WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     ||
|

Уровеньгенных потоков (Nm)между европейскими хромосомнымиформами превышал таковые между мышамиазиатской и европейской рас в 2-2.5 раза. Средние значениягенетических дистанций Нея внутригеографических рас и между ними оказалисьпримерно равными (D=0.26 и 0.33, соответственно), но нижемежвидовых значений в 3-4 раза. Высокаядифференцированность малой лесной мыши нагеографические расы также была выявлена спомощью точного тестаФишера (p=0) иметода многомерногошкалирования (рис. 2). Интересно, чтообразец из Горно-Алтайска,морфологически мышь Кащенко, локализовался между расами S.uralensis, что, предполагает егогибридноепроисхождение, хотя данные о существовании зоныгибридизации между географическими расамиS. uralensis отсутствуют. Результаты корреляционногоанализа генетических параметров S. uralensisи экологических факторов среды свидетельствуют овлиянии географической широты и рельефа нагенетическую структуру S. uralensis. Корреляции географических игенетических расстояний внутри азиатской расы былиположительными (r=0.87),а внутри европейской расы корреляцииотсутствовали (r=0.06),что предполагает разныйхарактер расселения географических рас S. uralensis.

Филогенетические реконструкциидифференцируют малую лесную мышь на два основных кластера, соответствующих географическимрасам. На популяционнойдендрограмме UPGMA (рис. 3) идентифицируется восточно- и южно-европейскаяхромосомныеформы S. uralensis, а азиатскаяраса по отношению к нимявляется базальной, т.е. предположительноболее древней. Дифференциация малой лесной мышина расы былатакже поддержана топологией минимального остовного дерева MST.Все филогенетические реконструкции указывали на высокий уровень дивергенции сравниваемых видовSylvaemus и более высокую дифференциации географических расS. uralensis по сравнению с дифференциациейевропейских хромосомных форм (рис. 3).

3.1.2. Филогенетическиесвязи видов и внутривидовых форм мышейрода Sylvaemusбыли реконструированы поданным 408 пн участка генацитохрома bмтДНК на основе генетических дистанций, рассчитанных с помощьюдвупараметрической модели Кимуры (Kimura, 1980). Выбороптимальной математической модели длярасчета генетических дистанций проводилис помощью информационного критерия Акейки (AIC) (Akaike, 1974) впрограммеModeltest3.06. Расчет дистанцийпроводился с учетом всех типов замен вовсех позициях кодонов. Величиныгенетических дистанций (d) между видамиSylvaemus, варьировали вшироких пределах (d=5.2%-12%); значениеd междуевропейской и азиатской расами малойлесной мыши (d=5.7%)соответствовало нижнемууровню видовой дивергенции, а различияхромосомных форм европейской расы непревысили пределов внутривидовойдифференциации других видов Sylvaemus (d=1.4%), поэтому ихсостоятельность в качестве видов S. mosquensis и S.ciscaucasicus,выделяемых некоторымиавторами (Орлов и др., 1996),нашими данными не поддерживается.Экземпляры форм S.pallipes иS. kastschenkoi,распространённых соответственно наПамиро-Алтае и Северном Алтае отнесены прикластерном анализе к особям азиатской расымалой лесной мыши, что противоречит существующему мнению о видовом ранге указанныхформ (Межжерин, 1997). По данным RAPD анализа мыпредположили, что образец S. kastschenkoi может иметь гибридноепроисхождение (см. раздел 3.1.1). Локализацияэтого образца внутри азиатской расы S. uralensis по данныммтДНК подтверждает этопредположение. Возраст видов Sylvaemus оценен в 2-5млн. лет, время формирования географичесихрас S. uralensis составилоболее 2 млн.лет назад.

Филогенетическиереконструкции демонстрируют высокуюгенетическую дифференциацию видов лесныхмышей рода Sylvaemus с выраженной филогеографической


Рис. 4. UPGMA-дендрограммавидов Sylvaemus(римскими цифрамиобозначены основные кластеры,арабскими-значения bootstrap, %)

структурой широкоареальныхтаксонов. На дендрограммеUPGMA (рис. 4) выявляются 4 основных последовательноответвляющихся кластера: I-S. sylvaticus, II- S. fulvipectus c S.hermonensis, III- S. alpicola, S.flavicollisи S.ponticus, IV- географическиерасы S. uralensis. Видовые кластеры, за исключениемS. fulvipectus,поддерживаются высокими бутстрепп значениями (90-100% в рамках1000 репликаций); монофилия разныхвидов статистически поддерживается тольков двух случаях: для S. ponicus с S.flavicollis (90%) идля S. fulvipectus с S.hermonensis(100%). Уровень дифференциациимежду последними видами оказался оченьнизким (d=0.8%), что, в совокупности с вышеизложеннымирезультатами, свидетельствует оцелесообразности ихсведения в синонимы с наименованием S. fulvipectus, имеющимприоритет.

3.1.3. Генетическое разнообразие,систематика и филогеография малой лесноймыши были исследованы поданным частичного (на полной выборке из 63 образцов) иполного секвенирования (на 33 образцах,представляющих все локалитеты) генацитохрома bмтДНК.В целом популяционные группы S. uralensis отличалиськак по вариабельности нуклеотидных сайтовгена цитохрома b, так и по основным параметрамгенетическогоразнообразия (генноеразнообразие h, нуклеотидноеразнообразие, число попарных различий k).Генетическое разнообразие географических рас было примерноодинаковым, а среди хромосомных формнаиболее гетерогенной (каки в RAPD анализе) оказаласьюжно-европейская форма.

Высокий уровень дифференциациигеографических рас был выявлен с помощьюразличных тестов, включая статистикуFST и оценку генных потоков(Nm), тест нараспределение разнообразия AMOVA и многомерноешкалирование. Наименеедифференцированными другс другом оказались европейские хромосомныеформы (FST=0.05-0.12), что примерно в 7раз ниже дифференциации азиатских иевропейских популяционных групп (FST=0.818-0.868). Соответственно, генные потоки между азиатской иевропейской расами были ниже (Nm=0.08-0.11), чем междуевропейскими хромосомными формами (Nm=3.57-8.95), причём около 80%генетического разнообразия приходилось на межпопуляционнуюкомпоненту.Тест на демографическуюструктуру популяций предполагал быстроерасселение азиатской расыза короткий промежуток времени

Азиатская раса Восточно-европейская хромосомнаяформа Южно-европейскаяхромосомная форма

Рис. 5. Распределениенаблюдаемых попарных различий (kнабл) в хромосомных формах игеографических расах S. uralensis

(унимодальноераспределение попарных различий) с одной стороны, иотносительнуюдемографическую стабильность во времени европейских хромосомных форм– сдругой (мультимодальноераспределение попарных различий) (рис.5). Результаты предполагали

также прохождение восточно-европейской хромосомнойформойстадии «бутылочного горлышка»(выраженный пик в области 0-1 осиабсцисс).Последние демографические изменения вхромосомных формах S. uralensis, согласнополученым данным, датированы 80-100 тыс. летназад. Эти результатыподдерживались филогенетическимиреконструкциями MST. На минимальном остовном деревеазиатская раса образовала многолучевуюструктуру с одним центром, тогда какевропейская раса былапредставлена болеегетерогенной группой(рис. 6). Другие филогенетические реконструкциитакже предполагали высокий уровеньдифференциации географических рас S. uralensis с высокойбутстреп-поддержкой.

Рис. 6. MST для S.uralensis (данные частичного секвенирования участка генацитохрома bмтДНК; цифрами обозначено числомутационных шагов между гаплотипами; в скобках - числоособей)

Суммируяполученные данные, была разработана гипотезастановления современногоареала малой лесноймыши, включающаябиогеографическую (по данным RAPD анализа) ифилогеографическую (по даннымсеквенирование гена цитохрома b мтДНК) концепции, которые вполнесогласовывались друг с другом.Гипотезапредполагала два альтернативных пути миграции S. uralensis в направлении с Юга на Север: 1. По южному побережьюКаспийского моря, через восточный Иран иТуркменистан на Кавказ и далее в Европу. 2.Через южныетерритории Западной Сибири иСеверо-Восточный Казахстан в Европейскуючасть России и далее в Европу. Первый, "южный" путьпредставляется нам более древним. В пользу этого предположения выступают,например, повышенный уровеньгенетического разнообразия у южно-европейской хромосомнойформы, а также данныепалеонтологических исследований,доказывающих существование вполне сформированных видов Sylvaemus на территории кавказскогоперешейка в среднем Плейстоцене ипредполагающих их плиоценовую древность(Верещагин, 1959). Поэтомуесть вероятность того, чтовид проникал на южные территории еще в Плиоцене. Тем не менее, принимая во вниманиенизкий уровень генныхпотоков и отсутствие«южных» генетических связей между европейскойи азиатской расами S. uralensis можно заключить, что если "южный"путь когда-либо и существовал, он был менееинтенсивнымпри распространении S. uralensis в период Плейстоцена и позднее, для поддержания контакта междурасами.

Дифференциациягеографических рас S. uralensis, согласно нашим данным посеквенированию гена цитохрома b мтДНК, произошлаболее 2 млн. лет назад,возможно, в результатевозникновения между ними экологическогобарьера в виде зоны сухогоклимата с сильнойостепненностью местности. Эта датировка соответствуетрезультатам палеонтологических ипалеоклиматических исследований(Верещагин, 1959; Борисов, 1975;Зубаков, 1990). Экологические условия в Средней Азии иЕвропейской части России позволили географическимрасам малой лесной мыши эволюционироватьотдельно друг от друга достаточнодолго в разныхклиматических поясах, врезультате чего они достигли такой дифференциации науровне мтДНК, котораяпозволяет считать их видами на стадиистановления. Кроме того, в ролирефугиума для европейских малых лесныхмышей в периоды похолоданиямог выступать кавказский перешеек. Контакт между расами видимо не возобновлялся,несмотря на последние демографическиеизменения внутри каждой из них, поэтому следуетожидать формирования наисследованных территориях двух самостоятельных видов из двухгеографических рас малой лесноймыши.

3.2. Молекулярная филогенетика исистематика полевой мыши Apodemus agrarius издальневосточно-китайского иевропейско-сибирско-казахстанскогоизолятов. Полевая мышь A. agrariusраспространена от Центральной Европы доокраин Дальнего Востока. Ареал этого видасостоит из двух изолированных массивов– европейско-сибирско-казахстанского(ЕСК) идальневосточно-китайского (ДВК), разделенныхевроазиатской дизъюнкцией вЗабайкалье (Карасёва и др.,1992). По морфологическимпризнакам внутри вида натерритории СНГ выделяют не более 5подвидов (Громов, Ербаева, 1995), на хромосомномуровне показана относительнаякариологическая однородность вида (Боескоров и др., 1992; Картавцева,2002), а по биохимическимданным установлено, что ДВК болеегетерогенен, чем ЕСК (Павленко, 1997).По результатамиммунологического анализа выделено 4 расыполевой мыши (Чернуха и др.,1996). Молекулярно-генетические исследования популяций этого вида ограничиваются работами натерритории Корейского полуострова (Han et al., 1996; Koh et al., 1993; 2000).

3.2.1. Генетическая изменчивость идифференциация полевой мыши по данныманализа мультилокусных RAPD-маркеров. RAPDанализ полевой мыши выявил 258 локусов, 230из них оказались полиморфными.Фиксированных отличий междугеографическими изолятами невыявлено (рис. 7), вцелом у вида отмечаетсявысокое содержание низкочастотныхполиморфных локусов.

Рис. 7. RAPD-PCR спектры полевоймыши A.agrarius,полученные с помощью праймера OPC-12. ЕСК –европейско-сибирско-казахстанскийизолят A.agrarius;ДВК – дальневосточныйизолят A.agrarius, в.г.– внешняягруппа (дорожки слева направо: A.peninsulae,S. uralensis, M. musculus, M.oeconomus, M.psilurus epsilanus)

В пределахгеографических массивов полевой мышивыявлен достаточно высокий (но ниже, чем у S. uralensis) уровень изменчивости, изолят ДВК оказалсяболее полиморфным по сравнению с ЕСК по всемгенетическим параметрам. Уровень внутрипопуляционнойдифференциации был выше у ДВК, акоэффициент GST -у ЕСК. Генетические дистанции каквнутри популяционных групп, так и междуними отличались незначительно: Dun=0.15,0.12 и 0.17,соответственно).Географические массивы были достовернодифференцированы по аллельным частотам тестом Фишера(p=0); методмногомерного шкалирования на основе генетических дистанцийпоказалих неполнуюдифференциацию (рис.8).

Корреляционный анализгенетических и географических расстоянийтакже выявил отличия междугеографическими изолятами A. agrarius. Результатыкорреляционного анализа параметров генетическойизменчивости и экологических факторовисследованных территорийпредполагают высокуюзависимость генетической структуры A. agrarius от лесистости и географическойдолготы.

Минимальное остовное деревопредполагает болеевысокую гетерогенностьДВК посравнению с ЕСК. UPGMA-дерево, построенное на основе генетическихдистанций между локальными выборкамиполевой мыши, включающимине менее трех особей каждая, располагает их в соответствии с принадлежностью кизолятам ЕСК и ДВК (рис. 9).

Рис. 9. UPGMA-дендрограммалокальных популяций A. agrarius (ЕСК- европейско-сибирско-казахстаникийизолят; ДВК- дальневосточно-китайскийизолят)

3.2.2. Филогенетические связи видов ивнутривидовых форм мышей рода Apodemus реконструированы по данным секвенирования 408 пнучастка гена цитохрома b мтДНК на основегенетических дистанций, рассчитанных сиспользованием двупараметрической моделиКимуры с учетом всех типов замен во всехпозициях кодонов (выбор оптимальной моделиосуществлен с помощью программы Modeltest 3.06).Межвидовые генетические дистанции,варьируют в более широких пределах (d=7.7%-20%), по сравнениюс видами рода Sylvaemus. Топология видов Apodemus на разныхфилогенетических реконструкцияхсохраняется с высокой статистическойподдержкой на уровне видовых кластеров.Виды группируются в две большие группы (безстатистической поддержки) (рис. 10). Перваягруппа включает виды A. agrarius, A. chevrieri и A. speciosus, вторая - A. peninsulae, A. argenteus, A. draco и A. semotus.Единственный экземплярA. gurkha из Непаланабольшинстве реконструкцийобразует отдельную, базальную ветвь. Времядивергенции группы видов Apodemus, согласно значениямгенетических дистанций по данным мтДНК,составляет 3-8 млн. лет, а время дивергенциигеографических изолятов A. agrarius - около 300 тыс.лет назад. Полевая мышь A. agrarius обладает низким уровнемвнутривидовой дифференциации (d=0.7%), наиболее близкой поэтому критерию (среди

Рис. 10.UPGMA-дендрограмма видов Apodemus (римскими цифрами обозначеныосновные группы кластеров,арабскими - значения bootstrap, %)

Pages:     ||
|



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.