Phenotype Diversity of Iranian Cichlids Iranocichla spp. in Hormuzgan Basin using the Geometric Morphometrics Technique

Document Type : Original Article

Authors

1 Assistant Professor, Department of Environmental and Fisheries Sciences and Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Lorestan University, Khorramabad, Iran

2 Associate Professor, Department of Fisheries, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

3 M.Sc. Graduated, Department of Fisheries, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

Abstract

In the present study, interspecific morphological diversity and sexual dimorphism of Iranocichla spp. were investigated using the geometric morphometrics method in the water bodies of Hormozgan Province, Iran. In this context, 286 specimens of Iranian cichlids were collected from the Mehran, Rasoul, Shoor, and Khoor-e-Goor hot streams and transported to the laboratory. The geometric shapes of the fish were digitized using 17 landmark points, and the data were analyzed after removing non-shape data. According to the results, the fishes of the Mehran River exhibited a deeper caudal peduncle, a higher caudal-fin base, and a longer body, reflecting their adaptation to lentic conditions. Fishes living in pool environments in Khoor-e-Goor had shorter snouts and deeper bodies, indicating adaptive phenotypic plasticity to lotic conditions. Conversely, the fishes of the Rasoul and Shoor rivers displayed traits common to other groups, showing morphological adaptations to lotic conditions during rainfall seasons and to lentic conditions in dry seasons with strong selective pressures. Sexual dimorphism in head traits observed in the Khoor-e-Goor and Rasoul taxa may be related to the mouth-breeding function in females, which requires a larger buccal cavity. Finally, the observed differences between the studied groups can be attributed to ongoing adaptive phenotypic plasticity in response to selective environmental pressures.
Introduction
Iran, with its 19 basins, boasts a diverse range of biological components from the Palearctic, Ethiopian, and Oriental biogeographical realms. The composition of Iranian inland water fishes is the result of a combination of natural geographical events and human-induced habitat segregation. To date, two species of Cichlids have been reported in Iran, namely Iranocichla hormuzensis and Iranocichla persa. Most populations of Iranian cichlids are distributed in hot springs in Hormuzgan and southern Fars provinces. The varied geographical and climatological conditions in Iran highlight the need for more extensive taxonomical studies on the country's inland water fishes. The Iranian native cichlids, Iranocichla spp., belonging to the Cichlidae family, are taxa of African origin that have become isolated in the region. They possess significant ecological, biodiversity, and aquaculture values.
 
Materials and Methods
In this study, intra-population morphological diversity and sexual dimorphism of Iranocichla spp. and their distinctiveness were investigated using landmark-based geometric morphometrics methods in the water bodies of Hormozgan Province, Iran. For this purpose, 286 specimens of Iranian cichlids were collected from the Mehran, Rasoul, Shoor, and Khoor-e-Goor hot streams using electrofishing. All specimens were anesthetized with 1% clove oil extract, fixed in 4% formaldehyde, and then transported to the laboratory for further analysis. The geometric shapes of the fish were digitized using 17 morphological landmark points with the aid of TPSDig2 software. All non-shape data, including size, scale, and direction, were removed using Generalized Procrustes Analysis (GPA). The data were then analyzed using statistical programs PAST and MorphoJ, employing multivariate methods such as MANOVA/CVA, DFA, and Cluster Analysis.
Findings
The obtained results between the coordinates of morphological landmarks and Procrustes distances (r=1) confirmed the validity of Procrustes distances for statistical analyses. The results of the MANOVA/CVA indicated significant statistical differences between all taxa (Wilk's Lambda = 0.033, F = 18.5, P < 0.001). The greatest morphological differences were observed between the Mehran and Khoor-e-Goor populations, while the least differences were noted between the Rasoul and Shoor populations. Cluster analysis with 1,000 permutations corroborated the MANOVA/CVA results. Accordingly, the Rasoul-Shoor specimens were grouped together with 53% support, but the Mehran specimens were distinctly separated from the others with 100% support. The only observed sexual morphological dimorphism was found in the Rasoul specimens.
Conclusions and Results
Habitat-related morphological differentiation has been confirmed in many studies. In the present research, the distinct ecological differences between habitats were apparent. Khoor-e-Goor, a hot sulfur spring, exhibits lentic conditions, while Mehran represents a lotic ecosystem. Rasoul and Shoor, being permanent rivers, demonstrate some lentic conditions, especially in dry seasons. The bottleneck effect is one of the outcomes of ecological selective pressures. The Cichlidae family is renowned for its considerable morphological plasticity, particularly in the buccal region, which is linked to feeding and breeding functions. This group of fish is well-known for their rapid and diverse morphological adaptations in response to ecological segregation pressures. Our findings confirmed the adaptability and morphological plasticity of these species in response to ecological conditions. Ultimately, the observed differences between the studied groups can be attributed to ongoing adaptive phenotypic plasticity, influenced by selective environmental pressures.

Keywords

Main Subjects


مقدمه

کشور ایران با داشتن 19 حوضۀ آبریز، دارای عناصر زیستی متنوعی از مناطق پالئارکتیک، اتیوپیان و اورینتال است. وجود اکوسیستم‌های آبی متعدد در کشور، لزوم انجام مطالعات جنبه‌های مختلف سیستماتیک، زیست‌شناسی و اکولوژی ماهیان آن را خاطرنشان می‌کند. ازنظر آرایه‌شناسی، ابهامات زیادی در ارتباط با گونه‌ها و جمعیت‌های ماهیان آب‌های داخلی ایران وجود دارد. ماهیان آب‌های شیرین ایران به‌واسطۀ تنوع اقلیمی زیاد کشور، بسیار متنوع هستند (Keivany et al., 2016; Eagderi et al., 2017; Esmaeili et al., 2018; Nasri et al., 2019). بسیاری از گونه‌های ماهیان آب شیرین ایران از فعالیت‌های انسانی مانند تخریب و تکه‌تکه‌‌شدن زیستگاه تأثیر گرفته‌‌اند و آثار برخی از این وقایع در ریخت‌ ماهیان مشاهده می‌شود (Esmaeilzadegan et al., 2013). علاوه‌بر عوامل انسانی، جدایی جغرافیایی نیز ممکن است بر شارش ژنی اثر بگذارد و تنوع ژنتیکی درون و میان‌جمعیتی را رقم بزند. این امر در برخی مواقع باعث تمایز ذخایر ژنتیکی شده و واحدهای تکاملی جداگانه‌ای را تشکیل داده است (Nasri et al., 2018, 2019).

سیچلایدماهیان ایرانی Iranocichla spp. از خانوادۀ دهان‌تفریخ‌ماهیان، بومی ایران هستند (Coad, 2019) و علاوه‌بر ارزش اکولوژیکی (Esmaeili et al., 2013) و تنوع زیستی، ارزش زینتی (Marjani et al., 2013) و حتی ارزش پرورشی نیز دارند (Dadgar et al., 2014). سیچلایدماهیان ایرانی در جایگاه عنصری آفریقایی که در جنوب ایران ایزوله شده است، ازنظر جغرافیای زیستی بسیار اهمیت دارند (Coad, 1996). پراکنش این ماهی بیشتر در آب‌های گرم و با هدایت الکتریکی زیاد در استان هرمزگان و جنوب استان فارس است (Abdoli, 2016; Keivany et al., 2016) و با اسامی محلی کارو، شنگک، کری و چاوز نیز شناخته می‌شود (Esmaeili et al., 2013). پژوهشگران کمتر به این گونه توجه کرده‌‌اند و مطالعات انگشت‌شماری دربارۀ جنبه‌های مختلف زیست‌شناسی آن انجام شده است؛ برای مثال در مطالعۀ ساختار ژنتیک جمعیت سیچلاید ایرانی، تمایز ژنتیکی بین‌جمعیتی کم و تمایز ژنتیکی درون‌جمعیتی زیادی مشاهده شد (Ghasabshiran et al., 2013). نسبت جنسی آنها در رودخانۀ مهران به‌صورت 44/1 ماده: 1 نر گزارش شده است. فصل تولید مثل آن اواخر زمستان و اوایل بهار گزارش شده است (Esmaeili et al., 2009). در مطالعۀ دیگری نسبت جنسی محاسبه‌شده به‌صورت 1 نر به 93/0 ماده بیان شده است (Keivany & Daneshvar, 2015). در مطالعۀ دیگر، مراحل تکامل گنادی هر دو جنس نر و مادۀ ماهی سیچلاید ایرانی به‌صورت شش مرحله‌ای گزارش شده است (Esmaeili et al., 2010). در مطالعه‌ای براساس برخی شاخص‌های خونی ماهی سیچلاید ایرانی، بر سازگاری فیزیولوژیکی این ماهی به‌ویژه ازنظر تنفسی با شرایط خاص محیط زیست آن در جنوب ایران تأکید شده است (Daneshvar et al., 2012). مقایسۀ ریختی دو جنس نر و ماده در دو فصل مختلف نشان داد صفات شمارشی این ماهیان از فصل و جنسیت تأثیر نمی‌‌گیرد؛ اما صفات اندازشی در فصول مختلف متغیر است (Daneshvar et al., 2013). اخیراً براساس برخی صفات ظاهری و همچنین توالی ژنوم میتوکندریایی، گونه‌‌ای جدید از این جنس با نام Iranocichla persa از رودخانه‌های حسن‌لنگی، میناب و شور در استان هرمزگان توصیف شده است (Esmaeili et al., 2016)؛ همچنین جمعیت رودخانۀ شور نیز در نقش آرایه‌جا (Type Locality)‌ برای توصیف معرفی شده است. پیش از این نیز مطالعۀ تنوع ریختی برمبنای الگوی رنگی و همچنین توالی دو ژن میتوکندریایی علاوه‌‌بر تنوع الگوی رنگی، وجود حداقل دو گروه از جنس Iranocichla را در استان هرمزگان تأیید کرده است (Schwarzer et al., 2017). با توجه به مطالب فوق، مطالعۀ حاضر به‌منظور بررسی تنوع ریختی آرایه‌‌های مختلف سیچلایدماهیان ایرانی در زیستگاههای طبیعی آنها و قابلیت تکنیک ریخت‌سنجی هندسی در تفکیک گونه‌‌ها و جمعیت‌های مختلف و همچنین دوریختی جنسی آنها به اجرا درآمد.

 

مواد و روش‌ها

در این مطالعه، در مجموع 286 قطعه سیچلایدماهی ایرانی از چهار ایستگاه نمونه‌برداری در استان هرمزگان (شکل 1) شامل خورگور (16 ماده و 22 نر) (I. persa)، رودخانۀ مهران (19 ماده و 43 نر) (I. hormuzensis)، رودخانۀ رسول (17 ماده و 109 نر) (Iranocichla sp.) و رودخانۀ شور (17 ماده و 43 نر) (I. persa) به کمک تور پره‌‌ریز چشمه صید و پس از بیهوشی در عصارۀ پودر گل میخک یک درصد، در فرمالین بافری 10 درصد تثبیت و به آزمایشگاه منتقل شد. از نیمرخ چپ تمام نمونه‌ها به کمک دوربین دیجیتال عکس‌برداری شد. به‌منظور نمایش شکل هندسی نمونه‌ها، تعداد 17 لندمارک روی تصاویر دیجیتال انتخاب و با استفاده از نرم‌افزار tpsDigit2 (Rohlf, 2010) رقومی‌سازی شد (شکل 2). برای حذف اثرات غیرشکلی شامل اندازه و جهت از مختصات لندمارک‌های رقومی‌‌شده، از روش روی‌هم‌گذاری عمومی (GPA) استفاده شد (Hammer, 2012). تناسب داده‌های روی‌هم‌گذاری‌‌شده برای تجزیه‌وتحلیل‌های آماری به کمک نرم‌افزار tpsSmall 1.33 (Rohlf, 2015) ارزیابی شد. تجزیه‌وتحلیل‌های آماری به کمک دو نرم‌افزار PAST (Hammer, 2012) و MorphoJ (Klingenberg, 2011) انجام شد. به‌منظور مقایسۀ ریختی بین جمعیت‌های مختلف سیچلایدماهیان ایرانی از آزمون تجزیه‌وتحلیل تغییرات متعارف (CVA) و آنالیز خوشه‌ای (Cluster Analysis) و برای مقایسۀ ریختی بین جنس‌های نر و ماده از روش تجزیه‌وتحلیل توابع تشخیصی (DFA) استفاده شد.

 

شکل 1- ایستگاههای نمونه‌برداری از سیچلایدماهیان ایرانی در استان هرمزگان

Figure 1 - Sampling stations of Iranian cichlids in Hormozgan Province.

شکل 2- لندمارک‌های مشخص‌‌شده برای شبیه‌سازی شکل هندسی سیچلایدماهیان ایرانی: 1. جلوترین بخش پوزه در فک بالا؛ 2. مرکز حدقه؛ 3. لبۀ پیشین ابتدای حدقه؛ 4. لبۀ پسین حدقه؛ 5. لبۀ بالایی حدقه؛ 6. لبۀ پایینی حدقه؛ 7. بالای سر محل برخورد خط فرضی عمود بر حدقه؛ 8. ابتدای قاعدۀ بالۀ پشتی؛ 9. انتهای قاعدۀ بالۀ پشتی؛ 10. لبۀ بالایی محل اتصال بالۀ دمی به دم؛ 11. لبۀ پایینی محل اتصال بالۀ دمی به دم؛ 12. انتهای قاعدۀ بالۀ مخرجی؛ 13. ابتدای قاعدۀ بالۀ مخرجی؛ 14. ابتدای قاعدۀ بالۀ سینه‌ای؛ 15. انتهایی‌ترین لبۀ سرپوش آبششی؛ 16. قسمت زیرین سر در محل شکاف آبششی؛ 17. مرز زیرین سر محل تقاطع با خط عمود بر حدقه.

Figure 2 - Defined landmarks for simulating the geometric shape of Iranian cichlids: 1. The foremost part of the snout on the upper jaw; 2. The center of the pupil; 3. The anterior edge of the beginning of the pupil; 4. The posterior edge of the pupil; 5. The upper edge of the pupil; 6. The lower edge of the pupil; 7. The top of the head where the hypothetical line perpendicular to the pupil intersects; 8. The beginning of the base of the dorsal fin; 9. The end of the base of the dorsal fin; 10. The upper edge of the connection of the caudal fin to the tail; 11. The lower edge of the connection of the caudal fin to the tail; 12. The end of the base of the anal fin; 13. The beginning of the base of the anal fin; 14. The beginning of the base of the pectoral fin; 15. The farthest edge of the gill cover; 16. The underside of the head at the gill slit; 17. The lower border of the head intersecting with the line perpendicular to the pupil.

 

 

نتایج

نتایج همبستگی بین مختصات لندمارک‌های ریختی و فواصل پروکراست (1=r) حاکی از هم‌ارز‌‌بودن داده‌های پروکراست و مناسب‌‌بودن آنها برای تجزیه‌وتحلیل‌های آماری بود. مقایسۀ شکل هندسی چهار گروه سیچلایدماهیان ایرانی براساس MANOVA/CVA تفاوت آماری معنی‌داری بین تمام آرایه‌‌ها نشان داد (001/0>P، 033/0=wilk’s Lambda،5 /18=F). مقادیر CV1 و CV2 به‌ترتیب 87/72 و 93/21 درصد و در مجموع 80/94 درصد تغییرات را در بر داشت. بیشترین فواصل پروکراست به ترتیب بین (خورگور - مهران)، (مهران - رسول) و (مهران - رود شور) و کمترین فواصل پروکراست به‌‌ترتیب بین (رود شور - رود رسول)، (خورگور - رود رسول) و (خورگور - رود شور) مشاهده شد (جدول 1). بر این اساس نمونه‌های خورگور برپایۀ 1. کمترین طول پوزه، 2. کمترین ارتفاع سر، 3. کمترین ارتفاع تنه و 4. کمترین طول قاعدۀ بالۀ مخرجی از سه گروه دیگر متمایز است (جدول 2). نمونه‌های رود مهران نیز براساس بیشترین ارتفاع ساقۀ دمی و بیشترین عقب‌نشینی سرپوش آبششی از سایرین متمایز است. دو گروه سیچلایدهای رودخانۀ شور و رسول ازنظر ریختی همپوشانی زیادی دارند و به‌طور مشترک با داشتن صفات 1. کمترین ارتفاع ساقۀ دمی، 2. بیشترین طول پوزه، 3. بیشترین ارتفاع سر، 4. بیشترین ارتفاع تنه و 5. بیشترین طول قاعدۀ بالۀ مخرجی از دو گروه دیگر متمایز است (شکل 3).

 

 

جدول 1- فواصل پروکراست بین آرایه‌‌های سیچلایدماهیان ایرانی

Table 1 - Procrustes distances between populations of Iranian cichlids.

 

رود رسول

رود مهران

رود شور

رود مهران

036/0

 

 

رود شور

015/0

031/0

 

خورگور

022/0

046/0

024/0

 

شکل 3- نتایج تجزیه‌وتحلیل تغییرات شکلی متعارف چهار آرایۀ سیچلایدماهی ایرانی

Figure 3 - Analysis of traditional shape changes in four populations of Iranian cichlid fish.

 

جدول 2- فهرست لودینگ‌های مربوط به CVA مختصات لندمارک‌های ریختی سیچلایدماهیان ایرانی

Table 2 - List of loadings related to CVA of landmark coordinates of Iranian cichlid fishes.

 

X1

Y1

X2

Y2

X3

Y3

X4

Y4

X5

Y5

X6

Y6

CV1

0/172

6/74

3/48-

3/36-

5/100

7/80

8/57

0/115-

1/66-

1/43

6/77

4/44-

CV2

4/62

5/5

3/50

3/96-

0/77-

0/83-

3/134-

7/107

9/144

1/83-

1/63

7/68

 

X7

Y7

X8

Y8

X9

Y9

X10

Y10

X11

Y11

X12

Y12

CV1

4/25

7/38-

5/16

5/30-

2/96-

9/16

6/90-

9/8

0/163-

6/2

5/134-

0/27-

CV2

4/18-

6/144

0/9-

9/39

7/53-

1/40-

7/11-

5/84-

0/20

2/50

8/8-

5/75

 

X13

Y13

X14

Y14

X15

Y15

X16

Y16

X17

Y17

 

 

CV1

7/20-

5/1-

2/16-

1/1

4/51

0/27-

5/65

6/100

1/69

3/8-

 

 

CV2

3/8

8/40-

3/1-

2/6

6/74-

7/37-

8/3

2/28

0/36

0/61-

 

 

 

 

نتایج تحلیل خوشه‌ای مختصات شکل اجماع چهار گروه سیچلایدماهی ایرانی با تعداد 10000 بازنمونه‌گیری به روش Ward نتایج CVA را تأیید کرده است (شکل 4)؛ بر این اساس سیچلایدماهیان رودخانه‌‌های شور و رسول با پشتیبانی 53 درصد در یک خوشه قرار گرفتند و 67 درصد درخت‌های ممکن نیز سیچلایدماهیان خورگور را با دو گروه رودخانه‌‌های شور و رسول در یک خوشه دسته‌بندی کردند؛ اما سیچلایدهای رود مهران (I. hormuzensis) با پشتیبانی 100 درصد درخت‌های ممکن به‌‌صورت گروه ریختی به‌‌طور کامل مجزا و متمایز دسته‌بندی شدند؛ درنتیجه سیچلایدهای رودخانۀ مهران ازنظر ریختی بیشترین تفاوت را با سایر گروهها دارند و بیشترین شباهت ریختی هم بین دو آرایۀ رودخانه‌‌های شور و رسول مشاهده شد.

 

شکل 4- تجزیه‌وتحلیل خوشه‌ای سیچلایدماهیان ایرانی براساس مختصات شکل اجماع آنها

Figure 4 - Cluster analysis of Iranian cichlid fishes based on the coordinates of their consensus shape

 

 

مقایسۀ مختصات لندمارک‌های ریختی حاکی از وجود تفاوت بین جنس‌های نر و ماده در دو جمعیت سیچلایدهای خورگور و رود رسول بود؛ به طوری که جنس‌های نر و مادۀ خورگور به‌طور کامل و جنس‌های نر و مادۀ رود رسول تا 27/91 درصد از هم تفکیک شد؛ اما در بین جنس‌های نر و مادۀ رود مهران و رود شور تفاوت آماری معنی‌دار مشاهده نشد و آزمون Hotelling’s T2 آنها را ازنظر آماری از یکدیگر تفکیک نکرد (شکل 5).

 

 

شکل 5- نتایج آزمون Hotelling’s T2 بین جنس‌های نر و مادۀ جمعیت‌های مختلف کمپلکس سیچلایدماهیان ایرانی

Figure 5 - Results of Hotelling's T2 test between male and female sexes of different populations of the Iranian cichlid fish complex

 

 

نتایج تحلیل تغییرات کانونیک (CVA) گروه‌‌های مختلف سیچلایدماهی ایرانی به تفکیک جنسیت نشان داد تنها بین جنس‌های نر و مادۀ رود رسول تفاوت آماری معنی‌دار وجود دارد (01/0>P). براساس شبکۀ تغییر شکل، مهم‌ترین نواحی بیانگر تفاوت ریختی بین دو جنس نر و مادۀ سیچلایدماهی رود رسول به‌ترتیب شامل موقعیت چشم، قطر حدقه و ارتفاع سر است و بر این اساس ماهیان ماده دارای اندازۀ حدقۀ بزرگ‌تر و ارتفاع سر بیشتری نسبت به ماهیان نر هستند (شکل 6).

 

 

شکل 6- نتایج تجزیه‌وتحلیل تغییرات شکلی متعارف چهار آرایۀ سیچلایدماهی ایرانی به تفکیک جنسیت به همراه شبکۀ تغییر شکل

Figure 6 - Results of the analysis of conventional shape changes in four arrays of Iranian cichlid fish, differentiated by gender, along with the deformation grid

 

 

بحث

پژوهشگران جدایی ریختی وابسته به زیستگاه و ارتباط بین فاصلۀ جغرافیایی و تمایز ریختی دربارۀ ماهیان آب شیرین را تأیید می‌‌کنند (Langerhans et al., 2003). براساس مطالعۀ جمعیت‌های مختلف ماهی باس دریایی در سواحل استرالیا، جمعیت‌هایی که دارای تبادل ژنی اندکی هستند با گذشت زمان صفات ریختی مختص به خود را کسب می‌کنند و براساس آنها شناسایی می‌‌شوند (Jerry & Cairns, 1998). دربارۀ جمعیت‌های مختلف ماهیان خیاطۀ حوضۀ دریای خزر، تفاوت‌های ریختی بین جمعیت‌های مجزا و دور از هم به‌‌طور کامل مشهود است (Eagderi et al., 2013). در مطالعۀ حاضر نیز بین جمعیت‌های مختلف سیچلایدماهیان ایرانی تفاوت‌های ریختی معنی‌داری مشاهده شد. بین زیستگاههای جمعیت‌های مطالعه‌‌شده تفاوت‌های اکولوژیک مشخصی وجود دارد؛ برای مثال خورگور در جایگاه مجموعه‌‌ای از چشمه‌های آب گرم گوگردی که به‌صورت حوضچه‌هایی با اندازه‌های مختلف است، محیطی حوضچه‌ای محسوب می‌شود. رودخانۀ مهران در جایگاه رودخانه‌‌ای دائمی، شرایط آب‌های جاری را به نمایش می‌گذارد. دربارۀ رودخانۀ رسول و رود شور نیز با وجود داشتن شرایط آب‌های جاری، در طول سال در بخش‌هایی از مسیر، رودخانه خشک می­شود و چالاب‌هایی از آنها بر جای می‌ماند؛ بنابراین در این دو رودخانه، علاوه‌‌بر شرایط آب‌های جاری، شاهد حضور محیط‌های حوضچه‌ای و اعمال فشارهای گزینشی (پدیدۀ گردن بطری) نیز هستیم (Afshin, 1994)؛ همچنین خانوادۀ Cichlidae با بیش از 220 جنس و 2000 گونه، غنی‌ترین خانوادۀ ماهیان استخوانی در جهان شناخته می‌شود (Turner et al., 2001). این خانواده با به نمایش گذاشتن دامنۀ متنوعی از سازگاری‌های اکولوژیکی، سریع‌ترین نرخ انشعاب‌پذیری در بین مهره‌داران را دارد و بیشترین سازش‌پذیری آنها در رابطه با اندام‌های تغذیه‌ای است (Kerschbaumer & Sturmbauer, 2011). امکان در نظر گرفتن سیچلایدها در جایگاه بهترین نمونه‌های آزمایشگاهی برای مطالعۀ الگوهای انشقاق‌پذیری تکاملی وجود دارد (Seehausen, 2006). یکی از نکات جالب دربارۀ انشقاق‌پذیری تکاملی سیچلایدها این است که با گذشت زمان یعنی با اشغال‌‌شدن آشیان‌های اکولوژیکی ممکن، میزان انشقاق‌پذیری آنها نیز کاهش می‌یابد و همچنین ناهمگنی زیستگاه در نقش فرصتی بالقوه برای اعمال فشارهای انشقاق‌گر عمل کرده است (Seehausen, 2006)؛ بنابراین با توجه به پراکنش جغرافیایی سیچلایدماهیان ایرانی در استان هرمزگان و شدت فشارهای گزینشگر در این منطقه، وجود تنوع و انشعابات ریختی در بین جمعیت‌های این جنس درک می‌‌شود.

از آنجا که مهم‌ترین سازگاری‌های ماهیان محیط‌های جاری، توسعۀ بالۀ دمی و بدن باریک‌تر است و ماهیان محیط‌های ساکن بدنی مرتفع‌تر و دوکی‌شکل دارند (Langerhans & Reznick, 2009) و همچنین با توجه به اینکه رودخانۀ مهران آبراه دائمی آب شور است که سبب اعمال فشارهای گزینشی بر ماهیان می‌شود، ممکن است ارتفاع ساقۀ دمی بیشتر در ماهیان رود مهران که نشانۀ وجود بالۀ دمی وسیع‌تر است و همچنین وجود بدنی کشیده‌تر، نشانه‌ای از سازگاری این گروه با شرایط آب‌های جاری باشد؛ در مقابل نمونه‌های خورگور دارای پوزۀ کوتاه‌تر و ارتفاع بدنی بیشتری هستند که نمایانگر ماهیان شاخص محیط‌های حوضچه‌ای است (Blake, 2004). خورگور منبع آبی با شرایط حوضچه‌ای و دارای دمای بالا و ترکیبات شیمیایی گوگردی است؛ بنابراین سازگاری‌های مرتبط با شرایط حوضچه‌ای در این منبع آبی مشاهده می‌‌شود. یکی از فاکتورهای محیطی مؤثر بر ریخت ماهیان خانوادۀ Cichlidae غلظت اکسیژن دردسترس است که ازطریق توسعۀ ساختارهای آبششی، نیاز به فضای آبششی وسیع‌تر و درنتیجه افزایش ابعاد سر را به دنبال دارد (Chapman et al., 2000). با توجه به شرایط خاص مجموعۀ چشمه‌های خورگور ازنظر محتوای ترکیبات گوگردی و دمای آب که موجب کاهش غلظت اکسیژن محلول می‌شود، ممکن است بخشی از تفاوت‌های ریختی این گروه به‌‌دلیل محتوای اکسیژن آب باشد. ماهیان رود شور و رود رسول ازنظر ویژگی‌‌های ریختی بسیار هم‌پوشان هستند و به‌‌طور مشترک ساقۀ دمی باریک‌تر، ارتفاع بدنی بیشتر و موقعیت پوزۀ جلوتر دارند. این مجموعه صفات، ترکیبی از صفات مشاهده‌‌شده در دو گروه خورگور و رود مهران است که نشانگر وجود سازگاری‌های ریختی با ترکیبی از شرایط حوضچه‌ای و شرایط جریان رودخانه‌ای است (Zúñiga-Vega et al., 2007).

توضیح دقیق علل به وجود آمدن تفاوت‌های ریختی میان جمعیت‌ها بسیار دشوار است؛ اما به‌طور کلی ویژگی‌های ریختی، تحت کنترل و درهم‌‌کنش دو عامل شرایط محیطی و ژنتیکی است (Swain & Foote, 1999). ویژگی‌های محیطی در خلال دوران اولیۀ تکوین ماهی اثرات بیشتری بر ریخت ماهیان دارد. به‌‌طور معمول ماهیانی که در دوران اولیۀ زندگی دارای شرایط محیطی مشابهی هستند، ازلحاظ ریختی شباهت بیشتری می‌یابند؛ همچنین هنگامی که ماهی در موقعیت محیطی جدیدی قرار گیرد، این امکان وجود دارد که تغییرات ریخت‌شناسی به شکل سریع در آن رخ دهد .(Poulet et al., 2004)

نتایج مقایسۀ ریختی جمعیت‌های مختلف براساس جنسیت به روش CVA تنها وجود تفاوت در بین جنس‌‌های نر و مادۀ ماهیان رودخانۀ رسول را تأیید کرد؛ این در حالی است که روش DFA چنین تفاوتی را در بین ماهیان خورگور نیز نشان داد. علت این تفاوت این است که روش CVA نسبت به روش DFA ازنظر آماری سخت‌گیرانه‌تر و نسبت به تعداد نمونه‌ها حساس است (Hammer et al. 2001). یکی از دلایل بزرگ‌‌بودن سر ماهیان جنس ماده نسبت به جنس نر در خورگور و رود رسول این است که محفظۀ دهانی ماهیان جنس ماده برای نگهداری از نوزادان نیاز به فضای بیشتری دارد (Herler et al., 2010; Koblmller et al., 2011). مطالعۀ ساختار اسکلت جمجمۀ عصبی ماهیان جنس Cyprinion نشان داده است که الگوی تغذیه‌ای و رفتار ماهیان در ساختار اسکلتی آنها و درنهایت در ریخت ظاهری آنها منعکس می‌‌شود (Nasri et al., 2016a).

مطالعات نشان داده است که جدایی جغرافیایی و فشارهای محیطی به‌واسطۀ بروز پاسخ‌های انعطاف‌پذیری ریختی و همچنین ظرفیت‌های ژنتیکی ماهیان حتی ممکن است موجب بروز تمایز ریختی بین جمعیت‌های محلی در سیستم رودخانه‌ای شود (HäNfling & Brandl, 1998). شکل بدن موجودات زنده علاوه‌بر خصوصیات ژنتیکی، منعکس‌کنندۀ شرایط زیستگاهی و پاسخ‌های سازشی موجود زنده با آنها است (Vogel, 1994; Mohadasi et al., 2014)؛ بنابراین جدایی جغرافیایی زیستگاههای سیچلاید ایرانی در جنوب ایران و اعمال نیروهای گزینشگر محیطی بر آنها و همچنین ظرفیت بسیار ماهیان سیچلاید در بروز انعطاف‌پذیری ریختی (Kerschbaumer & Sturmbauer, 2011; Odhiambo et al., 2012) سبب بروز تفاوت‌های ریختی در آنها شده و از این طریق الگوی تکامل پیش‌رونده‌‌ای در شکل بدن ماهیان به نمایش گذاشته است. مطالعات مشابه روی سایر ماهیان آب‌های داخلی ایران نیز مؤید این موضوع است؛ برای مثال گونه‌های مختلف جنس Cyprinion و حتی جمعیت‌های مختلف از آنها در نواحی جغرافیایی جنوب شرق، جنوب و غرب ایران تفاوت‌های ریختی خاصی را به نمایش گذاشته‌اند که با شرایط زیستگاهی آنها همخوان است (Nasri et al., 2018; Nasri et al., 2019). مطالعۀ ریخت‌شناسی شاه‌کولی جنوبی Alburnus mossulensis نیز حاکی از بروز انعطاف‌پذیری ریختی در پاسخ به تفاوت‌های زیستگاهی است (Hasanpoor et al., 2015). از آنجا که برخی از تفاوت‌های ریختی به‌واسطۀ جنبه‌های کارکردی اعضای مختلف بدن بروز می‌کند (Nasri et al., 2016b)، مطالعات تکمیلی مانند استخوان‌شناسی و حتی بررسی دستگاه گوارش نیز ممکن است در بیان جنبه‌های مختلف انعطاف‌پذیری ریختی و تکامل ماهی سیچلاید ایرانی مفید باشد.

 

Abdoli, A. (2016). The inlandwater fishes of Iran. Iran-Shenasi Publication. https://www.iran-shenasi.com/book  [In Persian].
Afshin, Y. (1994). The rivers of Iran. Jamab Company. [In Persian].
Blake, R. W. (2004). Fish functional design and swimming performance. Journal of Fish Biology, 65(5), 1193-1222. https://doi.org/10.1111/j.0022-1112.2004.00568.x
Chapman, L. G., Galis, F., & Shinn, J. (2000). Phenotypic plasticity and the possible role of genetic assimilation: Hypoxia-induced trade-offs in the morphological traits of an African cichlid. Journal of Ecology Letters, 3(5), 387-393. https://doi.org/10.1046/j.1461-0248.2000.00160.x
Coad, B. W. (1996). Zoogeography of the fishes of the Tigris-Euphrates basin. Journal of Zoology in the Middle East, 13(1), 51-70. https://doi.org/10.1080/09397140.1996.10637706
Coad, B. W. (2019). Freshwater fishes of Iran. Retrieved from: www.briancoad.com
Dadgar, S., Marjani, M., Khiabani, A., Sharifian, M., & Hosseinzadeh, S. H. (2014). Introducing Iranian Cichlid (Iranocichla hormuzensis): A special endemic aquarium species in Hormogan province. Journal of Aquaculture Development, 8(2), 83-87. https://www.researchgate.net [In Persian].
Daneshvar, E., Ardestani, M. Y., Dorafshan, S., & Martins, M. L. (2012). Hematological parameters of Iranian cichlid Iranocichla hormuzensis: Coad, 1982 (Perciformes) in Mehran River. Anais da Academia Brasileira de Ciências, 84(4), 943-949. https://doi.org/10.1590/S0001-37652012005000054
Daneshvar, E., Keivany, Y., & Paknehad, E. (2013). Comparative biometry of the Iranian cichlid, Iranocichla hormuzensis, in different seasons and sexes. Journal of Research in Zoology, 3(2), 56-61. 10.5923/j.zoology.20130302.02
Eagderi, S., Esmaeilzadegan, E., & Maddah, A. (2013). Body shape variation in riffle minnows (Alburnoides eichwaldii De Filippii, 1863) populations of Caspian Sea basin. Taxonomy and Biosystematics, 5(14), 1-8. https://tbj.ui.ac.ir/article_17464.html?lang=en  [In Persian].
Eagderi, S., Jouladeh-Roudbar, A., Nasri, M., Sayyadzadeh, G., & Esmaeili, H. R. (2017). Taxonomic status of the genus Cobitis (Teleostei: Cobitidae) in the Namak Lake Basin, Iran. Iranian Journal of Ichthyology, 4(2), 131-139. https://doi.org/10.22034/iji.v4i2.228
Esmaeili, H. R., Ganjali, Z., & Monsefi, M. (2009). Reproductive biology of the endemic Iranian cichlid, Iranocichla hormuzensis Coad, 1982 from Mehran River, southern Iran. Environmental Biology of Fishes, 84(1), 141-145. https://doi.org/10.1007/s10641-008-9397-8
Esmaeili, H. R., Ganjali, Z., & Monsefi, M. (2010). Gonad morphology and histology of a endemic Hormuz Cichlid, Iranocichla hormuzensis coad, 1982 from mehran river, southern Iran. IUFS Journal of Biology, 69(1), 1-12. https://www.academia.edu/download/83633691
Esmaeili, H. R., Mehraban, H. R., & Masuodi, M. (2013). Distribution of Iranian cichlid (Cichlidae: Iranocichla hormuzensis) and its relation to altitude and coexisting species in Iran. The First Iranian Conference of Ichthyology, Isfahan University of Technology, 15-16 May 2013. pp:10. [In Persian].
Esmaeili, H. R., Sayyadzadeh, G., Eagderi, S., & Abbasi, K. (2018). Checklist of freshwater fishes of Iran. FishTaxa, 3(3), 1-95. https://www.researchgate.net
Esmaeili, H. R., Sayyadzadeh, G., & Seehausen, O. (2016). Iranocichla persa, a new cichlid species from southern Iran (Teleostei, Cichlidae). ZooKeys, (636), 141-161. https://doi.org/10.3897/zookeys.636.10571
Esmaeilzadegan, E., Eagderi, S., Pirbeigi, A., & Nedaei, S. (2013). Impacts of Tarik dam (Sefidrud River) on the body shape of Riffle minnows Alburnoides eichwaldi (De Filippi, 1863) using the geometric morphometric method. Applied Ichthyology Recerches, 1(2), 39-46. https://jair.gonbad.ac.ir/article-1-214-en [In Persian].
Ghasabshiran, Z., Dorafshan, S., & Keivany, Y. (2013). Population genetic structure of Iranian cichlid, Iranocichla hormuzensis as an only cichlidae family in Iran using microsatellite markers. Taxonomy and Biosystematics Journal, 5(14), 9-16. https://tbj.ui.ac.ir/article_17461.html?lang=en [In Persian].
Hammer, Ø. (2012). PAST: Paleontological statistics. Natural History Museum University of Oslo.
Hammer, Ø., Harper, D. A., & Ryan, P. D. (2001). Past: paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica, 4(1), 1-9. https://doc.rero.ch/record/15326/files/PAL_E2660
HäNfling, B., & Brandl, R. (1998). Genetic and morphological variation in a common European cyprinid, Leuciscus cephalus within and across Central European drainages. Journal of Fish Biology, 52(4), 706-715. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.1998.tb00814.x
Hasanpoor, S., Eagderi, S., Nasri, M., & Roshan, S. J. (2015). Phenotype plasticity analysis of Alburnus mossulensis Heckel, 1843 from Tigris basin using Geometric morphometrics. Journal of Fisheries, 9(1), 63-73. https://www.researchgate.net [In Persian].
Herler, J., Kerschbaumer, M., Mitteroecker, P., Postl, L., & Sturmbauer, C. (2010). Sexual dimorphism and population divergence in the Lake Tanganyika cichlid fish genus Tropheus. Journal of Frontiers in Zoology, 7(1), 1-10. https://doi.org/10.1186/1742-9994-7-4
Jerry, D. R., & Cairns, S. C. (1998). Morphological variation in the catadromous Australian bass, from seven geographically distinct riverine drainages. Journal of Fish Biology, 52(4), 829-843. https://doi.org/10.1111/j.1095-8649.1998.tb00823.x 
Keivany, Y., & Daneshvar, E. (2015). Reproduction of an isolated Iranian cichlid, Iranocichla hormuzensis. Caspian Journal of Environmental Sciences, 13(2), 119-128. https://journals.guilan.ac.ir/article_1279_32.html
Keivany, Y., Nasri, M., Abbasi, K., & Abdoli, A. (2016). Atlas of inland water fishes of Iran. Iran Department of Environment. [In Persian].
Kerschbaumer, M., & Sturmbauer, C. (2011). The utility of geometricmorphometrics to elucidate pathways of cichlid fish evolution. International Journal of Evolutionary Biology, 2011, 1-8. https://doi.org/10.4061/2011/290245
Klingenberg, C. P. (2011). MorphoJ: An integrated software package for geometric morphometrics. Journal of Molecular Ecology Resources, 11(2), 353-357. https://doi.org/10.1111/j.1755-0998.2010.02924.x 
Koblmüller, S., Albertson, R. C., Genner, M. J., Sefc, K. M., & Takahashi, T. (2011). Cichlid evolution: lessons in diversification. International Journal of Evolutionary Biology, 2011, 847969. https://doi.org/10.4061%2F2011%2F847969
Langerhans, R. B., Layman, C. A., Langerhans, A. K., & Dewitt, T. J. (2003). Habitat-associated morphological divergence in two neotropical fish species. Biological Journal of the Linnean Society, 80(4), 689-698. https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.2003.00266.x
Langerhans, R. B., & Reznick, D. N. (2009). Ecology and Evolution of Swimming Performance in Fishes: Predicting Evolution with Biomechanics. In: Domenici, P. & Kapoor, B.G. (eds.), Fish Locomotion: An Etho-Ecological Perspective, Science Publishers, pp. 200-248. http://gambusia.zo.ncsu.edu/Fish_Locomotion_2009
Marjani, M., Sabet S. H. M., & Khyabani, A. (2013). Overview of the introduction of Hormoz cichlid fish Iranocichla hormuzensis as a native aquarium species. The first conference of Aquaculture Reserches, Babol. Islamic Azad University of Babol.
Mohadasi, M., Eagderi, S., Shabanipour, N., Hosseinzadeh, M. S., AnvariFar, H., & Khaefi, R. (2014). Allometric body shape changes and morphological differentiation of Shemaya, Alburnus chalcoides (Guldenstadf, 1772), populations in the southern part of Caspian Sea using Elliptic Fourier analysis. International Journal of Aquatic Biology, 2(3), 164-171. https://doi.org/10.22034/ijab.v2i3.80
Nasri, M., Eagderi, S., & Farahmand, H. (2016a). Geometric morphometric comparison of neurocranium and its ability to identify various species of Iranian Cyprinion genera. Journal of Applied Ichthyological Research, 3(4), 19-34. https://jair.gonbad.ac.ir/article-1-99-en [In Persian].
Nasri, M., Eagderi, S., & Farahmand, H. (2016b). Descriptive and comparative osteology of Bighead Lotak, Cyprinion milesi (Cyprinidae: Cypriniformes) from southeastern Iran. Vertebrate Zoology, 66(3), 251-260. https://vertebrate-zoology.arphahub.com/article/31563/download/pdf/
Nasri, M., Eagderi, S., Farahmand, H., & Nezhadheydari, H. (2019). Interspecific morphological variation among members of the genus Cyprinion Heckel, 1843 (Teleostei: Cyprinidae) in Iran, using landmarkbased geometric morphometric technique. Iranian Journal of Ichthyology, 6(1), 54-64. https://doi.org/10.22034/iji.v6i1.404
Nasri, M., Eagderi, S., Keivany, Y., Farahmand, H., Dorafshan, S., & Nezhadheydari, H. (2018). Morphological diversity of Cyprinion Heckel, 1843 species (Teleostei: Cyprinidae) in Iran. Iranian Journal of Ichthyology, 5(2), 96-108. https://doi.org/10.22034/iji.v5i2.265
Odhiambo, E. A., Mautner, S. I., Bock, O., & Sturmbauer, C. (2012). Genetic distinction of four haplochromine cichlid fish species in a satellite lake of Lake Victoria, East Africa. Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research, 50(1), 51-58. https://doi.org/10.1111/j.1439-0469.2011.00641.x
Poulet, N., Berrebi, P., Crivelli, A. J., Lek, S., & Argillier, C. (2004). Genetic and morphometric variations in the pikeperch (Sander lucioperca L.) of a fragmented delta. Archiv für Hydrobiologie, 159(4), 531-554. https://dx.doi.org/10.1127/0003-9136/2004/0159-0531
Rohlf, F. J. (2010). TpsDig2–Thin Plate Spline Digitise. 2.16. State University of New York.
Rohlf, F. J. (2015). TpsSmall–thin plate spline small variation analysis. State University of New York
Schwarzer, J., Shabani, N., Esmaeili, H. R., Mwaiko, S., & Seehausen, O. (2017). Allopatric speciation in the desert: diversification of cichlids at their geographical and ecological range limit in Iran. Hydrobiologia, 791(1), 193-207. https://doi.org/10.1007/s10750-016-2976-3
Seehausen, O. (2006). African cichlid fish: A model system in adaptive radiation research. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 273(1597), 1987-1998. https://doi.org/10.1098/rspb.2006.3539
Swain, D. P., & Foote, C. J. (1999). Stocks and chameleons: The use of phenotypic variation in stock identification. Journal of Fisheries Research, 43(1-3), 113-128. https://doi.org/10.1016/S0165-7836(99)00069-7
Turner, G. F., Seehausen, O., Knight, M. E., Allender, C., & Robinson, R. L. (2001). How many species of cichlid fishes are there in African lakes?. Journal of Molecular Ecology, 10(3), 793-806. https://doi.org/10.1046/j.1365-294x.2001.01200.x
Vogel, S. (1994). Life in moving fluids: The physical biology of flow. Second Edition. Princeton University Press.
Zúñiga-Vega, J. J., Reznick, D. N., & Johnson, J. B. (2007). Habitat predicts reproductive superfetation and body shape in the livebearing fish Poeciliopsis turrubarensis. Oikos, 116(6), 995-1005. https://doi.org/10.1111/j.0030-1299.2007.15763.x