Дисертація присвячена гаметогенезу гібридних самців Pelophylax esculentus у Сіверсько-Донецькому центрі різноманіття зелених жаб. Проаналізовано каріотипи та геноми диплоїдних самців із різних ГПС. У ході дослідження, встановлено шляхи гаметогенезу у гібридних самців, оцінено їхню роль у підтримці геміклональних популяційних систем у Нижньому Добрицькому, Коряковому, Іськові ставах та заплаві р. Мож. Авторка зібрала зразки від 762 особин (рід Pelophylax) у 2016-2022 роках для таксономічного аналізу. Для класифікації використовували морфологічні ознаки. Визначення плоїдності включало цитометрію еритроцитів, підтверджену Ag- і DAPI-фарбуванням хромосом і цитометрію сперми. Для підтвердження каріотипування використовували FISH і, в деяких випадках, CGH.У всіх чотирьох місцях мешкають як P. ridibundus, так і P. esculentus (ди- та триплоїдні), класифікуючи ці ГПС як R–E–Ep–ГПС. Для розуміння успішного розмноження гібридів, 52 дорослих самця P. esculentus були випадковим чином відібрані з різних водойм. Гаметогенез досліджували в їхніх сперматоцитах і сперматидах за допомогою FISH із зондами Ples289 і RrS1. Серед 52 диплоїдних гібридних самців 5 мали виключно геном P. lessonae, 13 мали геном P. ridibundus, а 29 були амфігаметними. Вісім самців мали диплоїдні сперматоцити та поодинокі диплоїдні сперматиди. Незважаючи на поширену передачу генома R гібридами, значна кількість гібридів і невисока кількість дорослих особин P. ridibundus зустрічається щорічно в цих ГПС. Всупереч очікуванням, 60% проаналізованих клітин демонстрували геном R, що кидає виклик розумінню механізмів утворення гамет гібридами.Результати FISH виявили кон’югацію хромосом P. lessonae і P. ridibundus у біваленти у п’яти з 52 самців. Три особини показали наявність сперматид з обома геномами. Один самець демонстрував сперматоцити та сперматиди з геномом P. ridibundus і кілька з геномом RR. Порівняльна геномна гібридизація (CGH) підтвердила це незвичайне явище. Для двох самців з хромосомами різних видів, за допомогою CGH було зареєстроване явище успішної рекомбінації. У двох самців зустрічалися хромосоми, які не відповідали геному P. lessonae або P. ridibundus, що свідчить про причетність геному, що потенційно сприяє гібридизації.У ході дослідження виявлено шість шляхів гаметогенезу у гібридних самців P. esculentus:1. Гаплоїдні гамети з геномом P. lessonae (L).2. Гаплоїдні гамети з геномом P. ridibundus (R).3. Гібридна амфігаметність: суміш гаплоїдних гамет з геномами L і R.4. Диплоїдні гамети зі складом геному RR, LL та LR.5. Анеуплоїдні гамети з кількістю хромосом, яка не кратна 13, як з L, так і з R геномами.6. Гамети з сумішшю двох або трьох геномів, що потенційно включає рекомбінацію та інтрогресію фрагментів геному, який відмінний від геному P. lessonae або P. ridibundus.Наявність 14% анеуплоїдних клітин у проаналізованих сперматоцитах і сперматидах вказує на недосконалість регуляції елімінації та ендореплікації в зародкових клітинах міжвидових гібридів, що узгоджується з сучасними дослідженнями елімінації геному у гібридів P. esculentus. Анеуплоїдія розглядається як наслідок селективної премейотичної елімінації одного з геномів. Хоча механізми елімінації геному у зелених жаб не вивчені ретельно, розуміння механізмів елімінації гібридних рослин свідчить про те, що відмінності в копіях центромерного повтору у геномах батьківських видів можуть призводити до неправильного розташування та відставання хромосом P. lessonae під час розмноження гоноцитів. Отже, у гібридів хромосоми P. ridibundus можуть мати вищу ймовірність прикріплення до кінетохорів під час поділу гоноцитів, сприяючи їх більш успішному клональному переносу до гамет.Ці знахідки дають важливу інформацію про гаметогенез самців зелених жаб, включаючи амфігаметність і рекомбінацію. Дослідження значно покращує наше розуміння механізмів подолання репродуктивних бар’єрів у міжвидових гібридів, що має практичні наслідки для збереження біорізноманіття та забезпечуючи майбутні біоіндикаційні дослідження. Навчальні матеріали є цінними для таких курсів, як «Зоологія хребетних тварин», «Цитологія та клітинна біологія» та «Батрахологія та герпетологія». Зібрані матеріали зберігаються в Харківському національному університеті імені В. Н. Каразіна, а через повномасштабну війну дисертацію було продовжено в Інституті фізіології та генетики тварин у Лібехові, Чеська Республіка, за підтримки гранту № RRFU-22-21 від Чеської Академії наук (CAS) (під керівництвом д-ра Дідуха та д-ра Холеви).^UThe dissertation focuses on hybrid male Pelophylax esculentus gametogenesis in Siverskyi-Donets Center of Water Frog Diversity. Karyotypes and genomes of diploid males from four HPSs were analyzed. The study established gametogenic pathways in hybrid males, assessing their role in maintaining hemiclonal population systems at Lower Dobrytskyi pond, Koriakiv pond, Iskiv pond, and Mozh River floodplains. The author collected samples from 762 water frogs (Pelophylax genus) in 2016-2022 for taxonomic analysis. Morphological features were used for classification. Ploidy determination involved erythrocyte cytometry, confirmed by Ag- and DAPI-staining of chromosomes and sperm cytometry. Karyotyping utilized FISH and, in some cases, CGH for confirmation.In the four localities, both P. ridibundus and P. esculentus (di- and triploid) inhabit, categorizing these HPSs as R–E–Ep–HPS. To comprehend successful hybrid reproduction, 52 P. esculentus adult males were randomly selected from different ponds. Gametogenesis was examined in their spermatocytes and spermatids using FISH with Ples289 and RrS1 probes. Among 52 diploid hybrid males, 5 exclusively exhibited gametes with P. lessonae genome, 13 had P. ridibundus genome, and 29 were amphigametic. Eight males showed diploid spermatocytes and single diploid spermatids. Despite prevalent R genome transmission by hybrids, a substantial number of hybrids and single P. ridibundus adults occur annually in these HPSs. Contrary to expectations, 60% of analyzed cells exhibited R genome, challenging the prevailing understanding of hybrid gamete production.FISH results revealed chromosome pairing between P. lessonae and P. ridibundus in bivalents during meiotic metaphases in five of 52 males. Three individuals showed amphigametic spermatids with both genomes. One male exhibited spermatocytes and spermatids with the P. ridibundus genome and a few with the RR genome. Comparative Genomic Hybridization (CGH) confirmed this unusual pairing. Two control males producing a single gamete type validated CGH results. For two males with different species chromosomes, CGH showed evidence of successful recombination. In two males, chromosomes unstained with P. lessonae or P. ridibundus genomes suggested involvement of an unidentified water frog species, potentially contributing to hybridization.The study identified six gametogenesis modes in hybrid males of P. esculentus:1.?Haploid gametes with P. lessonae genome (L).2.?Haploid gametes with P. ridibundus genome (R).3.?Hybrid amphigameticity: a mix of haploid gametes with L and R genomes.4.?Diploid gametes with RR, LL, and LR genome compositions.5.?Aneuploid gametes with non-multiple-of-13 chromosomes, both with L and R genomes.6.?Gametes with a mix of two or three genomes, potentially involving recombination and introgression from another water frog species.The study concludes that the 14% presence of aneuploid cells in analyzed spermatocytes and spermatids indicates imperfections in the regulation of elimination and endoreplication in germ cells of interspecies hybrids, consistent with contemporary studies on genome elimination in water frog hybrids. Aneuploidy is seen because of selective premeiotic elimination of one of the genomes. While mechanisms governing genome elimination in water frogs are not extensively studied, insights from hybrid plant elimination mechanisms suggest that differences in centromeric repeat copies in parental species' genomes may lead to misalignment and lagging of P. lessonae chromosomes during gonocyte multiplication. Consequently, in hybrids, P. ridibundus chromosomes may have a higher likelihood of attaching to kinetochores during gonocyte division, contributing to their more successful clonal transfer to gametes.These findings provide crucial insights into male water frog gametogenesis, including amphigameticity and recombination. The research significantly advances our understanding of mechanisms overcoming reproductive barriers in interspecies hybrids, with practical implications for biodiversity preservation and future bioindicative studies. The study materials are valuable for courses like "Zoology of Vertebrate Animals," "Cytology and Cell Biology," and "Batrachology and Herpetology." Collected materials are stored at V. N. Karazin Kharkiv National University, and due to a full-scale invasion, the dissertation continued at the Institute of Animal Physiology and Genetics in Libechov, Czech Republic, supported by grant No. RRFU-22-21 from the Czech Academy of Sciences (CAS) (under supervision of Dr. Didukh and Dr. Choleva).