обоими методами.4. Корреляции ИМП, определяющих кривизну нижней части проекции фаллоса и ширину гонитов у основания (15-19), положение точек максимального подъема и начала снижения контура фаллоса относительно точки 1 (14,34), угловую характеристику шипа на конце фаллоса (36) имеют видовую специфику. В зависимости от видовой принадлежности они ассоциированы в независимые группы или с показателями, определяющими характеристики высоты проекции фаллической части.

Оценивая изменчивость изучаемых признаков методом факторного анализа у комбинаций видов, мы определяем:

1) условия устойчивости выявленной факторной структуры совокупной внутри - и межвидовой изменчивости,

2) последовательность разделения изучаемых видов на группы, наиболее близкие по факторной структуре к видовой. Последнее свидетельствует о сходстве корреляционых связей между индексами у видов в таких группах и об устойчивой дивергенции между ними только по показателям, вошедшим в одну корреляционную плеяду (в противном случае возникает новая корреляционная связь между ранее нескоррелированными признаками).

Условием устойчивости выявленной факторной структуры для всей совокупности данных по 12 видам является обязательное присутствие D. virilis в группе анализируемых видов. Удаление любого из 12 видов, кроме вида D. virilis, или сочетания видов, не включающего D. virilis, не приводит к заметным изменениям факторной структуры. Отсутствие D. virilis в совокупности анализируемых видов вызывает перемещение корреляционной плеяды, объединяющей параметры длины гонитов и расстояние от проекции самой высокой точки фаллоса на ось МП 1 до центральной точки, на четвертое место. При этом первый и третий главные факторы включают в себя признаки вертикальных МП фаллической части и второй - аподемы. Разбиение оставшихся видов на 2 филады (lummei и montana) приводит к дальнейшим изменениям корреляционного комплекса. Для ассоциации 7 видов филады montana корреляция положения самой высокой точки фаллоса и длины гонитов исчезает вообще, и для 5-факторной структуры сохраняется корреляционная зависимость признаков кривизны нижней части проекции фаллоса и высоты гонитов - главный фактор 3. Проявляется новая взаимосвязь: характеристик шипа и аподемы - главный фактор 1. Выделение в филаде montana ассоциации 5-и видов: D. borealis, D. flavomontana, D. lacicola, D. littoralis и D. montana приводит к формированию корреляционных плеяд строго в пределах функционально-морфологической организации фаллоса (независимо по фаллической части, гонитам и аподеме), т.е. близких к видовым. Оставшиеся 2 вида филады montana: D. ezoana и D. kanekoi, при объединении между собой или с другими видами филады montana, так же как и виды филады lummei между собой, проявляют некоторую скоррелированность признаков фаллической части, гонитов и аподемы, что выражается в присутствии смешанных корреляционных плеяд в 5-факторных структурах на 4-й - 5-й позициях и отсутствие таковых - в 8-факторных.

Таким образом, сопоставляя общую и индивидуальные видоспецифические факторные структуры, можно сделать ряд выводов. Изменчивость, определяющая нагрузки факторов 1 и 5 в межвидовой факторной структуре (объединяющих признаки фаллической части и гонитов), связана преимущественно с межвидовыми различиями. Изменчивость, связанная с признаками аподемы (фактор 3 в объединенной факторной структуре), определяется в основном внутривидовым полиморфизмом. Факторы 2, 4 и 6, найденные для той же объединенной по всем 12 видам совокупности признаков, включают в себя как внутривидовую, так и межвидовую дисперсию. Кроме этого, ряд показателей, входящих в состав факторных структур внутривидовой изменчивости (3, 16, 18, 36), являются характерными, не скоррелированными с другими, для межвидовой изменчивости, а признак 35 оказывается характерным как для внутри-, так и для межвидовой изменчивости.

Диагностика видового статуса по предлагаемому набору ИМП. Дискриминантный анализ, проведенный по всему комплексу параметров (за исключением 20, 22, 36), позволил определить вес каждого ИМП в ходе определения видовой специфики. В том числе удалось выделить наиболее значимые из числа скоррелированных между собой индексов и дать количественную оценку близости видов по ним.

В ходе дискриминантного анализа были определены 11 дискриминантных функций, имеющих достоверную значимость согласно критерию ?². Показатель ? Уилкса при этом возрастал от 1-й функции к 7-й от 5,8 х 10^-6 до 0,18, и далее до 0,88 для 11-й функции. Значения коэффициента канонической корреляции r, наоборот, снижались от 0,98 до 0,71 у 7-й функции и далее до 0,34 у 11-й функции, а собственные значения функций - от 23,7 до 1,1 у 7-й функции и 0,13 у 11-й. Очевидно, наилучшей дискриминирующей способностью обладают 7 первых функций. В соответствии со значениями групповых средних (табл.7), они последовательно выделяют: 1-я функция - вид D. vi...