Сравнительное исследование эволюционных историй букетов видов байкальских беспозвоночных

Щербаков, Дмитрий Юрьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Сравнительное исследование эволюционных историй букетов видов байкальских беспозвоночных
ВАК РФ 03.00.08, Зоология

Автореферат диссертации по теме "Сравнительное исследование эволюционных историй букетов видов байкальских беспозвоночных"

На правах рукописи

ОН/

ЩЕРБАКОВ Дмитрий Юрьевич

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ИСТОРИЙ БУКЕТОВ

ВИДОВ БАЙКАЛЬСКИХ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ

03.00.08 - зоология 03.00.15 - генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва — 2003

Работа выполнена в Лимнологическом институте Сибирского отделения РАН

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Ю.И. Кантор

, доктор биологических наук Н.Б. Петров

доктор биологических наук, профессор A.B. Чесунов

Ведущая организация: Зоологический институт РАН (Санкт-Петербург)

Защита состоится 7 октября 2003 г. в_часов на заседании Диссертационного совета Д 002.213.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора биологических наук в Институте проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН а также в библиотеке Лимнологического института СО РАН

Автореферат разослан «_»_ 2003 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета

Л. Т. Капралова

2<з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Озеро Байкал среди крупнейших озер планеты занимает первое место практически по всем биологическим и физическим параметрам, как наиболее древнее по происхождению, наиболее глубокое - около 1 700 м, имеющее наибольший запас пресной воды - 23 ООО км3, занимает второе место (31 500 км2) среди древних пресноводных озер (32 600 км2) по площади после Танганьики.

По различным источникам количество известных видов животных насчитывает от 2 500 видов и подвидов, из которых 82% эндемики, до I 825, из которых 54% эндемичные формы.

С точки зрения видового разнообразия фауна Байкала прочно занимает первое место среди озер Земли, число видов животных может приблизится к 3 500. Таким образом, ценность Байкала для эволюционных исследований несомненна. Объяснение механизмов, которые создали в относительно ограниченной экосистеме такое колоссальное разнообразие жизни важно не только для познания Байкала, но и для общей теории видообразования.

За последнее десятилетие в филогенетических исследованиях широкое распространение получили методы молекулярной систематики, основанные на сравнительном анализе гомологичных последовательностей ДНК. Одно из преимуществ этого подхода состоит в том, что он дает теоретическую возможность оценивать время дивергенции различных таксонов на основе гипотезы молекулярных часов, и, следовательно, соотносить процессы видообразования с различными преобразованиями экосистемы. В ряде случаев молекулярно-филогенетический подход остается единственно возможным способом, позволяющим разобраться в родственных связях таксонов.

В гигантских древних озерах (Байкал, Танганьика, Малави и др.) обитают монофилетичные группы близкородственных видов, дивергировавшие в рамках одной замкнутой экосистемы и состоящие из десятков или сотен таксонов. Такие группы были названы Бруксом (Brooks, 1950) «букетами видов». Эволюционные механизмы, приведшие к образованию столь высокого разнообразия, остаются во многом не понятыми, и их исследование имеет большое общебиологическое значение. В отличие от Великих африканских озер, где получившие мировую известность молекулярно-филоге-нетические исследования проводились преимущественно для цихловых рыб, на Байкале проведены работы, посвященные вопросам молекулярной эволюции, коттоидных рыб (Slobodyanyuk et al, 1994), амфипод (Огарков и др., 1997; Sheibakov et al., 1998), моллюсков (Зубаков и др., 1997), губок (Itskovich et al., 1998) и байкальских планарий (Kuznedelov & Timoshkin, 1993).

Сравнение эволюционных историй таких различных по своим экологическим характеристикам букетов видов как амфиподы, олигохеты и моллюски, населяющих одно озеро, представляет особый интерес, поскольку различные факторы внешней среды воздействуют на них в различной степени,

и поэтому одни и те же преобразования экосистемы могут приводить к различным эволюционным последствиям. Возможность оценки времен основных эволюционных событий в результате применения молекулярно-фи-логенетического подхода должна пролить новый свет на объяснение причин исключительно высокого биоразнообразия великих древних озер.

Цель и задачи исследования

Целью настоящей работы явилось восстановление эволюционных историй некоторых букетов видов байкальских беспозвоночных — амфипод, двух групп моллюсков и олигохет семейства ЬитЬпсиМае — с помощью сравнения нуклеотидных последовательностей, а также соотнесение основных эволюционных событий с историей байкальской экосистемы.

Для этого необходимо было решить следующие задачи.

1. Выбрать генетические маркеры, которые бы эволюционировали со скоростью, оптимальной для получения разрешенных филогений каждой группы организмов, и позволили бы сравнение эволюционных древ различных групп.

2. Получить продукты амплификации этих генов и определить их нуклеотидные последовательности.

3. Охарактеризовать эволюцию генетических маркеров, определить наиболее подходящие модели молекулярной эволюции, пригодные для построения филогений.

4. Провести филогенетический анализ и исследовать полученные филогенетические гипотезы для определения их статистической достоверности.

5. Выбрать наборы последовательностей, для которых соблюдается гипотеза молекулярных часов, определить, для каких типов замен она верна.

6. Подобрать наиболее подходящие калибровки для молекулярных часов и оценить время основных эволюционных событий в истории букетов видов.

7. Сопоставить датировки главных эволюционных событий с известными событиями истории Байкала.

Научная новизна работы

Впервые для изучения эволюционных взаимоотношений амфипод Байкала использован молекулярно-филогенетический подход на основе сравнения нуклеотидных последовательностей митохондриальных генов. Более того, исследование, посвященное изучению эволюции т1СОШ гена (Огарков и др., 1997), было первой молекулярно-филогенетической работой по эволюции митохондриального гена не только для байкальских амфипод, но и для всей мировой амфиподной фауны. Впервые для оценки соотношения возраста байкальских амфипод и представителей мировой амфиподной фауны используются последовательности митохондриальных генов, считающихся наиболее перспективной моделью исходя из гипотезы "молекулярных часов" (1л, 1997).

В настоящей работе впервые предпринята попытка молекулярно-фи-логенетической оценки характера и времени видовой радиации, которая привела к современному разнообразию люмбрикулид Байкала. Впервые амплифицированы и определены нуклеотидные последовательности фрагментов генов 18S рРНК для 13 видов люмбрикулид и mtCOI для 26 видов байкальских люмбрикулид, а также mtCOI для 16 особей из двух популяций Rhynchelmis alyonae. Впервые предложены схемы филогенетических взаимоотношений внутри семейства Lumbriculidae, основанные на молекулярных данных. Уникальными для данной группы "мягких" организмов, не оставляющих палеонтологической летописи, являются временные оценки видообразования, полученные на основе гипотезы "молекулярных часов". На базе этих данных показана возможность связи эволюции люмбрикулид с конкретными геологическими событиями в истории Байкала.

Впервые для изучения эволюционных взаимоотношений байкальских моллюсков использован молекулярно-филогенетический подход. Использованный в данной работе в качестве филогенетического маркера фрагмент гена mtCOI ранее не применялся в подобного рода исследованиях байкальских организмов. Впервые в явном виде предложена схема филогенетических взаимоотношений видов моллюсков семейства Baicaliidae (для семейства Benedictiidae такая схемы была построена ранее на основе анализа морфологических признаков). С помощью молекулярных часов выдвинуты независимые от полученных ранее палеонтологических оценок предположения о временной шкале видообразовательнош процесса в обеих группах исследуемых моллюсков. На основании этого показана возможность связи их эволюции с конкретными геологическими и климатическими событиями в истории Байкала. Сделаны предположения относительно характера и механизмов адаптивной радиации букетов видов исследованных моллюсков.

Впервые на основе сравнения последовательностей гомологичных последовательностей ДНК проведен сравнительный анализ нескольких букетов видов беспозвоночных и продемонстрированы различия их эволюционных историй, коррелирующие с различиями в образе жизни.

Теоретическая и практическая значимость работы

Полнота информации о структуре и функциях компонентов биоценоза на всех уровнях его организации (от числа видов в их естественных морфологических вариациях до сведений об организации геномов и нук-леотидных последовательностях отдельных генов у организмов, образующих изучаемый биоценоз) имеет огромное практическое значение для мониторинга изучаемой экосистемы, прогнозирования путей ее развития, разработки подходов по снижению антропогенного воздействия и разумного использования её ресурсов. Научный подход к использованию природных ресурсов любой экосистемы в целом, и тем более такой относительно замкнутой экосистемы, как озеро Байкал, подразумевает прогнозирование её изменений в контексте исторического развития. Применение молекулярно-биологических подходов для изучения эволюции бай-

кальских букетов видов, как важнейших элементов фауны озера, соотнесение полученных результатов с известными геологическими событиями может пролить свет на многие вопросы в истории формирования биоразнообразия озера, а значит способствовать дальнейшему совершенствованию научного подхода к использованию природных ресурсов Байкальского региона. Полученная информация о структуре mtCOI гена может быть использована как один из методов мониторинга. В настоящее время ведется разработка подходов видовой идентификации трудно дифференцируемых беспозвоночных Байкала (молодь, мелкие и переходные формы) с помощью методов молекулярного зондирования.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Возраст монофилетической клады, объединяющей большинство исследуемых видов эндемичных амфипод озера Байкал, оценивается не моложе, чем в 30—28 млн лет, что соответствует достоверно известному возрасту Байкала как непрерывно существующему во времени водоему.

2. Время дивергенции представителей байкальского рода Micruropus и пресноводных гаммарид больше, чем время существования остальных исследованных байкальских амфипод и соответствует периоду 70—30 млн лет, т.е. времени существования крупных, но не постоянных озер на территории современного Байкала и Прибайкалья.

3. Наиболее правдоподобная оценка времени начала дивергенции семейства Lumbriculidae в Байкале приходится на период около 28—30 млн лет назад. Возраст наиболее молодой радиации, приведшей к образованию букета видов группы "Lamprodrilus", оценивается в 3.8—2.8 млн лет.

4. На основе анализа топологии полученных филогенетических древ, обнаружено, что в сем. Baicaliidae имело место взрывное видообразование. Виды внутри данного семейства формируют два основных кластера. Время существования общего предка современных байкалиид не превышает 3.5 миллионов лет.

5. Ускоренный кладогенез у субэндемичного рода Choanomphalus приходится на период 3.5 млн лет до нашего времени. Единственный небайкальский представитель этого рода Ch. morigolicus, обитающий в оз. Хубсугул, произошел в Байкале и является членом байкальского букета видов хоаномфалов.

Апробация работы и публикации:

Материалы работы были представлены на Второй байкальской верещагинской конференции, Иркутск, 1995; Первом и третьем Международных симпозиумах "Видообразование в древних озерах", Брюссель 1993 и Иркутск 2003; Международной конференции "Baikal as World Natural Héritage Site: Results and Prospects of International Coopération", Улан-Удэ, 1998; "Fourth European Crustacean Conférence", Амстердам 2002.

По материалам диссертации имеется 51 публикация, включая 16 статей в рецензируемых журналах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Эволюционная история байкальских амфипод.

В настоящей работе были определены нуклеотидные последовательности участка гена (585 п.н.) третьей субъединицы митохондриалъной ци-тохром с оксидазы для 14-ти представителей видов эндемичных байкальских амфипод: Eulimnogammarus cyaneus, Eulimnogammarus verrucosus, Eulimnogammarus vittatus, Eulimnogammarus grandimanus, Acanthogammarus godlewskii, Acanthogammarus albus, Palicarinus puzylli, Palicarinus nigra, Paragarjajewia petersi microphthalma, Paragarjajewia petersi macrophthalma, Plesiogammarus gerstaeckeri, Boeckaxellia carpenteri, Pallasea cancellus, Echiuropus seidlitzi.

Последовательности гена 18S pPHK были определены для представителей Gammarus pulex, Eulimnogammarus verrucosus, Parapallasea lagowski, Acantho-gammarus reinchardii, Pallasea viridis, Gammarus locusta, Pachischesis sp., Eulimnogammarus cyaneus, Abyssogammarus schwartschewski, Odontogammarus calcaratus cacaratus, Macrohectopus branickii, Garjajewia sarsi, Plesiogammarus gerstaeckeri, Paragarjajewia petersi, Acanthogammarus victorii maculosus, Boeckaxellia carpenteri, Ceratogammarus cornutus, Brandtia latissima, Spinacanthus parasiticus, Micruropus littoralis, Baicalogammarus pullus, Corophiomorphus kietlinskii, Tryphosella murrayi.

Были определены нуклеотидные последовательности участка гена (540 п.н.) первой субъединицы митохондриальной цитохром с оксидазы для 29-ти представителей видов эндемичных байкальских амфипод, 2-х видов рода Gammarus и для пресноводной P. quadrisinosa из Северной Скандинавии: Eulimnogammarus cyaneus, Eulimnogammarus verrucosus, Eulimnogammarus vittatus, Eulimnogammarus viridis olivaceus, Eulimnogammarus cruentus, Eulimnogammarus lividus, Eulimnogammarus maackii, Corophiomorphus kietlinskii, Heterogammarus sophianosi, Ommatogammarus carneolus, Ommatogammarus flavus, Parapallaesea lagowskii, Palicarinus nigra, Palicarinus puzylli cornutus, Acanthogammarus victorii, Acanthogammarus flavus, Acanthogammarus flavus sowinski, Acanthogammarus brevispinus, Boeckaxellia potanini, Pallasea cancellus, Pallasea dryshenkoi, Pallasea baikati, Pallasea meissneri, Pallasea grubei, Pallasea quadrispinosa, Poekilogammarus sukaczewi, Plesiogammarus zienkowiczi, Macroperiopus wagneri dagarskii, Micruropus wahli wahli, Micruropus vortex vortex, Gammarus pulex, Gammarus lacustris.

Подбор видов осуществляли таким образом, чтобы отразить наиболее полно все экологическое и таксономическое разнообразие этой группы, вместе с тем ограничившись относительно небольшим набором последовательностей для того, чтобы получить полностью разрешенное древо. В качестве внешней группы была использована определенная нами последовательность гомо-логичного фрагмента из антарктической амфиподы Tryphosella murrayi.

Всего из 622 НП оказались вариабельны 123 положения, из которых 50 — информативны в кладистическом смысле. Наибольшая степень дивергенции между последовательностями из байкальских амфипод соста-

вила 8%, наименьшая — 1%. Все делеции, внесенные при выравнивании трактовали как «неопределенные состояния». Единственное древо имеет длину 198 шагов (С1 = 0.485, ЯС = 0.216). Топология консенсусного древа, построенного из всех древ на четыре шага длиннее (включительно) идентична наилучшему древу. Тем не менее, бремеровские индексы гниения и бутстрепные поддержки оказались относительно низкими. Поэтому для того, чтобы независимо оценить топологию древа, был использован метод максимального правдоподобия (программа Га510КАш1). Полученная топология практически не отличается от топологии максимально экономного древа (рис. 1) за исключением положения клады (7. ри1ех/М. ЬгатскИ.

Рис. 1. Максимально правдоподобное древо байкальских амфипод, построенное на основании сравнения последовательностей 18S рРНК.

Низкая статистическая поддержка топологии древа объясняется в первую очередь высокой консервативностью гена 18S рРНК, поэтому в дальнейшем эволюционные исследования байкальских амфипод проводились с помощью последовательностей быстрее эволюционировавших митохондриальных генов.

На рис. 2 представлено филогенетическое древо для 14 видов байкальских амфипод, построенное по mtCOIII нуклеотидным последовательностям методом объединения ближайших соседей (neigh-bour-joining), сделанное на основе замен в 1-й и 2-й позициях кодона. Дистанции подсчитаны по двухпараметрической модели Кимуры. В качестве внешней группы использована последовательность Anemia franciscana. Под/над узлами приведены результаты бутстреп-теста. Наблюдается разделение исследуемых видов на две группы (бутстреп 73%). Первая — включает вооруженных представителей рода Acanthogammarus, Boeckaxellia и Echiuropus, т.е. амфипод, тело которых имеет различные выросты и шипы. Вторая представлена гладкими Eulimnogammarus, Plesiogammarus и вооруженными Palicarinus и Paragatjajewia.

0.1

Клада рода Eulimnogammarus практически соответствует принятой классификацией (Базикалова, 1945; Камалтынов, 1992). Единственное расхождение с существующей классификацией на представленной схеме — это положение ветви Plesiogammarus, относящейся к самостоятельному роду. Высокая степень вариабельности СОШ у амфипод включает, по-видимому, и область, комплементарную использованным праймерам. Поэтому в дальнейшем анализе был использован фолмеровский фрагмент митохондриального гена COI, который оказалось возможно амплифицировать и у представителей других букетов видов. Отношение синонимичных и несинонимичных замен (включая третью позицию), предполагает отсутствие влияния возвратных замен на генетические дистанции по mtCOI между видами амфипод.

..................Artemia franciscana

44J

- Pallasea cancellus Boeckaxelia carpenteri

Acanthogammarus albus

Acanthogammarus godlewskii —— Echiuropus seidlitzi

. Palicarinus puzyili Palicarinus nigra

, Paragarjajewia petersi microphtalma 1Ö0L Paragarjajewia petersi macrophtalma —— Eulimnogammarus grandimanus • Plesiogammarus gerstaeckerí

- Eulimnogammarus verrucosus

————— Eulimnogammarus vittatus

. Eulimnogammarus cyaneus

Рис. 2. NJ-древо представителей байкальских амфипод, построенное по частичным нуклеотидным последовательностям митохондриального гена СОШ. Под узлами приведены бутстрепные поддержки.

Для проверки этого предположения с помощью алгоритма функции максимальной правдоподобия (программа Puzzle v. 4.0), проводилась априорная оценка мощности филогенетического сигнала в трех вариантах: 1) с использованием всех замен во всех позициях; 2) всех замен в первой и второй позициях; 3) всех замен в первой и второй позициях и только трансверсии в третьей позиции. Полученный результат свидетельствует, что уменьшение числа информативных сайтов ведет к увеличению неоднозначности филогенетического сигнала от 1,9% неразрешенных "квартетов" видов в первом случае, до 4,6% во втором случае. Третий случай является наиболее оптимальным 1,4% неразрешённых квартетов. Тем не менее, для филогенетических древ построенных с использованием алгоритма функции максимального правдоподобия характерна неразрешённость большинства внутренних узлов, при этом NJ-древа при тех же параметрах имеют большую статистическую поддержку за счет бутстреп-оценок. Поэтому в настоящей работе филогенетические схемы с использованием ML алгоритма для mtCOI гена не приводятся. Подробный анализ соотношения

различных типов замен показал, что наиболее оправданным в случае этого гена является использование всех имеющихся информативных сайтов для 1-й и 2-й позиций кодона и только трансверсий в третьей позиции.

На рис. 3 представлена схема филогенетических взаимоотношений байкальских, небайкальских пресноводных и морских амфипод, построенная методом объединения ближайших соседей. Использовались все замены в 1-м и 2-м положениях и только трансверсии в 3-м положении кодона. В качестве внешней группы использована нуклеотидная последовательность Mysis relicta (Crustacea, Mysidacea) из Северной Скандинавии. Бутстреп-значения приведены над/под узлами, небайкальские виды — на сером фоне.

Eulimnogammarus viridis Eulimnogammarus vittatus Eulimnogammarus verrucosus Eulimnogammarus maackii Eulimnogammarus cruentus Eulimnogammarus lividus Corophiomorphus kietiinskii Eulimnogammarus cyaneus Plesiogammarus zienkowiczi

Macroperiopus wagneri Heterogammarus sophianisii Pallcarinus nigra Paiicarinus puzylfii carinulata Parapallaesea iagowskii Acanthogammarus fíavus Acanthogammarus flavus sowinski Acanthogammarus brevispinus Pallasea baikali

Paiiasea dryshenkoi

Pallasea cancellus Boeckaxeilia potanini Pallasea meissneri Ommatogammarus cameolus

Ommatogammarus fíavus PoekUogammarus sukaczewi Pallasea grubel Pallasea quadrisplnosa\ Acanthogammarus victorii Gammarus lacustris] Micruropus wahli wahli Micruropus vortex vortex \Gammarus pulex 1 \Eurythenes gryllus\ Wentieiia sulfuric \Abyssorchomene sp]

I Mysis геНсЩ

Рис. 3. NJ-древо представителей байкальских амфипод, построенное по частичным нуклеотидным последовательностям митохондриального гена COI. Под узлами приведены бутстрепные поддержки.

Большинство представителей рода Eulimnogammarus объединены в единую кладу, наблюдаются достаточно выраженные внутренние ветви, как и для mtCOIII гена, хотя бутстреп-поддержка достоверна не для всех ветвей данной клады. С уверенностью можно говорить о близости видов Е. verrucosus, Е. vittatus и Е. viridis olivaceus между собой и о недавней дивергенции Е. cruentus и Е. lividus. Позиция ветви Е. cyaneus на данном древе оказалась базальной по отношению к ветви представителя близкородственного рода Corophi-omorphus, ранее считавшегося подродом рода Eulimno-gammarus (Базикалова, 1945). Однако, данный порядок ветвления не поддержан высокими значениями бутстреп-теста, хотя и может считаться подтверждением близости двух родов.

Исходя из морфологических данных, определенная близость Macroperiopus, Eulimnogammarus и Corophiomorphus также не вызывает возражений (Камалтынов,1995).

Порядок ветвления Parapallasea и Palicarinus предполагает монофи-летическое происхождение этих двух родов. Значительные длины ветвей, характерные для всего древа, представленного на рис. 3, являются отражением значительных генетических расстояний между Parapallasea и Palicarinus. Аналогичные выводы можно сделать, рассматривая взаимоотношения двух видов глубоководных Ommatogammarus.

С другой стороны, крайне затруднительно объяснить позиции большинства ветвей, принадлежащих родам Pallasea и Acanthogammarus, с точки зрения современной систематики. Если позиции близкородственных таксонов таких, как подвиды A.flavus совершенно однозначны, то в целом для родов Pallasea и Acanthogammarus не удаётся проследить единой закономерности. При этом, генетическое расстояние между A.flavus и Aflavus sowinski соответствует скорее дистанции между двумя независимыми видами. Не явилась неожиданностью близость финской P. quadrispinosa и байкальской jР. grübet, такая позиция ветви подтверждает мнение Барнардов (Barnard J.L., Barnard С.М., 1983), которые считали P. quadrispinosa уникальным современным выходцем из байкальской фауны. К аналогичному выводу привели исследования изоферментного разнообразия 11 байкальских эндемичных Pallasea и P. quadrispinosa (Вяйноля, Камалтынов, 1995).

Происхождение обособленных ветвей Pallasea и Acanthogammarus можно с большой долей уверенности отнести к самому началу образования корней основной клады (истинного букета видов) байкальской эндемичной амфиподной фауны.

Как задача исследования рассматривался вопрос о соответствии возраста исследуемых видов по молекулярным данным и макрогеологичес-ким событиям, происходившим в районе Байкальской рифтовой впадины. Как указывалось выше, достоверно известное время существования постоянного крупного пресноводного бассейна не превышает 30—28 млн лет (Mats, 1993; Мац, 1995).

Предварительные оценки времени существования байкальской амфиподной фауны по последовательности mtCOIII гена позволили нам

предположить, что время существования "букета видов" байкальских амфипод может быть сравнимо с возрастом озера, т.е. около 30 млн лет (Огарков и др., 1997).

Отсутствие полноценных палеонтологических данных по исследуемой группе (Bousffld, 1983) й значительные различия в скоростях эволюции в некоторых кладах заставляют использовать как косвенные оценки времени эволюции исследуемой группы (Bousffld, 1983), так и прямые, беря за основу гомологичные нуклеотадные последовательности. Основными источниками проблем при использовании гипотезы молекулярных часов считаются значительные различия в продолжительности жизни одного поколения сестринских видов и различные эффективные размеры популяций (Wu, Li, 1985). Различные типы замен (транзиции или трансверсии, синонимические или несинонимические) по-разному реагируют на эти обстоятельства. Для амфипод оказалось, что наиболее равномерно ведут себя замены аминокислот. Это потребовало использование для оценок временных характеристик эволюции этой группы отдаленных небайкальских таксонов.

Помимо байкальских видов в анализ были включены следующие виды животных: пресноводные гаммариды (G.pulex, G. lacustris) и морские амфиподы из надсемейства Lysianassoidea ( К sulfuris, Abyssorchomene sp.). В качестве внешней группы использована последовательность Mysis relicta.

С целью получения косвенных временных оценок рассматривали филогенетические взаимоотношения байкальских амфипод с другими таксонами амфипод и ракообразных.

В соответствии с результатами теста на отношение длин ветвей (TakezaJki et al., 1995), ни одна из ветвей древа достоверно не отличается от средней длины (р < 0.05). Однако в 7 случаях из 20 Z-значение превышает 1,0. Это обстоятельство свидетельствовало о статистически значимых различиях в длинах ветвей (Takezaki et al., 1995). Следовательно, потребовалась коррекция в оценках дистанций и времени дивергенции этих ветвей с помощью теста на относительную скорость (relative-rate test) (Li, 1997). Результаты теста так же были учтены при построении линеаризованного древа (рис. 4).

Было выделено 4 основных эволюционных узла обозначенных на рис. 4 как А, В, С и D. Узел А соответствует началу видообразования обширной монофилетической группы байкальских амфипод, В - появлению предка современного рода Micruropus, С — появлению предка пресноводных G. pulex, G. lacustris, относящихся к надсемейству Gammaroidea, D — появлению предка для V. sulfuris, Abyssorchomene sp. из надсемейства Lysianassoidea. Соотношение генетических дистанций для этих узлов А: В : С : D составило: 1:1,7 : 2,43 : 3,24.

Наиболее ранние палеонтологические находки мизид датируются возрастом около 250 млн лет (Moor, 1969, Enay, 1993). Эта датировка рассматривалась как верхний временной предел для представленного древа (рис. 4). По оценке Боусфилда, (Bousffld, 1983), время происхождения надсемейства Gammaroidea соответствует границе Мелового и Третичного периодов, т.е. составляет около 70 млн лет. По этой же оценке возраст

морских Lysiariassoidea соответствует границе Мелового и Юрского периодов — около 150 млн лет.

__ Mysls rollcta ______ Abyssorchomene sp. (22)

-Vontiella sulfuris (44)

______ Gammarus pulox{21)

— Gammarus lacustrls (44) _____ Micruropus vortex vortex (89)

_____ Micruropus wahS wahli (53)

_____ Eulimnogammarus cyaneus (24)

_____ Acanthogammams victors (11)

______ Ploslogammarus zienkowiczl (1)

, Pallasea melssneri (88) , Eulimnogammarus IMdus (85)

Eulimnogammarus cruentus (85) Eulimnogammarus verrucosus (82) Eulimnogammarus vlrldls (50) Eulimnogammarus vittatus (50)

, Acanthogammams flavus (14)

Eulimnogammarus maackil (S9)

Ommatogammarus carneolus (78) Palicarinus puzyllll (4) Palicarinus nigra (14)

Рис. 4. Линеаризованное древо байкальских амфипод, использованное для оценок возрастов событий, обозначенных латинскими буквами. Вероятности соответствия скорости накопления замен в терминальной ветви и средней скорости по всему древу приведены в скобках после названий видов.

Таким образом, если предположить, что дистанция от узла С должна соответствовать времени не менее 70 млн лет, то время от узла А в соответствии с соотношением дистанций А: В : С = 1:1,7 : 2,43 должно составить 28.8 млн лет. Соответственно временное расстояние до узла В - выделение рода Мкгигориз составит 49 млн лет. Аналогичным образом можно посчитать возраст клад монофилетической группы байкальских амфипод (клада А) и Мгсгигорш (клада В), предполагая, что возраст клады Б составляет не менее 150 млн лет. Исходя из соотношения А: В : В = 1 :1,7 : 3,24, возраст клады А составит 46.3 млн лет, а возраст клады В — 78.7 млн лет.

Парадоксальность полученных оценок заключается, во-первых, в широкой вариабельности значений, во-вторых, в определенной несогласованности максимальных датировок и известных геологических событий. Други-

ми словами, было бы логично предполагать происхождение монофилети-ческой группы амфипод (клады А) в рамках Байкала, как стабильной экосистемы, учитывая, что возраст постоянного и глубоководного озера оценивается в 30-28 млн лет (Mats, 1993, Мац, 1995). В рамку этой датировки попадают только минимальные оценки (28.8 для клады А), полученные из предположения возраста 70 млн лет для клады С.

Для проверки полученных датировок был предпринят ряд попыток определения времени дивергенции исследуемых групп непосредственно, исходя из известных оценок скоростей накопления нуклеотидных замен в mtCOI гене. Следует отметить, что в отличие от представленных выше оценок, использование такого рода шкалы не всегда учитывает различия в скоростях эволюции между сравниваемыми группами.

В исследовании (Schubart et al., 1998) скорости накопления нуклеотидных замен для mtCOI у крабов оценивалась в 1.66—2.6% за 1 млн лет, при этом подавляющее большинство нуклеотидных замен пришлось на 3-ю позицию кодона. Если применить эту оценку, то возраст байкальских амфипод без рода Micruropus составит 22—34 млн лет (до 57% замен в третьей позиции). Однако, в данной оценке достаточно очевидна возможность занижения значений вследствие насыщения заменами третьей позиции.

Для более корректной прямой оценки времени было подсчитано количество аминокислотных замен на гомологичном участке mtCOI между двумя видами дрозофил — D. melanogaster и D. silvestris. Из литературных данных известно, что время расхождения двух этих видов составляет немногим менее 40 млн лет (Russo et al., 1995). На гомологичном участке mtCOI между двумя этими видами нами обнаружено 10 аминокислотных замен. При анализе различий в скоростях эволюции с набором байкальских видов, представленных на рис. 4, достоверных различий в скоростях эволюции обнаружено не было р < 0.05 (Takezaki et al., 1995).

Подсчет количества аминокислотных замен на сайт за 1 млн лет показал скорость накопления равную 1.4 х Ю-3. Исходя из этого результата было подсчитано время дивергенции для монофилетической группы байкальских амфипод (узел А), которое составило 43.6 млн лет. Время существования Micruropus оценено в 71.5 млн лет.

Таким образом, несмотря на очевидный разброс оценок, отличающийся зачастую в 2 раза, время колонизации Байкала амфиподами по представленным данным может быть определено не позднее границы между Олигоценом и Миоценом, т. е. около 28 млн лет. При этом минимальная оценка 22-34 млн лет, полученная по третьей позиции кодона, скорее всего занижена.

Исходя из полученных результатов по mtCOI, mtCOIII и данных по 18S РНК, можно предложить следующую схему развития байкальских амфипод:

1) вселение амфипод в озеро происходило неоднократно (по меньшей мере, два раза);

2) значительная часть, возможно большинство современных видов байкальских амфипод, может являться потомками предковой формы, существовавшей в водоеме до начала рифтообразования и появления стабильного глубоководного озера;

3) определенная часть видов (Micruropus vortex, Micruropus wahli, Macrohectopus branickii) произошла от предковой формы, более близкой предку современной европейской гаммаридной фауны, чем гипотетическому предку большой монофилетической группы байкальских амфипод;

4) в эволюционной истории амфипод на современном уровне наших знаний не прослеживается никаких особенностей, которые бы совпадали по времени с периодами взрывообразного видообразования в других группах байкальских беспозвоночных.

2. Филогения байкальских Lumhriculidae

Определены нуклеотидные последовательности фрагмента митохон-дриального гена mtCOI длиной 642 п.н. для 26 байкальских видов сем. Lumbriculidae: Lamprodrilus achaetus achaetus, L. achaetus hemiachaetus, L. ammophagus, L. decathecus, L. dybowskii, L. isossimowi, L. pygmaeus, L. satyriscus, L. 'secernus', L. stygmatias, L.polytoreutus, L.wagneri, Agriodrilus vermivorus, Teleuscolex baicalensis, T. korotneffi, Styloscolex asymmetricus, S. baicalensis, S. chorioidales, S. kolmakowi, Stylodrilus asiaticus, St. mirus, St. opistoannulatus, St. parvus, Rhynchelmis alyonae, Rh. brachicephala, Rh. shamanensis. Все полученные нуклеотидные последовательноси mtCOI выравнивались относительно Lumbriculus variegatus (EMBL: AF003257).

Согласно описанным выше характеристикам набора данных (нуклео-тидный состав, частоты замен), филогенетический анализ был проведен в два этапа. Для получения общей картины филогенетических взаимоотношений видов внутри группы было построено древо (рис. 5) на основе 34 (включая внешнюю группу) нуклеотидных последовательностей, соответствующих фрагментам гена mtCOI при помощи программы LINTRE (Takezaki et al., 1995). Ввиду того, что генетические расстояния между наиболее удаленными видами оказались весьма велики, для характеризации филогенетических отношений в рамках всего набора видов использовались только несинонимичные замены. Так как этот анализ не позволил разрешить некоторые взаимоотношения внутри байкальских видов, главным образом, принадлежащих к группе "Lamprodrilus" то, для того чтобы достигнуть максимального разрешения были использованы синонимичные мутации в третьем положении кодона и лишь одна последовательность в качестве аут-группы (L. variegatus), дабы избежать возможного вмешательства длинных ветвей.

Проведенный анализ выявил хорошую согласованность полученной нами филогенетической схемы (рис. 5) и классификации, основанной на морфологических признаках. Доказано, что роды Styloscolex, Stylodrilus и Lamprodrilus являются монофилетичными единицами. Порядок ветвления в первых двух кладах оказался хорошо разрешенным, хотя

бустреп-подцержки невелики из-за низкой вариабельности состава нук-леотидов внутри клада (рис. 6).

NJ tree built with GTR +1 +G distance matrix NJ

—— L variegat S asymmetr S baicalen S chryoida - s kolakowi

R brachice — A vermivor

L polytore - L stygmatl

L decathec L satyrisc L isossimo

Tkorotnef — T baicalen

-L dybowski

-Lhemiacha

L ammophag - L wagneri

L secernus — L achaetus

— R shamanen - Ralyonae

— St opimsto

— Stmirus St asiatic

— St parvus

. 0.05 substitutions/site

Рис. 5. NJ-древо байкальских люмбрикулид, построенное на основании сравнения нуклеотидных последовательностей Фолмеровского фрагмента гена COI.

Согласно, полученным филограммам, группа "Lamprodrilus", включающая роды Agriodrilus, Teleuscolex и Lamprodrilus, очень слабо разрешена. Кроме того, к этой группе примыкает гигантский ринхелмис (Rh. brachycephala), что не согласуется с современной систематикой люмбрикулид. Порядок ветвления внутри группы "Lamprodrilus" достоверно не разрешается даже, если представители этих родов анализируются отдельно от остальных с одной или двумя внешними группами и при использовании только третьих позиций кодонов, так как в двух первых позициях практически нет вариабельности.

Bootstrap

100

■ L variegat

■ S asymmetr

■ S ba'calen

- S chcyoida

■ S kolakowi

■ Avermlvor

■ T korotnef

■ T baicalen

• L dybowski

■ L hemiacha

■ L ammophag

■ I stygmati

• L decathec

■ L satyriso

■ L wagneri

- L secemus

• L Isossimo

■ L polytore

■ L achaetus

• R brachice

• R shamanen

• R alyonae

■ St opimsto

• St minis

■ St asiatic

■ St parvus

Рис. 6. Кладограмма байкальских люмбрикулид, показывающая статистическую (бутстрепную) поддержку кластеров. Все узлы, имеющие поддержку менее 50% (из 1000 реплик) схлопнуты в политомии.

Согласно полученным дендрограммам, роды Agriodrilus, Teleuscolex и Lamprodrilus произошли в результате синхронной радиации от общего предка и представляют собой истинный "букет" видов. Хотя, в принципе, и возможно различить подгруппы видов внутри группы "Lamprodrilus", все же в целом древа оказались слабо разрешенными (crown-like radiation) с очень низкими поддержками достоверности основного ветвления. Проведенное методом "Монте Карло" исследование филогений подтвердило достоверность топологии последнего древа (рис. 5). Эти обстоятельства позволяют выдвинуть гипотезу об очень быстром "коронообразном" или "взрывном" характере образования группы "Lamprodrilus".

Кроме того, характер ветвления внутри группы "Lamprodrilus" не обнаруживает разделения родов, входящих в эту группу, на отдельные клас-

теры как это предусматривается современной классификацией. Роды Agriodrilus, Teleuscolex и Lamprodrilus выглядят на всех полученных нами филогенетических древьях (рис. 5, 6) как единая группа. Идея объединения представителей трех таксонов, входящих в группу "Lamprodrilus", в единый род не нова и уже высказывалась ранее другими авторами (Brinkhurst, 1989; Cook, 1971) на основе сравнения морфологических признаков, хотя в последствии была оставлена, будучи недостаточно обоснованной. Теперь, подкрепленная результатами молекулярно-филогенети-ческих реконструкций, эта идея вновь становится актуальной.

Набор видов люмбрикулид, использованный для филогенетической реконструкции в настоящем исследовании, позволяет выявить неравномерность эволюционного процесса и выделить несколько периодов более интенсивного видообразования. Наиболее интересным представляется определение возраста группы "Lamprodrilus" - быстрой "коронообраз-ной" радиации, произошедшей предположительно в ограниченный интервал времени, что позволит нам соотнести это необычное эволюционное явление с известными событиями в истории байкальской экосистемы и приблизиться к пониманию причин столь бурного видообразования.

Для того чтобы получить общую идею о координации событий видообразования в различных группах семейства Lumbriculidae мы заново вывели максимально правдоподобное древо. При использовании программы "tpcv" из пакета LINTRE, которая является одним из вариантов теста относительной скорости и оценивает равномерность скорости эволюции в разных узлах относительно средней скорости древа данной топологии, были отобраны 22 таксона, для которых поддерживается предположение о наличии молекулярных часов. На основе отобранных 22 последовательностей при помощи программы PUZZLE-TREE (Strimmer & von Haeseler, 1997) было построено автоматически укореняемое древо, усиленное молекулярными часами.

К сожалению, для олигохет не существует возможности использовать данные палеонтологической летописи для калибровки скорости накопления замен, поэтому единственной возможностью остается использование имеющихся в литературе оценок скоростей молекулярной эволюции, вычисленных для других групп беспозвоночных животных.

Если принять оценку 0.1% синонимичных замен в 1 млн лет (Juan et al., 1996), то степень генетических различий, выявленных между наиболее удаленными друг от друга видами, позволяет предположить, что возраст всей группы Lumbriculidae сопоставим с геологическим возрастом Байкала и составляет приблизительно 28—30 млн лет.

Наиболее подходящим типом замен для оценки возраста радиации, приведшей к образованию наиболее молодой и многочисленной группы "Lamprodrilus" оказались транзиции в третьем положении кодона (все синонимичные), которые, однако, из-за насыщения могут дать несколько заниженные оценки. Поскольку накопление нуклеотидных замен является случайным процессом и подвержено влиянию некоторых биологических обстоятельств, приводящих к неравномерной скорости молекулярных чаде

сов даже для близкородственных видов, в случае группы "Lamprodrilus" мы воспользовались тем обстоятельством, что порядок ветвления в этой группе достоверно не разрешается, несмотря на достаточное количество филогенетической информации. Для определения среднего числа замен накопившихся со времени образования группы "Lamprodrilus" и повышения точности вычисления, усредняли попарные расстояния (p-distances) всех пар последовательностей, принадлежащих этой группе и соединяющихся ветвями, проходящими через конкретный узел мультифуркации.

В данном случае, для пучка видов группы "Lamprodrilus", это среднее составило 13 ± 1% транзиций, что, если принять оценку 4% транзиций за 1 млн лет (Collins et al., 1996), примерно соответствует 3,3 ± 0,5 млн лет.

Линеаризованное древо показывает события видообразования и в других линиях, но интересно отметить, что "букет" видов группы "Lamprodrilus" является самой молодой радиацией в семействе Lumbriculidae. Кроме того, это древо также поддерживает описанную в предыдущем разделе мульти-фуркацию и показывает, что образование видов многочисленной группы "Lamprodrilus", вероятнее всего, происходило практически одновременно.

Так как палеонтологической летописи для семейства Lumbriculidae нет, то абсолютное значение временных оценок в этой группе очень приблизительно, но, тем не менее, это не влияет на вывод, что имеется, по крайней мере, один период разительно высокой скорости кладогенеза. К сожалению, современное состояние наших знаний не позволяет нам охарактеризовать дивергенцию в других линиях семейства Lumbriculidae. Для этого требуется получение дополнительных последовательностей от представителей родов Rhynchelmis, Styloscolex и Stylodrilus.

Молекулярно-филогенетический анализ эндемичного семейства

Baicaliidae

Нуклеотидные последовательности фрагмента mtCOI гена длиной 618 п.н. были получены для 26 видов сем. Baicaliidae и 3 видов сем. Benedictiidae. Всего определено 36 последовательностей ДНК: 7 видов сем. Baicaliidae представлены несколькими подвидами или разными образцами. При трансляции с использованием митохондриального кода дрозофилы во всех последовательностях обнаружена единственная неперекрывающаяся рамка считывания.

Низкая степень внутривидовых различий нуклеотидных последовательностей гена COI у байкалиид и значительное преобладание транзиций над трансверсиями среди нуклеотидных замен указывают на то, что уровень "шума" (т. е. гомоплазии) в исходном наборе данных весьма невелик. Для априорной оценки содержания филогенетического сигнала в полученных нуклеотидных последовательностях был использован метод правдоподобного картирования.

Оказалось, что большинство квартетов видов (93.1%) расположено в участках, соответствующих полностью разрешенной филогении. В области, соответствующей "звездообразной" эволюции находятся лишь 1.6%

точек. Следовательно, можно сделать вывод, что содержащейся в исследуемом наборе данных информации может быть достаточно для установления эволюционных отношений между нуклеотидными последовательностями. Тем не менее, даже в этом случае, из-за присущих ему ограничений метод правдоподобного картирования не гарантирует получения полностью разрешенного древа (Bandelt & Dress, 1986).

Для построения филогенетических древ по методу объединения ближайших соседей использовались различные методики оценки генетических дистанций (Джукса и Кантора, 2-х параметровая Кимуры, Тамуры и Нея). Однако, топология, длины ветвей и бутстрэпные значения у всех полученных древ различались крайне незначительно. Дистантное древо с бутстрэпными оценками построенное на основе матрицы генетических расстояний рассчитанных по 2-х параметровой модели Кимуры и укорененное по "средней точке" представлено на рис. 7.

Рис. 7. NJ-древо байкалиид, построенное на основании сравнения последовательностей фолмеровского фрагмента гена COI. В узлах обозначены бутстреп-ные поддержки полученной топологии древа (в процентах от 1000 реплик).

Характерной особенностью данного древа является то, что большинство его базальных узлов разделены очень короткими ветвями и имеют слабую бутстрэпную поддержку, в то время как значительная часть наружных узлов довольно хорошо статистически поддержана.

P. ttorii florii 2 — Af blthyniopsis —- т. macroitoma

Бескорневое древо, построенное по квартетному алгоритму наибольшего правдоподобия, изображено на рис. 7. По сути, оно имеет те же свойства, что и приведенное выше дистантное древо. Области мультифурка-ции (неразрешенного ветвления) на квартетном древе соответствуют узлам с низкой бутстрэпной поддержкой на древе, построенном по методу объединения ближайших соседей. Показатели надежности топологий полученных древ (бутстрэпные значения и индексы поддержки на дистантном и квартетном древах, соответственно) коррелируют между собой, хотя рассчитаны с помощью независимых методов. Единственное исключение составляет узел В. turriformis — В. carinata, который сильно (100%) поддержан на дистантном, но не разрешается на квартетном древе (по алгоритму, используемому программой PUZZLE, узлы, имеющие менее 50% поддержки при построении древ схлопываются). В данном случае, морфологические данные также поддерживают совместную кластеризацию видов рода Baicalia наблюдаемую на дистантном древе.

Рис. 8. Максимально-правдоподобное древо байкалиид, построенное на основании анализа тех же данных, что и на рис. 7. В узлах показаны значения Ри221_Е-поддержки топологии (10 000 квартетов), все узлы с поддержкой менее 50% схлопнуты в политомии

Наблюдаемый в обоих древах "звездообразный" топологический паттерн может объясняться двояко: либо недостаточностью филогенетического сигнала в исходных последовательностях, либо внутренними свойствами эволюционного процесса у исследуемых видов. Первое объяснение, по-видимому, может быть отвергнуто. Судя по результатам правдоподобного картирования и исходя из общих соображений относительно процесса накопления нуклеотидных замен, можно предположить, что полученные последовательности содержат достаточно информации для разрешения филогенетических отношений между ними. Наиболее вероятно, что "звездообразная" топология полученных древ, которая наиболее четко проявляется в квартетном древе, является результатом очень быстрого процесса зарождения и радиации изучаемых видов, аналогично тому, как это отмечено в некоторых других случаях (Kraus & Myamoto, 1991; Barrio et al., 1994; Juan et al., 1996 и др.), в том числе и для байкальских Lumbriculidae.

Сопоставление полученных молекулярных древ с существующими представлениями об эволюционных связях между видами сем. Baicaliidae довольно затруднительно, т. к. четкой схемы филогенетических взаимоотношений байкалиид, основанной на морфологических, анатомических и пр. данных, до сих пор никем не было предложено. Опираться в этом вопросе можно лишь на родовую принадлежность и отдельные свидетельства близости исследуемых видов.

Молекулярные древа, или "древа генов", построенные на основе последовательностей ДНК единичного гена могут существенно отличаться от древа видов в случае, если исследуемые таксоны разошлись в течение короткого промежутка времени (Pamilo & Nei, 1988). Поэтому возможно сравнение древ, построенных на основе последовательностей ДНК фрагмента гена mtCOI, с современной родовой классификацией сем. Baicaliidae основанной на анатомических признаках женской половой системы, выявляет слабую корреляцию между молекулярными и анатомическими данными. Большинство родов и подродов на полученных древах выглядят полифи-летичными, за исключением рода Baicalia на дистантном древе. Однако, слабая статистическая поддержка базальных ветвлений, во многих случаях, допускает иной порядок ветвления, нежели на представленных древах, что не всегда позволяет делать однозначные выводы об ошибочности классификации. С другой стороны, необходимость ревизии существующей систематики Baicaliidae признается зоологами и, в настоящее время, идет поиск новых информативных морфологических признаков.

Весьма любопытен вопрос о причине довольно хорошо статистически поддержанного разделения видов байкалиид на две большие группы, которое наблюдается на полученных молекулярных древах (кластеры А и В на рис. 7 и 8). Морфо-анатомических синапоморфий у совместно кластеризующихся видов, которые могли бы объяснить данный факт, на текущий момент не обнаружено. Однако, Т.Я. Ситниковой было сделано предположение о том, что такое разделение байкалиид может быть вызвано различиями в механизме питания у видов, входящих в разные кластеры. По ее

данным, большинство видов из кластера А являются типичными детрито-фагами, в то время как, виды из кластера В - сестонофаги, либо имеют смешанную диету. Например, путем вскрытия желудков В. turriformis ею было обнаружено, что питание этого моллюска составляют почти исключительно бактерии. Косвенно, это предположение подтверждается результатами экологических исследований. Еще Кожовым (1936) была отмечена приуроченность ряда видов к скальным субстратам прибрежной полосы (Е. variesculpta, Е. herderiana, Tr. ciliata, В. carinata-costata, В. turriformis). Позднее, профильные исследования донных биоценозов (Камалтынов и др., 1998) позволили обнаружить положительную корреляцию между численностью вида и углом склона для Tr. ciliata, В. turriformis, Е. herderiana, М. costata (все виды входят в кластер В) и, напротив, отрицательную корреляцию для М. bithyniopsis (вид из кластера А). На скальных поверхностях с отрицательным углом наклона обнаружены огромные скопления моллюсков вида В. turriformis неподвижно прикрепленного к субстрату. Авторами работы сделано предположение, что такое распределение данных моллюсков связано с их питанием мощными присклоновыми потоками сестона. Несмотря на то, что не все виды байкалиид являются строго детрито- или сесто-нофагами, а для некоторых видов данные об их пищевых предпочтениях отсутствуют, предположение Т.Я. Ситниковой о том, что дивергенция исследуемых моллюсков на раннем этапе их эволюции могла идти по пути формирования различных механизмов питания (следовательно, и по соответствующим субстратам) выглядит вполне вероятным. Возможно, что у отдельных потомков предковых форм, давших начало кластерам А и В, пищевая специализация не зашла слишком далеко и, тип питания у них менялся в ходе эволюционной истории.

Из корневого дистантного древа, изображенного на рис. 7 видно, что предковый, общий для всех видов узел в кластере А, в отличие от кластера В, отделяет от корня древа сравнительно длинная базальная ветвь, выделенная на рисунке жирной линией. Тест на стандартную ошибку длин ветвей, проведенный с помощью программы MEGA, показал, что длина этой ветви с высокой вероятностью (98%) отличается от нулевого значения. Это может свидетельствовать о том, что радиация видов в кластере А началась несколько позднее, чем в кластере В. Можно очень приблизительно определить соотношение длины рассматриваемой базальной ветви и средней длины древа от корня до терминальных "листьев" как 1: 4. Отсюда можно предположить, что возраст видов из кластера А составляет примерно 3/4 от возраста видов из кластера В. Безусловно, такая оценка не претендует на точность, но для дальнейших выводов нам важно лишь показать сам факт различия видов из разных кластеров по времени начала радиации от предковых форм.

Для установления временной шкалы эволюции гена mtCOI у байкальских моллюсков (на основании которой делались выводы о временах дивергенции изучаемых видов) в основном использовались калибровки скоростей накопления транзиций и трансверсий в третьем положении кодонов в гене CytB брюхоногих моллюсков рода Nucella (Neogastropoda; Muricidae)

составляющие 3-4% и 0.42% за млн лет, соответственно (Collins et al., 1996). Эти оценки скорости эволюции мтДНК моллюсков наиболее точны и достоверны из всех имеющихся на сегодняшний день. Однако их применение в данном случае может дать ошибочный результат по ряду причин.

Во-первых, данные калибровки рассчитаны как простое число нук-леотидных различий, выраженное в процентах за млн лет, а не эволюционные дистанции. Даже в гомологичных генах, состав нуклеотидов у разных организмов может быть разный - это может привести к тому, что число накопленных нуклеотидных различий определенного типа за единицу времени у них может отличаться.

Во-вторых, характер нуклеотидной эволюции у негомолошчных генов, при прочих равных условиях, будет различаться тем больше, чем сильнее селективные ограничения в отношении того или иного типа замен. Взаимодействие между мутационным давлением на уровне ДНК и отбором на уровне аминокислотных последовательностей, определяющее наблюдаемый спектр мутаций, очень сложно и может проявляться по-разному в каждом конкретном случае (Li, 1997). Нас интересует, прежде всего то, насколько могут отличаться относительные скорости накопления транзиций и трансверсий в третьем положении кодонов в генах mtCOI и CytB. Исходя из генетического кода мгДНК Drosophila, в митохондриальных белок-кодирующих генах можно выделить дважды- и четырежды вырожденные кодоны. У четырежды вырожденных кодонов трансверсии в третьей позиции (V3) всегда синонимичны, в то время как, в дважды вырожденных кодонах они вызывают аминокислотные замены, которые могут изменить функциональные свойства гена и потому отсекаться отбором (Moiyama & Powell, 1997; Purvis & Bromham, 1997). Следовательно, чем больше в составе гена доля четырежды вырожденных кодонов, тем больше в нем скорость накопления V3. Поскольку транзиций в третьей позиции кодонов (S3) не вызывают мутации замещения, скорость их накопления должна существенно меньше зависеть от аминокислотного состава. Статистическая обработка данных, выполненная с помощью программы MEGA, показала, что в гене mtCOI исследуемых байкальских моллюсков доля четырежды вырожденных кодонов в среднем в 1.2 раза больше, чем в гене CytB моллюсков рода Nucella для которого были получены калибровки накопления V3 и S3 (регистрационные номера последовательностей в базе данных GenBank U69710-U69728). Реальный процесс накопления замен очень сложен, но можно предположить, что в отсутствие видоспегщфичного смещения частот использования кодонов и при прочих равных условиях, скорость накопления V3 в гене mtCOI будет в 1.2 раза быстрее, чем в гене CytB, в то время как скорости накопления S3 в обоих генах будут примерно одинаковы. Это обстоятельство следует учитывать при интерпретации временных оценок дивергенции последовательностей гена mtCOI байкальских моллюсков.

Третий потенциальный источник ошибок при датировке расхождения видов — это таксон-специфичные различия скоростей эволюции мгДНК у исследуемых животных и у организмов, для которых рассчитана калибровка.

При сравнении негомологичных последовательностей ДНК оценить этот эффект почти невозможно, поэтому желательно использовать несколько, независимых калибровок скорости накопления нуклеотидных замен, чтобы иметь представление о нижних и верхних пределах датировок.

Помимо указанных выше, в данной работе были использованы оценки общей скорости эволюции фрагмента гена MTCOI у транспанамских крабов (Schubart et al., 1998) и креветок (Knowlton et al., 1993), составляющие 1.66—2.6% и 2.2—2.6% за млн лет, соответственно. Опорным пунктом для датировки расхождения видов авторами обеих работ принимается время образования Панамского перешейка, послужившего географическим барьером для скрещивания. Однако, исследования комплексов видов моллюсков и фораминифер неогенового периода Карибского бассейна указывают на то, что изоляция популяций в связи с изменением условий среды обитания могла существенно предшествовать по времени возникновению Панамского перешейка (цит. по Collins et al., 1996). Т. о., упомянутые оценки скорости эволюции гена mtCOI видов могут оказаться завышенными.

Для оценки времени дивергенции с использованием только несинонимичных замен использовалась калибровка, полученная для фрагмента гена mtCOI у канарских жуков рода Hegeter (Juan et al., 1996). Авторы этой работы использовали геологические оценки времени возникновения Канарских островов для датировок дивергенции заселяющих их видов. Хотя в работе не приводится калибровочных оценок в явном виде, из представленного графика следует, что скорость накопления несинонимичных замен в данном случае составляет около 0.06% за млн лет, причем зависимость между количеством накопленных различий и временем дивергенции очень хорошо описывается прямой линией.

Существенную ошибку при оценке времен дивергенции может привнести гетерогенность нуклеотидных последовательностей гена mtCOI у исследуемых видов по скорости накопления замен. Проведенный с помощью программы PUZZLE тест, основанный на сравнении логарифмов значений функции правдоподобия древ, построенных с допущением существования молекулярных часов и без него (использовалась модель Тамуры и Нея с учетом всех типов мутаций), показал, что предположение о равномерности накопления замен в нуклеотидных последовательностях MTCOI гена байкалиид не может быть отвергнуто при 5%-ном уровне значимости. Строго говоря, по результатам этого теста нельзя судить о равномерности накопления отдельно взятых S3 и V3, хотя такое предположение весьма вероятно. К сожалению, в программе PUZZLE не заложены алгоритмы расчета дистанций на основе только этих типов замен. Однако такие вычисления можно производить с помощью программы MEGA. Дистантное древо, построенное с учетом только S3 (не приводится) имеет почти такую же топологию и длины ветвей, что и древо на рис. 8. Так же наблюдается сходное разделение видов на два больших кластера с бутстрэпной поддержкой 63%. Т. к., S3 составляют большинство всех наблюдаемых нуклеотидных замен при сравнении видов внутри сем. Baicaliidae, можно предполо-

жить, что для этого типа мутаций допущение равномерности хода эволюционных часов вряд ли будет существенно нарушаться.

Количество У3 при межвидовых сравнениях последовательностей гена МТС01 байкалиид очень невелико, поэтому предположение о существовании часов, сделанное для транзиций, в данном случае имеет меньше под собой оснований. С помощью программы ЬШТЯЕ был проведен двухкла-стерный тест на равенство скоростей данного типа замен. При этом, в качестве внешних групп были использованы полученные нами последовательности гена ш!С01 видов сем. ВепеШсШёае. Результаты теста свидетельствуют о том, что, у отдельных видов ход часов сбивается (у одного вида — при 1%-ном уровне значимости и у двух видов — при 5%-ном). Однако, в целом, процесс накопления У3 у байкалиид происходит довольно равномерно: О (критерий х2)=32.43 при числе степеней свободы (п—1) = 32, что не превышает стандартного значения у} при 5%-ном уровне значимости.

Проверка предположения об относительном равенстве скоростей накопления У3 у байкалиид и бенедикциид также проводилась с помощью двухкластерного теста. Как внешние группы были использованы последовательности гена МТС01 видов рода Тгуота (сем. НудгоЬШае), входящего в то же надсем. НудгоЬкнёеае, что и изучаемые байкальские моллюски. Судя по результатам теста, ни один исследуемый вид достоверно не отличается от другого по скорости накопления У3. Отсюда, можно предположить, что и скорости накопления 83 у обеих групп байкальских моллюсков также вряд ли будут существенно отличаться друг от друга. К сожалению, ввиду сильного насыщения Э3 при межсемейственных сравнениях последовательностей математически строго проверить это допущение невозможно.

Калибровка скорости накопления несинонимичных замен применялась только для датировки дивергенции семейств ВаюаШ<Зае и ВепесИсШёае, т. к. при внутрисемейственных сравнениях количество этого типа нуклео-тидных замен слишком мало для получения сколько-нибудь достоверных результатов. К сожалению, ввиду отсутствия соответствующего программного обеспечения тест на равномерность скоростей накопления несинонимичных замен не проводился. В этом случае вычислялись минимальная и максимальная оценки времени дивергенции. Вероятно, что крайние значения из полученного временного интервала вызываются как раз сбоями хода молекулярных часов, поэтому, рассчитывалась также модальная оценка, менее подверженная подобного рода искажениям.

При датировке расхождения видов сем. ВепеиНсШдае на основе калибровок скорости накопления Б3 и общей скорости накопления замен рассчитывались только интервальные оценки.

В большинстве случаев, у исследуемых моллюсков таксон-специфичные различия в скоростях накопления различных типов нуклеотид-ных замен не выявлены и, следовательно, этот фактор не будет вносить существенные искажения в оценки времен дивергенции.

В принципе, можно предложить два подхода для получения временных оценок эволюции на основе анализа нуклеотидных последовательностей:

1) по длинам ветвей филогенетического древа и 2) с использованием непосредственно матрицы дистанций между видами. Первый подход, в целом, более корректен, и широко применяется (ТакегаМ е1 а1., 1995). Однако, на наш взгляд, он может приводить к очень значительным ошибкам, т. к. топология и длины ветвей древа далеко на всегда могут быть определены с достаточной надежностью. Второй способ лишен указанных недостатков, но он также может давать несколько смещенные результаты, т. к. обычные статистические способы оценки не учитывают внутренней иерархичности молекулярных данных являющейся следствием филогенетических отношений между последовательностями ДНК. Поэтому, в данной работе, в основном, применялся комбинированный подход, состоящий из двух этапов: 1) исходя из топологии древ выделялись кластеры видов; 2) на основе попарных дистанций мевду членами разных кластеров рассчитывались времена их дивергенции. Т. е., дата начала дивергенции видов сем. Ваюа1Шае от ближайшего общего предка рассчитывалась из расстояния между кластерами А и В; начало радиации видов сем. ВепесИсШёае — из дистанции между родами ВепесИсйа и КоЬеНососМеа; дата начала радиации предковой формы обоих семейств — из дистанции между байкалиидами и бенедикциидами.

Во всех случаях проводился анализ распределения попарных расстояний между видами. Обнаружено, что при сравнении видов байкалиид из разных кластеров между собой по Б3 и по всем нуклеотидным заменам, попарные межкластерные дистанции распределяются нормально. Однако, при аналогичном сравнении по У3, распределение попарных дистанций отличается от нормального и имеет асимметричную форму, характерную для распределения редких событий. Из этого следует, что при оценке дистанции между кластерами использование среднеарифметического значения статистически некорректно. Поэтому, датировка дивергенции байкалиид по скорости накопления У3 производилась также на основе модальной оценки межкластерного расстояния. Это тем более оправдано, что при построении филогенетического древа байкалиид только на основе У3 четкого разделения видов на два кластера не наблюдается, что, вероятно, вызвано тем, что количество этого типа замен недостаточно для разрешения эволюционных взаимоотношений видов внутри семейства. Однако, независимо от того, сравнивались ли только виды из разных кластеров или же все виды между собой, границы модального класса распределения оставались неизменными. При сравнении видов из разных семейств, распределение попарных У3-расстояний близко к нормальному, в то время как распределение попарных дистанций на основе несинонимичных замен при аналогичном сравнении несколько асимметрично.

Разница полученных датировок одних и тех же событий весьма существенна. Как уже было отмечено выше, не все использованные нами калибровки скорости эволюции заслуживают доверия в равной мере. Следовательно, из полученных датировок необходимо выбрать наиболее вероятные и уже на их основе строить дальнейших умозаключения относительно эволюционной истории исследуемых животных.

Более всего бросается в глаза полутора-двукратная разница датировок начала расхождения байкалиид от ближайшей предковой формы, рассчитанных по калибровкам скоростей накопления S3 и V3. Исходя из результатов проведенного анализа молекулярной эволюции гена mtCOI у байкальских моллюсков, довольно определенно можно говорить, что это различие не связано с насыщением транзиций. Другие временные оценки, полученные с использованием калибровок общей скорости эволюции гена mtCOI у крабов и креветок, существенно ближе к датировке, основанной на скорости накопления S3. Кроме того, расхождения в оценках времени дивергенции семейств Baicaliidae и Benedictiidae по скоростям накопления несинонимичных замен и V3 также полутора-двукратные. Временные отрезки, прошедшие с начала дивергенции кластеров сем. Baicaliidae и с момента дивергенции семейств Baicaliidae и Benedictiidae судя по оценкам на основе V3 соотносятся примерно как 1 к 10. Соответствующие датировки по S3 и по всем нуклеотидным заменам приблизительно так же соотносятся с датировкой по несинонимичным заменам.

Таким образом, наблюдаются две параллельные временные шкалы эволюции исследуемых моллюсков, отличающиеся друг от друга в 1.5—2 раза. Выше уже упоминалось, что a priori из-за разницы аминокислотного состава можно ожидать несколько более высокую скорость накопления V3 (но не S3) в гене mtCOI у байкальских моллюсков, чем в гене CytB у моллюсков рода Nucella для которого эта калибровка была получена. Нельзя исключить также наличие иных таксоно- или геноспецифичных факторов, определяющих разницу в скоростях накопления V3 (разный нуклеотидный состав, механизмы мутагенеза и репарации ДНК и т. д.). Поэтому, "длинная" шкала (по V3) скорее всего, может бьггь использована лишь для получения представления о самом верхнем временном пределе эволюционных событий. "Короткая" временная шкала более надежна еще и потому, что она получена с использованием нескольких, независимых калибровок.

Молекулярная филогения субэндемичного рода Choanomphalus

(Planorbidae)

Нуклеотидные последовательности фрагмента гена COI были определены у представителей 13 видов рода Choanomphalus и 3 видов рода Gyraulus. Двенадцать видов Choanomphalus — байкальские эндемики, один (С. mongolicus)— эндемик озера Хубсугул, где он является единственным видом этого рода (Кожов, 1948). Один из использованных в качестве внешней группы видов Gyraulus — байкальский эндемик, остальные гираулюсы происходят из озера Бивы (Япония).

Количество несинонимических замен оказалось недостаточно для получения полностью разрешенной филогении, с другой стороны, риск неправильного вывода древа из-за насыщения по синонимическим транзициям оказался достаточно велик. Поэтому была использована процедура рекурсивного поиска оптимальной модели молекулярной эволюции, которая бы учитывала различную скорость накопления замен в разных положениях с помо-

щью фиксированной доли невариабельных замен и аппроксимации неравномерности вариабельности остальных положений с помощью гамма-функции. В результате было показано, что наиболее оправдано для данного случая использование обобщенной модели обратимых замен (вТЯ) с фиксированной долей невариабельных сайтов и а-параметром гамма-функции.

Эти параметры и были использованы для получения максимально правдоподобного древа (рис 9). Наличие коротких внутренних ветвей потребовало оценки достоверности топологии. Для этого с использованием той же модели молекулярной эволюции было получено древо методом объединения ближайших соседей (N1, топология не отличалась от рис. 9), и использована процедура бутстрепа, 1000 реплик. Консенсусное древо с бут-стрепными поддержками приведено на рис. 9, все ветви с поддержкой менее 50% схлопнуты в политомии.

— С атаигопшз вндиШив

.i С anomphalus

-С eurystomus

— С korotnevi

■■ С mongolicus — С amauronius

• С schrencki ■ С annuliformis

С maacki

С patulaelbrmcs

С maacki insertus

С microtrochus

i— в biwaensis

-S amptificatus

-G ignotetlus

0.1_

Рис. 9. NJ-древо Choanomphalus, построенное на основании сравнения последовательностей фолмеровского фрагмента гена COI.

В результате молекулярно-филогенетического анализа оказалось, что 1) род Choanomphalus монофилетичен; 2) все байкальские виды делятся на две крупные клады, одна из которых включает 4 вида, а другая - 9 видов; С. mongolicus, эндемик озера Хубсугул, является членом байкальского букета видов и, следовательно, выходцем из Байкала. На древе хорошо видны три пары близкородственных видов: С.a. angulatus — С. aorus, С. euristomus — С. korotnevi и С. mongolicus — С amauronius amauronius. Тонкие детали поддержаны слабее. Эти результаты согласуются с данными морфологического, анатомического и экологического изучения байкальских хоаномфалов (Ко-жов, 1946; Бекман, Сгаробогатов, 1975; Sitnikova, Goulden, 1997).

К сожалению, палеонтологические данные, которые могли бы помочь калибровать скорость молекулярных часов, отсутствуют. Однако для гастропод есть уже несколько калибровок, которые можно использовать. В большинстве случаев скорость варьирует от 0,5% за миллион лет (Lynch, 1993; Rumbal et al, 1994) до 1% (Douris et al, 1998). Среднее расстояние от современных последовательностей до общего корня на древе составляет 7% замен, что дает максимальный возраст этой группы 14 млн лет. Если же использовать наиболее полно обоснованную калибровку, полученную для морской гастроподы Nucella, (0.42% трансверсий в 3 положении ко-дона за миллион лет, Collins et al., 1996), то возраст байкальских хоаномфалов составит 3.5 млн лет.

Сравнение эволюционных историй байкальских букетов видов

Результаты представленного исследования свидетельствуют, что генетические системы mtCOIII и mtCOI имеют достаточное количество информативных сайтов для решения филогенетических задач, касающихся эволюции байкальских букетов видов. В случае самой древней из исследованных групп — амфипод — количество нуклеотидных и аминокислотных замен не превышало критических значений, могущих повлечь искажение реально существующих филогенетических взаимоотношений. В тоже время синонимические замены, на которые приходится почти все разнообразие последовательностей у гастропод и люмбрикулид, обеспечивают достаточное разнообразие для получения разрешенных филогенетических схем.

Отсутствие полноценного разрешения во внутренних ветвях филогенетических древ, вероятно, свидетельствует о реально существующих взаимоотношениях между исследуемыми видами, т.е. об ускоренном, или даже "взрывообразном" характере кладогенеза на определенных этапах эволюции байкальских букетов видов.

В случае амфипод этот этап пришелся на начальный период формирования современной амфиподной фауны озера. В пользу этого предположения свидетельствует хорошее разрешение внутренних ветвей европейских и морских амфипод, которые имеют значительно большие генетические дистанции. В случае гастропод и олигохет этот этап наступил гораздо позже.

Для классификация гаммаридной фауны в целом и амфиподной фауны Байкала в частности характерны общие проблемы. Если принадлежность той или иной особи к таксонам низкого ранга (родам и видам) в большинстве случаев не вызывает сомнений, то филогенетические взаимоотношения таксонов более высоких рангов зачастую вызывает бурные дискуссии. Например, вопрос о принадлежности байкальских амфипод к одному или нескольким семействам до сих пор остается открытым. С этой точки зрения результаты проделанной работы могут оказаться весьма полезными для разрешения вопросов систематики этой группы организмов.

Безусловно, полученные данные охватывают далеко не полный список родов и видов, в работе исследовалось 38, видов принадлежащих 14 родам из 259 видов, объединённых в 46 родов, известных в Байкале. Тем не менее, они позволяют выявить ряд характерных черт эволюционной истории байкальских амфипод в целом.

Все полученные результаты о взаимоотношениях исследуемых видов можно разделить на три группы. Первая группа - филогенетические схемы, практически полностью совпадающие с существующими морфологическими классификациями. К этой группе можно отнести филогению родов Eulimnogammarus, Parapallasea, Paragatjajewia, Ommatogammarus, Corophiomorphus, Heterogammarus, к этой же группе можно отнести позицию финской P. quadrispinosa, которая, как и ожидалось (Barnard J.L., Barnamard С.М., 1983; Вяйноля, Камалтынов, 1995), является выходцем из Байкала. Вторая группа — это ветви с неясным систематическим положением, в большинстве случаев на схемах они представлены единичными видами, относящимися к различным родам таким, как Boeckaxelia, Echiuropus, Plesiogammarus, Poekilogammarus, Macroperiopus. Третья группа видов наиболее интересна тем, что положение ветвей на филогенетических схемах вступают в противоречие с имеющейся классификацией.

Анализируя положение ветвей родов Acanthogammarus и Pallasea, можно сделать предположение о сборности двух этих родов. При этом каждый из этих родов распадается по меньшей мере на две дискретные группы.

Значительные генетические расстояния, которые на схемах выражаются в виде крайне протяженных терминальных ветвей, свидетельствуют о большом временном интервале, прошедшем со времени дивергенции сравниваемых таксонов. Генетически далекие виды такие, как P. cancellus, P. baikali имеют длины ветвей, сравнимые с средней длиной ветвей для всей клады байкальских амфипод. Исходя из предположения, что первоначальная дивергенция этой группы могла произойти на границе известного времени существования озера (30-28 млн лет) или даже ранее, можно допустить, что данные виды являются реликтовыми, ведущими свою родословную непосредственно от общего предка монофилетической группы байкальских амфипод (клада "А" на рис. 8).

Pallasea, например A. victorii к P. grubei и P. quadrispinosa. Однако, это расположение нельзя назвать достоверным, поскольку при различных условиях филогенетических построений позиции этих ветвей меняются.

Не менее интересен вопрос о филогенетических взаимоотношениях рода Micruropus и пресноводных амфипод из рода Gammarus. Полученные результаты свидетельствуют близости двух этих родов, что подвергает сомнению гипотезу о байкальских амфиподах как монофилетической группы организмов (Камалтынов, 1992; 1995). В пользу полифилетического происхождения байкальской амфиподной фауны свидетельствуют и результаты исследования эволюции гена 18S РНК у этой группы организмов (Щербаков и др., 1998).

В современной классификации семейства Lumbriculidae имеется ряд спорных мест. Если определение принадлежности той или иной особи к таксонам низкого ранга (видам и подвидам) хотя и технически осложнено, тем не менее в большинстве случаев не вызывает особых сомнений, то филогенетические взаимоотношения таксонов на уровне более высоких рангов зачастую вызывают бурные дискуссии. Вопрос о таксономической значимости рода Teïeuscolex, поставленный около 70-ти лет назад (НгаЬе, 1931), до сих пор не находит однозначного решения. О правомерности выделения Agriodrilus vermivorus в отдельный род тоже давно высказываются сомнения (Cook, 1971). Грабье (Hrabe, 1982) первым усомнился в монофи-летичности рода Rhynchelmis, определив новый род Pseudorhynchelmis для Khynchelmis olchonensis. Валидность этого таксона была опровергнута (Giani and Martinez-Ansemil, 1984). Позиция данного вида, да и всей группы так называемой "мелких" Rhynchelmis, определена неоднозначно и до сих пор вызывает сомнение правомерность ее включения в род Rhynchelmis (Brinkhurst, 1989; Kaygorodovae/а/., 1997; Martin et al, 1998).

С этой точки зрения результаты проведенной работы могут оказаться полезными в решении вопросов систематики семейства Lumbriculidae.

К сожалению, полученные данные охватывают далеко не полный список видов, в работе исследовалось 25 из 58 известных байкальских видов (Snimschikova, 1994; Martin et al, 1998). Тем не менее, они позволяют выявить ряд характерных особенностей эволюционной истории байкальских люмбрикулид в целом.

Возраст исследуемой группы организмов сопоставим с геологическим возрастом озера Байкал, и составляет по нашим оценкам 28-30 млн лет. Соотнесение полученной датировки с геоклиматическими событиями выявляет ряд возможных причин, вызвавших дивергенцию видов. Близко совпадает по времени максимум глобального похолодания, отмеченный 33.5 млн лет назад (Meng & McKenna, 1998), который мог привести к массовым вымираниям теплолюбивых видов и последующему всплеску видообразования. Около 35 млн лет назад происходит активизация тектонической деятельности, что соответствует началу собственно рифтовой стадии формирования байкальского разлома (Mats, 1993). Таким образом,

на границе эоцена и олигоцена создались серьезные предпосылки для активизации видообразовательных процессов у люмбрикулид.

Возраст наиболее молодой радиации, приведшей к образованию целого букета видов группы 'Ъатргос1гДш", оценивается в 3.8-2.8 млн лет. Расхождение видов внутри этой группы совпадает по времени с началом особенно богатой различными геологическими, климатическими и экологическими изменениями необайкальской стадии формирования байкальского разлома.

Аналогичные взрывы видообразования наблюдаются приблизительно в то же самое время для других групп бентосных беспозвоночных - моллюсков семейства ВайсаШс1ае (Зубаков & а1., 1998) и субэндемичного рода СИоапотрИаШз. С другой стороны, согласно имеющимся в настоящее время данным, организмы, обитающие в толще воды (рыбы, амфиподы) не подвергались столь значительным эволюционным преобразованиям в этот период (Огарков и др., 1997; Кш1сЫк & БЬЪоёупуик, 1997). Следовательно, вполне логично предположить, что причиной такого эволюционного "взрыва" бентосных организмов Байкала, в частности олигохет и моллюсков, послужили резкие преобразования поверхности дна. Наиболее вероятными представляются изменения рельефа дна и образование больших глубин (орографические процессы), а также изменение режима осадконакопления, то есть — пищевых потоков. Полученная схема событий отражает дивергенцию видов бентосных организмов на каких-то этапах эволюции по субстарным предпочтениям, напрямую связанным с различной пищевой зависимостью.

При сравнении эволюционных историй букетов видов, рассмотренных в настоящей работе, бросается в глаза то обстоятельство, что все группы, представители которых никогда в течение своего жизненного цикла не отрываются от субстрата, оказались молодыми относительно возраста крупного глубоководного озера, непрерывно существовавшего в пределах современного Байкала. Более того, как указывалось выше, в Танхойской свите обнаружены ископаемые остатки гастропод, которые конхиологически очень сходны с современными видами байкалиид, и которые были в то время весьма разнообразны. Тем не менее возраст общего предка современных байкалиид, оцененный по степени дивергенции нуклеотидных последовательностей митохондриальной ДНК не превышает 4 миллионов лет. У люмбрикулид обнаружены три клады, время расхождения которых сравнимо с возрастом Байкала, однако вспышка видовой радиации приходится примерно на тот же период, что и у байкалиид. Практически одновременно (судя по количеству накопившихся нуклеотидных замен) происходит ускоренная видовая радиация у хоаномфалов. В то же время в эволюционной истории байкальских амфипод на том уровне, на котором она проанализирована в рамках настоящей работы, никаких ярких эволюционных событий, которые приходились бы на этот период, не наблюдается. Не исключено, что это связано с недостаточной таксономической выборкой из этой исключительно разнообразной группы. Об этом косвенно может свидетельствовать и то не о, что у

них не удается обнаружить никаких свидетельств коэволюции с байкальскими коттидами, развившимися в течение последних двух миллионов лет, и являющимися для амфипод основными хищниками.

Для объяснения этой картины представляется возможным предположить, что неблагоприятные периоды, наступавшие с высокой частотой в истории Байкала (Grachev et al., 1998) и приводившие к временному исчезновению пелагических диатомей, могли приводить к серьезным вымираниям малоподвижных групп животных, которые могли пережить эти периоды вблизи берега в местах достаточных для выживания потоков питательных веществ с берегов. Для подвижных организмов эти периоды протекали легче. Ускоренное видообразование, наблюдающееся у этих групп, может быть связано с началом горообразовательных процессов, приведших к усилению сноса терригенного материала в Байкал. Несмотря на продолжающиеся периодические неблагоприятные периоды, повышенный поток пищи с берега создал условия для ускоренной радиации тех групп, которые легко дифференцируются по экологическим нишам.

ВЫВОДЫ

1. Возраст монофилетической клады, объединяющей большинство исследуемых видов эндемичных амфипод озера Байкал, оценивается не моложе, чем в 30-28 млн лет, что соответствует достоверно известному возрасту Байкала как непрерывно существующему во времени водоему.

3. Наиболее правдоподобная оценка времени начала дивергенции семейства Limibiiculidae в Байкале приходится на период около 28—30 млн лет назад. Возраст наиболее молодой радиации, приведшей к образованию букета видов группы "Lamprodrilus", оценивается в 3.8—2.8 млн лет.

4. При соотнесении полученных датировок с геологической историей Байкала обнаружено, что эволюция исследуемых видов могла быть связана с переломными этапами формирования озера. Возраст всей группы приходится на период активизации тектонических процессов в начальной фазе образования байкальского рифта на фоне резкого похолодания климата в конце эоцена — начале олигоцена. Расхождение видов внутри группы "Lamprodrilus" совпадает по времени с усилением ороген-ных процессов.

5. На основе анализа топологии полученных филогенетических древ, обнаружено, что в сем. Baicaliidae имело место взрывное видообразование. Виды внутри данного семейства формируют два основных кластера, что, вероятно, отражает дивергенцию видов на начальных этапах эволюции

по пищевому поведению, в свою очередь, связанному с различными суб-старными предпочтениями

6. Наиболее правдоподобная датировка начала дивергенции семейств Baicaliidae и Benedictiidae приходится на границу эоцена и олигоцена. Расхождение видов внутри обоих семейств произошло почти в одно и то же время не более 3.5 миллионов лет назад.

7. Ускоренный кладогенез у субэндемичного рода Choanomphalus приходится на период 3.5 млн лет до нашего времени. Единственный небайкальский представитель этого рода Ch. mongolicus обитающий в оз. Хубсугул, произошел в Байкале и является членом байкальского букета видов хоаномфалов.

8. При сопоставлении полученных датировок с геоклиматической историей оз. Байкал обнаружено, что эволюция исследуемых животных могла быть связана с переломными этапами формирования озера. Животные, не покидающие дна в течение всего жизненного цикла, прошли этап ускоренной видовой радиации не ранее 3.5 миллионов лет назад.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Goddeeris В., Sherbakov D., Verheyen Е. The study of phylogeny using methods of morphology and molecular biology, with reference to Baikal invertebrates // Int. Conf. "Baikal as World Natural Heritage Site: Results and Prospects of International Cooperation": Abstracts. — 1998. — P. 50—51.

2. Grachev M.A., Slobodyanyuk S.Ya., Kholodilov N.G., FedorovS.P., Belikov S.I., Sherbakov D.Yu., Sideleva V.G., ZubinA.A., Kharchenko V.V. Comparative study of two protein-coding regions of mitochondrial DNA from three endemic sculpins (Cottoidei) of Lake Baikal // J. Mol. Evol. - 1992. — N 34.

- P. 85-90.

3. Hidding A., Michel E., Natyaganova A.V., Pudovkina T.A., Savinova O.B., Sherbakov D.Yu. 16S rRNA Phylogenetic Tree Suggests Chromosomal Speciation in Baikal Endemic Isopods (Crustacea, Isopoda, Asellidae) // 3-й Международный симпозиум "Видообразование в древних озерах" (Third International Symposium "Ancient Lakes: Speciation, Development in Time and Space, Natural History"). - 2002. - P.63.

4. Hidding A., MivhelE., Natyaganova A.V., Sherbakov D.Yu. Molecular evidence reveals a polyphyletic origin and chromosomal speciation of Lake Baikal's endemic asellid isopods // Molecular. Ecol. - 2003. - N 12. - P. 1509-1514.

5. Kamaltynov R.M., OgarkovO.B., Sherbakov D.Yu. On the position of Baikalian and ponto-Caspian amphipods in Gammaroidea// Fourth European Crustacean Conference. Abstracts. — 2002. — P. 52.

6. Kaygorodova I., Sherbakov D., Martin P., Verheyen E. Molecular phylogenetic study of endemic Lumbriculidae (Oligochaeta) from Lake Baikal (Russia) // Seventh Congress of the European Society for Evolutionary Biology.

- 1999.-P. 11-156.

7. Kaygorodova I.A., Sherbakov D.Yu., Verheyen E. Comparative molecular phylogenetic analysis of two populations of Rhinchelmis alyonae from Lake Baikal // Biodiversity and Dynamics of Ecosystems in North Eurasia. — 2000. - N 5, Part 1,2.-P. 177-179.

8. Papusheva E.P., Sherbakov D.Yu., Sitnikova T.Ya., Zubakov D.Yu., Blinov A.G., Starobogatov Ya.I. Molecular phylogeny of the genus Choanomphalus (Pulmonata: Planorbidae) // Ruthenica. - 2003. - N 13. - P. 75-80.

9. Stift M., Sherbakov D., Mamonova K., Sitnikova T. Michel E. Possibly invasive Lymnaeid in the isolated ecosystem of lake Baikal. // Tentacle. — 2002. — P. 15.

10. Martin P., Kaygorodova I., Sherbakov D.Yu., Verheyen E. Rapidly evolving lineages impede the resolution of phylogenetic relationships among Clitellata (Annelida) // Mol. Phylogen. Evol. - 2000. - N 15(3). - P. 355-368.

11. MashikoK., Kamaltynov R., Morino H., Sherbakov D.Yu. Genetic differentiation among gammarid (Eulimnogammarus cyaneus) populations in Lake Baikal, East Siberia//Arch. Hydrobiol. - 2000. - Vol. 148 (2). - P. 249-261.

12. Mashiko K., Kamaltynov R, Sherbakov D., Morino H. Population-genetic structure of the amphipod Eulimnogammarus cyaneus in Lake Baikal // Report on "Studies on the animal community, phylogeny and environments in Lake Baikal". In Japanese with English summary. - 1994. - N 128. - P. 84-92.

13. Mashiko K., Kamaltynov R, Sherbakov D., Morino H. Regional genetic separation of gammarid (Eulimnogammarus cyaneus) populations in Lake Baikal // Int. Conference on Ancient Lakes: their Biological and Cultural Diversities (ICAL'97): Abstracts. - 1997. - P. 222.

14. MashikoK., Kamaltynov R.M., Morino H., Sherbakov D.Yu. Genetic separation of gammarid populations in Lake Baikal // Joint Int. Sympos. on Lake Baikal: Abstracts. - 1998. - P. 65.

15. MashikoK., Kamaltynov R.M., Morino H., Sherbakov D.Yu. Genetic separation of gammarid populations in Lake Baikal // Biodiversity, Phylogeny and Environmental in Lake Baikal: Abstracts. — 1999. — P. 217.

16. MashikoK., Kamaltynov R.M., Sherbakov D.Yu., Morino H. Genetic separation of gammarid {Eulimnogammarus cyaneus) populations in Lake Baikal // Biodiversity, Phylogeny and Environmental in Lake Baikal. — 1999. — P. 67—79.

17. MashikoK., Kamaltynov R.M., Sherbakov D.Yu.s Morino H. Genetic separation of gammarid (Eulimnogammarus cyaneus) populations by localized topographic changes in ancient Lake Baikal // Arch. Hydrobiol. — 1997. — Vol. 139 (3).-P. 379-387.

18. Mashiko K., Kamaltynov R.M., Sherbakov D.Yu., Morino H. Speciation of gammarids in ancient Lake Baikal // Animal Community, Environment and Phylogeny in Lake Baikal. - 1997. - P. 51-56.

19. Massol F., Sherbakov D.Yu. On a Phylogenetic Tree Comparison-based Critérium for Diagnosis of Past Dispersion and Speciation Patterns of Endemic Species Flocks in Great Lakes // 3-й Международный симпозиум "Видообразование в древних озерах" (Third International Symposium "Ancient Lakes: Speciation, Development in Time and Space, Natural History"). — 2002. - P. 102.

20. Meunier G., Semovsky S., Sherbakov D. Modeling of Some Ecological Factors Affecting the Rate of Molecular Evolution // 3-й Международный

симпозиум "Видообразование в древних озерах" (Third International Symposium "Ancient Lakes: Speciation, Development in Time and Space, Natural History").- 2002. -P.l 11.

21. Natyaganova A., Sherbakov D., Graphodatsky A. G- and C-banding chromosomes in Baicalasellus angarensis (Crustacea, Isopoda) // Cytologia. — 1997.-Vol. 62.-P. 177-180.

22. Natyaganova A.V., Kamaltynov R.M., Sherbakov D.Yu. The chromosomes of the Baicalasellus angarensis (Isopoda, Asellidae) //Crustaceana. — 1996. - Vol. 69 (6). - P. 696-702.

23. Ogarkov O.B., Vainola R., Kamaltynov R.M., Vainio J., Ermokhin M.V., UzunovaS., Sherbakov D.Yu. The Baikalian and Ponto-Caspian focuses of speciations in amphipods: molecular evidence // Biodiversity and Dynamics of Ecosystems in North Eurasia. - 2000. - Vol. 5, Part 1, 2. - P. 189-191.

24. Semovski S.V., Bukin Yu.S., Sherbakov D.Yu. Speciation in Ancient Great Lakes — Modeling Attempt // 3-й Международный симпозиум "Видообразование в древних озерах" (Third International Symposium "Ancient Lakes: Speciation, Development in Time and Space, Natural History"). - 2002. — P. 157.

25. Semovski S.V., Bukin Yu.S., Sherbakov D.Yu. Allopatric, parapatric and sympatric speciation in onedimensional population — model of adaptive dynamics and neutral evolution // Conference on mathematical modeling of population dynamics. Abstracts. - 2002. - P. 24.

26. Semovski S.V., Bukin Yu.S., Sherbakov D.Yu. Speciation in one-dimensional population: adaptive dynamics and neutral molecular evolution // Electronic journal "Investigated in Russia". - 2002. - 125e. - P. 1397-1402.

27. Sherbakov D. A Comparison of evolutionary histories of some invertebrate species flocks in Lake Baikal // XXVII Soc. Int. Limnol. (SIL) Congress: Book of Abstracts. - 1998. - P. 177.

28. Sherbakov D.Y. A phylogenetic test allows to infer speciation mechanisms // Первое международное рабочее совещание "Биоразнообразие и динамика экосистем Северной Евразии: информационные технологии и моделирование" (9-14 июля 2001). - 2001. - Р. 221.

29. Sherbakov D.Yu., Kamaltynov R.M., Ogarkov J.B., Verheyen E. Patterns of evolutionary change in Baikalian Gammaridae inferred from DNA sequences (Crustacea,Amphipoda) //Molecular Phylogeny and Evolution.— 1998,—Vol. 10 (2).-P. 160-167.

30. Sherbakov D.Yu., Kamaltynov R.M., Ogarkov O.B., Vainola R., Vainio J.K., Verheyen E. On the phylogeny of Lake Baikal amphipods in the light of mitochondrial and nuclear DNA sequence data // Crustaceana. — 1999. — Vol. 72 (8).-P. 911-919.

31. Sherbakov D.Yu., Zakharova O.G., Zubakov D.Yu., Sitnikova T.Ya. The use of "Taxonomic fingerprinting" for the inference of evolutionary interrelationships of nine species of baikalian endemics snails // 12-th Intern. Malacol. Congr. "Unitas Malacoligica": Absrtracts. — 1995. - P. 432—433.

32. Sherbakov D.Yu. Comparison of evolutionary histories of some of the Lake Baikal invertebrates species flocks as inferred from molecular biological data // Joint Int. Sympos. on Lake Baikal: Abstracts. - 1998. - P. 94.

33. Sherbakov D.Yu. Molecular phylogenetic studies on the origin of biodiversity in Lake Baikal // Trends in Ecology & Evolution. - 1999. — Vol. 14. — P. 92-94.

34. Stift M., De Boer M.G., Mamonova К., Michel E., Sitnikova T.Ya., Sherbakov D.Yu., Breeuwer J. Pandemic Generalist Snail Invading Baikal: Endemics at Threat? // 3-й Международный симпозиум "Видообразование в древних озерах" (Third International Symposium "Ancient Lakes: Speciation, Development in Time and Space, Natural History". - 2002. - P. 180.

35. Вейнберг И.В., Камалтынов P.M., Щербаков Д.Ю. Популяционная динамика байкальской амфиподы Eulimnogammarus cyaneus // Байкал — природная лаборатория для исследования изменений окружающей среды и климата: Тез. докл. — 1994. — С. 110.

36. Годдеерис Б., Щербаков Д.Ю., Верхейен Е. Исследование филогении байкальских беспозвоночных методами классической и молекулярной биологии // Байкал как участок Мирового, природного наследия: результаты и перспективы международного сотрудничества: Тр. междунар. конф. (Улан-Удэ, 9-12 сенг. 1998 г.). - 1999. - С. 229-231.

37. Зубаков Д.Ю., СитниковаТ.Я., Щербаков Д.Ю. Анализ филогенетических взаимоотношений байкальских моллюсков эндемичного семейства Baicaliidae, Clessin 1878 (Gastropoda, Truncatelloidea) на основе последовательностей нуклеотидов митохондриальной ДНК // Экологически эквивалентные виды гидробионтов в Великих озерах Мира: Матер, междунар. симпоз. - 1997. - С. 94-96.

38. Зубаков Д.Ю., Щербаков Д.Ю., Ситникова Т.Я. Анализ филогенетических взаимоотношений байкальских эндемичных моллюсков семейства Baicaliidae, Clessin 1878 (Gastropoda, Pectinibranchia) на основе нуклео-тидных последовательностей фрагмента митохондриального гена СО 1 // Молекуляр. биология. - 1997. - № 31(6). - С. 1092-1097.

39. Кайгородова И.А., Зубаков Д.Ю., Щербаков Д.Ю., Мартэн П. Моле-кулярно-филогенетическое исследование байкальских эндемичных олигохет семейства Lumbriculidae // Экологически эквивалентные виды гидробионтов в Великих озерах Мира: Матер, междунар. симпоз. — 1997. — С. 104—105.

40. Кравцова JI.C., Щербаков Д.Ю., Камалтынов P.M., Механикова И.В., РожковаH.A., СитниковаТ.Я., СлугинаЗ.В., Вейнберг И.В., Натяганова AB. Абиотические факторы среды и пространственное распределение макробеспозвоночных животных Байкала (бухта Большие Коты) // Третья Верещагинская Байкальская конференция: Тез. докл. 22-27 авг. 2000. — 2000. — С. 119.

41. Машико К., Камалтынов P.M., Щербаков Д., Морино X. Генетическая дифференциация в отдельных популяциях амфиподы Eulimnogammarus cyaneus озера Байкал // Байкал — природная лаборатория для исследования изменений окружающей среды и климата: Тез. докл. — 1994. — С. 36.

42. Натяганова A.B., Камалтынов P.M., Щербаков Д.Ю. Кариологичес-кое исследование изопод эндемичного рода Baicalasellus (ïsopoda) // Байкал - природная лаборатория для исследования изменений окружающей среды и климата: Тез. докл. - 1994. — С. 116.

43. Натяганова А.В., Камалтынов P.M., Щербаков Д.Ю. Хромосомы Baicalasellus baicalensis (Crustacea, Isopoda) // Цитология. — 1998. - № 40(2/3). - С. 200-203.

44. Натяганова А.В., Камалтынов P.M., Щербаков Д.Ю. О полиплоидном происхождении эндемичного рода Baicalasellus (Crustacea, Isopoda) // Геохимия ландшафтов, палеоэкология человека и этногенез: Тез. междунар. симпоз. - 1999. - С. 540-541.

45. Натяганова А.В., Камалтынов P.M., Щербаков Д.Ю. Сравнительный анализ кариотипов байкальских аззелид // Вторая Верещагинская байкальская конференция: Тез. докл. и стенд, сообщ. - 1995. — С. 144.

46. Огарков О.Б., Камалтынов P.M., Беликов С.И., Щербаков Д.Ю. Анализ филогенетических взаимоотношений байкальских эндемичных амфипод (Crustacea, Amphipoda) на основании сравнения нуклеотидных последовательностей участка митохондриального гена III субъединицы цитохро-моксидазы // Молекуляр. биология. - 1997. - № 31(1). — С. 32-37.

47. Огарков О.Б., Польман К., Камалтынов P.M., Беликов С.И., Щербаков Д.Ю. Использование нуклеотидной последовательности митохондриального гена, кодирующего III субъединицу цитохромоксвдазы для филогенетического анализа байкальских эндемичных гаммарид // Вторая Верещагинская байкальская конференция: Тез. докл. и стенд, сообщ. — 1995. — С. 150.

48. Семовский С.В., Букин Ю.С., Щербаков Д.Ю. Видообразование в одномерной популяции: адаптивная динамика и нейтральная эволюция // Электронный журнал "Исследовано в России". — 2002. — № 125. — С. 1385—1396.

49. СитниковаТ.Я., Щербаков Д.Ю., Огарков О.Б., Щербакова Т.А. О родственных взаимоотношениях байкальских полихет // Вторая Верещагинская байкальская конференция: Тез. докл. и стенд, сообщ. — 1995. — С. 177.

50. СитниковаТ.Я., Щербаков Д.Ю., Харченко В.В. О таксономическом статусе полихет рода Manayunkia (Sabellidae, Fabriciinae) из Байкала // Зоол. журнал. - 1997. - № 76 (1). - С. 16-27.

51. Щербаков Д.Ю., Камалтынов P.M., Огарков О.Б., Верхейен Е. Эволюция байкальских гаммарид по данным последовательностей гена 18S рРНК // Экологически эквивалентные виды гидробионтов в Великих озерах Мира: Матер, междунар. симпоз. — 1997. — С. 96—97.

Подписано в печать 24.07.2003. Бумага офсетная. Формат 60х841/16.

Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,6 _Тираж 100 экз. Заказ № 784._

РИО НЦ PBX ВСНЦ СО РАМН (Иркутск, ул. Борцов Революции, 1. Тел 20-87-73)

ж/

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Щербаков, Дмитрий Юрьевич

1 СОДЕРЖАНИЕ.

2 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

3 Введение.

3.1.1 Актуальность проблемы.

4 Методы молекулярно-филогенетического анализа.

4.1.1 Методы филогенетической реконструкции на основе молекулярных данных.

4.1.2 Методы построения филогенетических схем.

4.1.3 Оценка надежности филогенетических построений.

4.2 История формирования оз. Байкал и его фауны.

4.2.1 Геологическая история и характеристика оз. Байкал.

4.2.2 Климат Прибайкалья в кайнозое.

4.3 Букеты видов байкальских беспозвоночных.

4.3.1 История изучения байкальских амфипод.

4.3.2 Краткая характеристика современной классификации байкальских амфипод.

4.3.3 Происхождение и модели развития амфипод Байкала.

4.3.4 Морфологические особенности и современная классификация байкальских олигохет семейства Lumbriculidae.

4.3.5 Происхождение и модели развития олигохет Байкала.

4.3.6 Состояние изученности и классификация современных Baicaliidae и

Benedictiidae.

4.3.7 Палеонтологическая летопись и проблема происхожденияи формирования байкальской малакофауны.

5 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

5.1.1 Сбор образцов и выделение ДНК.

5.2 Сбор материала.

5.2.1 Выделение, амплификация и секвенирование ДНК.

5.2.2 Методы филогенетического анализа.

РЕЗУЛЬТАТЫ.

6.1 Молекулярно-филогенетический анализ эволюционной истории байкальских амфипод.

6.1.1 Сравнительный анализ фрагментов генов первой и третьей субъединиц митохондриальной цитохром с оксидазы (mtCOI, mtCOIII) по нуклеотидным и аминокислотным последовательностям амфипод

6.1.2 Анализ нуклеотидных и аминокислотных последовательности mtCOIII гена амфипод.

6.1.3 Анализ нуклеотидных и аминокислотных последовательности mtCOI исследуемых амфипод Байкала.

6.1.4 Филогения байкальских амфипод, эволюционные взаимоотношения с небайкальскими гаммаридами.

6.1.5 Молекулярная эволюция mtCOI и mtCOIII байкальских амфипод, оценка неравномерности накопления нуклеотидных и аминокислотных замен.

6.1.6 Возраст дивергенции байкальских амфипод.

6.1.7 Модель развития амфиподной фауны в озере, гипотеза полифилетического происхождения байкальских амфипод.

6.2 Филогенетические реконструкции эволюционных взаимоотношений среди байкальских люмбрикулид.

6.2.1 Нуклеотидные последовательности фрагментов гена первой субъединицы митохондриальной цитохром с оксидазы люмбрикулид

6.2.2 Сравнительный анализ последовательностей фрагментов гена mtCOI

6.2.3 Анализ филогенетических взаимоотношений байкальских люмбрикулид на основе последовательностей СО 1.

6.3 Оценка времени видовой радиации байкальских люмбрикулид

6.4 Филогенетические взаимоотношения в букетах видов байкальских эндемичных гастропод.

6.4.1 Нуклеотидный состав и вариабельность полученных последовательностей ДНК.

6.4.2 Анализ филогенетических взаимоотношений видов сем. Baicaliidae

6.4.3 Анализ филогенетических взаимоотношений видов сем. Benedictiidae

6.4.4 Оценка временной шкалы эволюции байкальских моллюсков

6.4.5 Модель эволюции семейств Baicaliidae и Benedictiidae в контексте геоклиматической истории оз. Байкал.

6.5 Эволюционные реконструкции филогении байкальских моллюсков рода Choanomphalus.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Сравнительное исследование эволюционных историй букетов видов байкальских беспозвоночных"

3.1.1 Актуальность проблемы Озеро Байкал среди крупнейших озер планеты занимает первое место практически по всем биологическим и физическим параметрам (Кожов, 1962; Тимошкин, 1995; Martens, 1997), как наиболее древнее по происхождению, наиболее глубокое около 1700 м, имеющее наибольший запас пресной воды 23 000 км, занимает второе место (31 500 км) среди пресноводных озер (32 600 км по площади после Танганьики. По различным источникам количество известных видов животных насчитывает от 2500 видов и подвидов, из которых 82% эндемики (Тимошкин, 1995), до 1825, из которых 54% эндемичные формы (Martens, 1997). С точки зрения видового разнообразия фауна Байкала прочно занимает первое место среди озер Земли, число видов животных может приблизится к 3500 (Тимошкин, 1995). Таким образом, ценность Байкала для эволюционных исследований несомненна. Объяснение механизмов, которые создали в относительно ограниченной экосистеме такое колоссальное разнообразие жизни важно не только для познания Байкала, но и для общей теории видообразовашы. За последнее десятилетие в филогенетических исследованиях широкое распространение получили методы молекулярной систематики, в частности сравнительный анализ гомологичных последовательностей ДНК. Одним из преимуществ этого подхода является теоретическая возможность временных оценок дивергенции различных таксонов на основе гипотезы молекулярных часов, а также соотнесение процессов видообразования с различными явлениями преобразования экосистемы. Зачастую молекулярно-филогенетический подход является единственно возможным способом, позволяющим разобраться в родственных связях таксонов. Наиболее интересными представляются исследования таких объектов как эндемичные "букеты видов", то есть монофилетичные группы близкородственных видов, дивергировавшие в рамках одной замкнутой экосистемы (Brooks, 1950). Букеты видов особенно часто обнаруживаются в древних пресноводных озерах, каким является Байкал. В отличие от других древних озер (Танганьика, Малави и др.), где молекулярно-филогенетические исследования, получившие мировую известность, проводились преимущественно для цихловых рыб, на Байкале проведены работы, посвященные вопросам молекулярной эволющ1и, коттоидных рыб (Slobodyanyuk et al., 1994), амфипод (Огарков и др., 1997; Sherbakov et al., 1998), моллюсков (Зубаков и др., 1997J, губок (Itskovich et al., 1998) и байкальских планарий (Kuznedelov Timoshkin, 1993). Несомненный интерес представляет изучение эволюционной истории байкальских олигохет. Байкальские малощетинковые черви уникальны тем, что обитают в грунте (до 20-25 см) и на них не действуют многие изолирующие факторы, существенные для других групп организмов. В рамках настоящей работы проведен сравнительный филогенетический анализ нескольких букетов видов амфипод, моллюсков и олигохет различающихся по своим экологическим характеристикам. Для этого анализа использовали один и тот же ген, кодирующий первую субъединицу митохондриальной цитохром оксидазы. В результате появилась возможность сравнительного анализа эволюционных историй этих групп, вносящих существенный вклад в современное биоразнообразие озера Байкал. ТТель и запачи исслегтования Целью настоящей работы явилось восстановление эволюционных историй некоторых букетов видов байкальских беспозвоночных амфипод, двух групп моллюсков и олигохет семейства Lumbriculidae с помощью сравнения нуклеотидных последовательностей, а также соотнесение основных эволюционных событий с историей байкальсой экосистемы. Для этого необходимо было решить следуюпще задачи: 1. Выбрать генетические маркеры, которые бы эволюционировали со скоростью, оптимальной для получения разрешенных филогении каждой группы организмов и позволяли бы сравнение эволюционных древ различных групп; 2. Получить продукты амплификации этих генов и определить их нуклеотидные последовательности; Охарактеризовать эволюцию генетических маркеров, определить наиболее подходящие модели молекулярной эволюции, пригодные для построения филогении; 4. Провести филогенетический анализ и исследовать полученные филогенетические гипотезы для определения их статистической достоверности; 5. Выбрать набры последовательностей, для которых соблюдается гипотеза молекулярных часов, определить, для каких типов замен она верна; 6. Подобрать наиболее подходящие калибровки для молекулярных часов и оценить время основных эволюционных событий в истории букетов видов; 7. Сопоставить датировки главных эволюционных событий с известными событиями истории Байкала. Научная новизна работы. Впервые для изучения эволюционных взаимоотношений амфипод Байкала использован молекулярно-филогенетический подход на основе сравнения нуклеотидных последовательностей митохондриальных генов. Более того, исследование, посвященное изучению эволюции mtCOHI гена (Огарков и др., 1997), было первой молекулярно-филогенетической работой по эволюции митохондриального гена не только для байкальских амфипод, но и для всей мировой амфиподной фауны. Впервые для оценки соотноше1ШЯ возраста байкальских амфипод и представителей мировой амфиподной фауны используются последовательности митохондриальных генов, считающихся наиболее перспективной моделью исходя из гипотезы "молекулярных часов" (Li, 1997). В настоящей работе впервые предпринята попытка молекулярнофилогенетической оценки характера и времени видовой радиации, которая привела к современному разнообразию люмбрикулид Байкала. Впервые амплифицированы и определены нуклеотидные последовательности фрагментов генов188 рРНК для 13 видов люмбрикулид и mtCOI для 26 видов байкальских люмбрикулид, а также mtCOI для 16 особей из двух популяций Rhynchelmis alyonae. Впервые предложены схемы филогенетических взаимоотношений внутри семейства Lumbriculidae, основанные на молекулярных данных. Уникальными для данной группы "мягких" организмов, не оставляющих палеонтологической летописи, являются временные оценки видообразования, полученные на основе гипотезы "молекулярных часов". На базе этих данных показана возможность связи эволюции люмбрикулид с конкретными геологическими событиями в истории Байкала. Рассмотрены возможные причины образования некоторых букетов видов, сделаны предположения относительно характера и механизмов адаптивной радиации групп видов исследованных олигохет. Впервые для изучения эволюционных взаимоотношений байкальских моллюсков использован молекулярно-филогенетический подход. Использованный в данной работе в качестве филогенетического маркера фрагмент гена СО I ранее не применялся в подобного рода исследованиях байкальских организмов. Впервые в явном виде предложена схема филогенетических взаимоотношений видов моллюсков семейства Baicaliidae (для семейства Benedictiidae такая схемы была построена ранее на основе анализа морфологических признаков). С помощью молекулярных часов выдвинуты независимые от полученных ранее палеонтологических оценок предположения о временной шкале видообразовательного процесса в обеих группах исследуемых моллюсков. На основании этого показана возможность связи их эволюции с конкретными геологическими и климатическими событиями в истории Байкала. Сделаны предположения относительно характера и механизмов адаптивной радиации букетов видов исследованных моллюсков. Практическая значимость Полнота информации о структуре и функциях компонентов биоценоза на всех уровнях его организации (от числа видов в их естественных морфологических вариациях до сведений об организации геномов и нуклеотидных последовательностях отдельных генов у организмов, образующих изучаемый биоценоз) имеет огромное практическое значение для мониторинга изучаемой экосистемы, прогнозирования путей ее развития, разработки подходов по снижению антропогенного воздействия и разумного использования её ресурсов. Научный подход к использованию природных ресурсов любой экосистемы в целом, и тем более такой относительно замкнутой экосистемы, как озеро Байкал, подразумевает прогнозирование её изменений в контексте исторического развития. Применение молекулярнобиологических подходов для изучения эволюции байкальских амфипод, как элемента фауны озера, соотнесение полученных результатов с известными геологическими событиями может пролить свет на многие вопросы в истории формирования биоразнообразия озера, а значит способствовать дальнейшему совершенствованию научного подхода к использованию природных ресурсов Байкальского региона. Полученная информация о структуре mtCOI гена байкальских амфипод может быть использована как один из методов мониторинга. В настоящее время ведется разработка подходов видовой идентификации трудно дифференцируемых амфипод Байкала (молодь, мелкие и переходные формы) с помощью методов молекулярного зондирования. На защиту выносятся следующие положения: 1. Возраст монофилетической клады, объединяющей большинство исследуемых видов эндемичных амфипод озера Байкал, оценивается не моложе, чем в 30-28 млн. лет, что соответствует достоверно известному возрасту Байкала как непрерывно существующему во времени водоему. 2. Время дивергенции представителей байкальского рода Micruropus и пресноводных гаммарид больше, чем время существования остальных исследованных байкальских амфипод и соответствует периоду 70-30 млн. лет, т.е. времени существования крупных, но не постоянных озер на территории современного Байкала и Прибайкалья. 3. Наиболее правдоподобная оценка времени начала дивергенции семейства Lumbriculidae в Байкале приходится на период около 28-30 млн. лет назад. Возраст наиболее молодой радиации, приведшей к образованию букета видов группы "Lamprodrilus", оценивается в 3.8 2.8 млн. лет.4. На основе анализа топологии полученных филогенетических древ, обнаружено, что в сем. Baicaliidae имело место взрывное видообразование. Виды внутри данного семейства формируют два основных кластера. Время существования общего предка современных байкалиид не превышает 3.5 миллионов лет. 5. Ускоренный кладогенез у субэндемичного рода Choanomphalus приходится на период 3.5 млн, лет до нашего времени. Единственный небайкальский предстаитель этого рода Ch. mongolicus, обитающий в оз. Хубсугул, произошел в Байкале и является членом байкальского букета видов хоаномфалов. Апробация работы и публикации: Материалы работы были представлены на Второй байкальской верещагинской конференции, Иркутск, 1995; Первом и третьем Международных симпозиумах Видообразование в древних озерах, Брюссель 1993 и Иркутск 2003; Международной конференции Baikal as World Natural Heritage Site: Results and Prospects of International Cooperation, Улан-Удэ, 1998; «Fourth European Crustacean Conference», Амстердам 2002. По материалам диссертации имеется 51 публикаций, включая 16 статей в рецензируемых журналах. Диссертация изложена на 219 страницах, содержит 34 рисунка и 11 таблиц. 4 Методы молекулярно-филогенетического анализа Основным инструментом молекулярно-филогенетического анализа является сравнение гомологичных генов или белков и, прежде всего, первичных нуклеотидных или аминокислотных последовательностей. Существует несколько причин того, что именно молекулярные данные являются более мощным инструментом для эволюционных исследований нежели сведения о морфологических или физиологических свойствах изучаемых организмов. Во-первых, в большинстве случаев, эволюционные изменения последовательностей ДНК или белков протекают более равномерно, чем изменения физиологических и морфологических признаков. Это позволяет получить более ясную картину взаимоотношений организмов за счет того, что степень их сходства в данном случае более четко отражает степень родства. Вовторых, филогенетические реконструкции на основе сравнения нуклеотидных или аминокислотных последовательностей базируются, как правило, на сотнях и тысячах признаках (нуклеотидных или аминокислотных остатков), в то время как в традиционной систематике, число используемых признаков редко превышает несколько десятков. В-третьих, молекулярные данные существенно легче чем морфологические могут быть подвергнуты количественной оценке. В настоящее время для этого разработан изощренный математический и статистический аппарат, позволяющий, помимо всего прочего, в какой-то степени избегать чрезмерного субъективизма исследователей при построении филогенетических схем. Одно из основных допущений молекулярной систематики состоит в том, что эволюция генов отражает эволюцию соответствующих организмов. Существует, однако, ряд обстоятельств по которым это предположение может нарушаться. Конечным продуктом молекулярно-филогенетического анализа является филогенетическое древо графическое представление эволюции гомологичных нуклеотидных или аминокислотных последовательностей, точ1си ветвления которого соответствуют моментам их дивергенции. В случае, когда филогенетическое древо реконструируется по гомологичным последовательностям одного гена оно может отличаться от древа видов по нескольким причинам. Во-первых, благодаря наличию внутривидового полиморфизма, дивергенция гомологичных последовательностей может предшествовать действительному расхождению видов, что приводит к завышению оценки длины ветвей (Nei, 1987). Во-вторых, порядок ветвления древа генов (т. е. его топология) может не соответствовать порядку ветвления соответствующих видов. Вероятность получения ошибочной топологии древа особенно велика в случаях взрывообразного видообразования, когда временные интервалы между дивергенцией отдельных видов относительно невелики (Pamilo Nei, 1988). Кроме этого, ошибочность филогении может быть обусловлена сравнением паралогичных генов, являюищхся неаллельными вариантами генов, возникших в результате дупликации предкового гена. Особенно сложно установить истинную картину филогенетических взаимоотношений в случае ретикулярной эволюции, приводящей к горизонтальному переносу генов (Li, 1997). Для разрешения перечисленных проблем рекомендуется исследовать несколько генетических локусов, эволюционирующих независимо друг от друга (Nei, 1987). Очень существенным является правильный выбор филогенетических маркеров: степень их вариабельности определяет "разрешающую способность" исследования (Swofford et al., 1996). Существует ряд статистических методов, позволяющих оценить степень достоверности топологии полученных филогенетических древ, что во многих случаях позволяет избежать слишком поспешных выводов. Кроме того, эволюционист далеко не всегда преследует целью установление точной последовательности дивергенции видов. Зачастую, не меньший интерес представляет общая оценка генетических дистанций между изучаемыми формами, определение характера и скорости их эволюционных преобразований. Одной из основных причин, обусловивших громадный рост исследований в области молекулярной эволюции вообще и молекулярной филогении в частности, явилось выдвижение гипотезы о существовании молекулярных часов эволюции (Zuckercandl Pauling, 1965). Согласно данной гипотезе, для любой макромолекулы (ДНК или белка) скорость накопления замен приблизительно постоянна во всех эволюционных линиях. Это предположение, первоначально возникшее как эмпирическое обобщение, позднее получило объяснение в рамках теории нейтральности молекулярной эволюции, предполагающей, что большинство изменений на молекулярном уровне определяется не отбором, а селективно нейтральными или почти нейтральными случайными процессами мутации и дрейфа генов (Kimura, 1968; Кимура, 1985). Важнейшее практическое приложение гипотезы молекулярных часов состоит в возможности получения временных оценок дивергенции организмов исходя из анализа молекулярных данных. Однако, с самого начала выдвижения этой гипотезы и по сей день продолжается активная дискуссия по поводу ее правомочности. Так, в качестве одной из крайностей, предполагается, что синонимичные замены накапливаются с равной скоростью у всех организмов (Ochman Wilson, 1987). Другие исследователи полностью отрицают даже приблизительное постоянство хода молекулярных часов (Goodman, 1981; Czelusniak et al, 1982). Вопрос о существовании молекулярных часов для некой совокупности организмов требует выяснения нескольких аспектов: имеется ли в виду сравнение гомологичных генов (ядерных или митохондриальных), идет ли речь о синонимичных или несинонимичных заменах, какова степень сходства изучаемых организмов (по эффективным размерам их популяций, по времени смены поколений, по уровню метаболизма и т. д.). Так, показано, что скорость накопления несинонимичных замен в различных генах может различаться во много раз (Li, 1997). Более того, в пределах одного гена скорости эволюционных изменений отдельных его участков различны в зависимости от важности их функциональной роли (Irwin et al, 1991; Cantatore et al., 1994). Для объяснения существования наблюдаемых отличий в скоростях эволюции гомологичных генов у различных организмов называются три основных причины. Во-первых, эффективность системы репарации ДНК может быть различна в разных генетических линиях. Эта гипотеза была предложена Бриттеном (Britten, 1986) на основе опытов с культурами клеток для объяснения различий в скорости накопления замен между приматами и грызунами. К сожалению, данные in vivo по этому вопросу отсутствуют. Во-вторых, гипотеза о влиянии времени смены поколений ("generation-time effect") постулирует наличие более высоких скоростей эволюции у животных с более коротким циклом смены поколений (Laird et al, 1969). Следует, однако, отметить, что на динамику накопления мутаций большое влияние оказывает эффективный размер популяции. Как правило, крупные животные с длинным циклом воспроизводства имеют меньший эффективный размер популяции, нежели мелкие животные с коротким временем смены поколений, что может компенсировать различия в эволюционных скоростях (Кимура, 1985; Ohta, 1993). В-третьих, Мартин и Палумби (Martin Palumbi, 1993) обнаружили отрицательную корреляцию между размерами тела животных и скоростью накопления замен в некоторых ядерных и митохондриальных генах. Предполагается, что данная закономерность вызвана связью между размерами тела и уровнем метаболизма поскольку, чем выше уровень метаболизма, тем больше степень повреждения ДНК кислородными радикалами и, соответственно, выше вероятность возникновения мутаций. Данная гипотеза хорошо объясняет, в частности, сильные различия в скоростях эволюции митохондриальной ДНК гомо- и пойкилотермных животных. В целом, несмотря на существующие противоречия, гипотеза молекулярных часов принята многими эволюционистами и используется для оценки времен дивергенции различных таксонов (например, Cunningham et al, 1992; Lynch Jarrell, 1993; Adachi Hasegawa, 1995; Amason et al, 1996). Считается, что вероятность нахождения "локальных" молекулярных часов для отдельных групп организмов выше при использовании синонимичных замен в гомологичных генах и при сходстве физиологии и жизненных циклов этих организмов (Li, 1997). Для проверки предположения о существовании молекулярных часов разработано несколько статистических тестов. В наиболее простом случае проверяется, насколько отличается филогенетическое древо, построенные с допущением равномерности эволюции исследуемых последовательностей, от древа, полученного без такого допущения для того же набора последовательностей (Felsenstein, 1988). Тест на относительные скорости эволюции ("relative rate test" Sarich Wilson, 1967) нацелен на проверку предположения о равенстве скоростей эволюции у двух родственных таксонов в сравнении с к. л. внешней группой. Подобный ему метод сравнения длин ветвей ("branch-length test" Takezaki et al., 1995) выявляет отклонения длины отдельных ветвей от средней длины для всего древа. Среди множества возможных молекулярно-филогенетических маркеров одно из лидирующих мест, как по кругу решаемых задач, так и по объему проводимых исследований, принадлежит митохондриальной ДНК. Митохондриальный геном многоклеточных животных имеет размер 15000-17000 пар нуклеотидов, что составляет приблизительно 1/10000 от наименьшего ядерного генома животных (Li, 1997). Поэтому, по сравнению с ядерным геномом, получить чистые препараты мтДНК достаточно просто. Митохондриальные гены, как правило, уникальны, редко перекрываются и не содержат интронов. Структура митохондриального генома довольно стабильна: 13 белок-кодирующих генов, 2 гена рРНК, 22 гена тРНК и контрольный регион, содержащий сайты инициации репликации и транскрипции. Наследование мтДНК осуществляется по материнской линии. Эволюционные изменения происходят без участия рекомбинации за счет кроссинговера, в основном, за счет точечных мутаций, инсерции и вставки сравнительно редки. Исследование эволюции митохондриальных генов млекопитающих выявило скорость накопления синонимичных замен порядка 5.7*10-8 замен на нуклеотидный сайт в год (Brown, 1982), что почти в 10 раз превьппает скорость "молчащей" эволюции в ядерных белок-кодирующих генах. Однако, в том, что касается накопления несинонимичных замен, действие отрицательного отбора проявляется с одинаковой силой и на митохондриальный и на ядерный геномы (Li, 1997). Калибровке хода молекулярных часов в митохондриальных генах различных организмов посвящено множество работ (Knowlton et al., 1993; Russo et al., 1995; Juan et al., 1996; Hoeh et al., 1996; Peek et al., 1997; Schubart et al., 1998 и др.). Довольно часто делаются попытки оценить скорость эволюции всей мтДНК. Такой подход вряд ли можно считать оправданным, поскольку при этом не учитывается различный вклад синонимичных и несинонимичных нуклеотидных замен, их дифференцированность на транзиции и трансверсии, которые имеют существенно различную динамику накопления (Nei, 1987). Наиболее точные и надежные оценки темпов эволюции мтДНК животных получены для гена Cyt В млекопитающих (Irwin et al., 1991) и брюхоногих моллюсков рода Nucella (Collins et al., 1996). В обоих исследованиях авторы имели довольно редкую возможность опираться на обширную, а в последнем случае, практически, полную палеонтологическую летопись изучаемых организмов. Дивергентные скорости накопления трансверсий в третьей позиции кодонов в гене CytB млекопитающих и моллюсков близко совпадают друг с другом (0.5% и 0.42% за млн. лет, соответственно). В обоих случаях обнаружено, что период линейного накопления трансверсий составляет не менее 60-80 млн. лет, в то время как в отношении транзиции эффект насыщения сказывается уже после 5 млн. лет. При этом, скорость накопления транзиции в третьем положении кодонов для моллюсков рода Nucella оценивается в 3-4% за млн. лет (Collins et al., 1996). В работе по млекопитающим (Irwin et al., 1991) явных оценок скорости накопления транзиций в 3-й позиции кодонов не дается, но, судя по приведенным графикам, она составляет около 3,75% за млн. лет, т. е. примерно ту же величину что и у моллюсков. Ген CytB наиболее часто использовался в качестве маркера в молекулярнофилогенетических исследованиях, в основном, благодаря тому, что подбор праимеров, обеспечивающих его амплификацию в ПЦР, не представлял сложности для большинства форм позвоночных животных. Проблема поиска универсальных праимеров для беспозвоночных животных долгое время служила сдерживающим фактором в широком применении молекулярнофилогенетического подхода в изучении их эволюции до тех пор, пока такие праймеры не были найдены для фрагмента гена СО I (Folmer et al., 1994). Ген СО I, кодирующий первую субъединицу цитохром С оксидазы, считается самым эволюционно консервативным во всем митохондриальном геноме (Минченко, Дударева, 1990; Clary, Wolstenholme, 1985; Valverde J. R. et al., 1994). Эта его особенность делает возможным изучение филогении очень далеких таксонов, в то же время, наблюдаемое количество синонимичных замен достаточно для проведения исследований и на межвидовом, и даже, на популяционном уровне (Folmer et al., 1994). Число эволюционных работ на беспозвоночных животных с использованием последовательностей гена СО I в последние годы стремительно возрастает (Knowlton et al., 1993; Juan et al., 1996; Hoeh et al., 1996; Peek et al., 1997; Black et al., 1997; Harasewych et al., 1997; Caterino Sperling, 1999). Следовательно, этот маркер можно рассматривать как наиболее перспективный для филогенетических исследований, поскольку потенциальных возможностей для сравнительного исследования его эволюции в разных группах беспозвоночных существенно больше, чем для других митохондриальных генов. 4.1.1 Методы филогенетической реконструкции на основе молекулярных данных Способы оценки генетических расстояний на основе данных о последовательностях ДНК Простейшее эволюционное событие в молекуле ДНК фиксация замены одного нуклеотида на другой занимает тысячи и миллионы лет и не может быть отслежено в течение жизни одного исследователя. Поэтому, для обнаружения таких событий используют попарное сравнение современных последовательностей ДНК происшедших от общей предковой молекулы. Таким образом, проблема количественной оценки различий между двумя нуклеотидными последовательностями является одной из важнейших при изучении молекулярной эволюции. Именно на этой основе делаются заключения о скоростях эволюции и временах дивергенции, во многих методах филогенетической реконструкции используется матрица генетических расстояний. Для описания процесса замены нуклеотидов предложено множество теоретических моделей, основное отличие которых между собой состоит в количестве учитываемых параметров, определяющих вероятность перехода от одного состояния нуклеотида к другому. Матрица переходных вероятностей, содержащая значения вероятности замены каждого из четырех нуклеотидов состоит из 16 элементов (4x4). Она должна отвечать следующим условиям: 1) все элементы матрицы имеют положительные значения и 2) их сумма в каждом ряду равна единице. Благодаря последнему условию, модель, описывающая процесс замены нуклеотидов может иметь не более 12 независимых параметров (Li, 1997): РА-*С PAG PAT Рс-А PG-»A РсА PcG РСТ PcG PG-M: 1 PGA PGC Рот РЛ-С PA—G РА-Т PG—T РсГ Рт—А Рт-С Рт—с РТА Рте Рте Первая и наиболее простая схема процесса нуклеотидных замен была предложена Джуксом и Кантором (Jukes Cantor, 1969). Она предполагает, что замена любого одного нуклеотида на другой равновероятна. Эта вероятность и является единственным учитываемым фактором, поэтому данную модель называют однопараметровой. Чтобы сделать ее более реалистичной, Кимура (Kimura, 1980) предложил двухпараметровую модель, предполагающую, что трансверсии и транзиции происходят с разной вероятностью. В дальнейшем были разработаны еще более сложные и общие модели на основе Марковских цепей, предполагающие наличие разных типов транзиции и трансверсий, различные равновесные частоты нуклеотидов и существование обратных замен (Lanave et al., 1984; Lockhart et al, 1994; Zharkikh, 1994 и др.). Наиболее простой путь оценки степени дивергенции двух последовательностей ДНК состоит в вычислении доли сайтов, по которым они различаются. Однако, полинуклеотиды состоят из оснований всего лишь четырех типов и, в процессе эволюции довольно часто происходят такие события как множественные, обратные и параллельные замены нуклеотидов, искажающее влияние которых необходимо учитывать при расчете истинных эволюционных дистанций. Именно в этом состоит смысл разработки различных моделей эволюции. Обычно, дистанцию между двумя последовательностями выражают через число нуклеотидных замен на сайт (К), а не через общее количество замен, что позволяет сравнивать последовательности разной длины. Значение К в общем случае находят с помощью формулы предложенной Таямой и Неем (Tajima Nei, 1984): K-bx\n(l-) (1) где p вероятность того, что последовательности различаются по данному сайту в момент времени t; bib и г?, 13 4 у2 я] {Чг равновесная частота /-Г0 нуклеотида), а й У Т J соотношение пар нуклеотидов и У между двумя гомологичными последовательностями ДНК). В соответствии со схемой эволюционного процесса по Джуксу и Кантору (Jukes Cantor, 1969) переменные в формуле (1) принимают следующие значения: р=\{\-е-) (2) где е основание натурального логарифма, а вероятность замены одного нуклеотида другим, t время, прошедшее с момента дивергенции последовательностей; qi 1/4, отсюда Ы 31А. Таким образом, формула рассчета К по однопараметровой модели выглядит так: кЛыа-) (3) Использование других моделей делает вычисления более сложными. Может показаться, что, чем большее число параметров учитывается при расчете эволюционных дистанций, тем более реалистичным получается результат. Однако, на практике, это оказывается не всегда верным по двум причинам. Вопервых, помимо набора предположений, содержащихся в модели процесса замены нуклеотидов, дополнительные допущения содержит сам метод оценки генетических расстояний. И этих допущений тем больше, чем он сложнее. Следовательно, вероятность ошибок в вычислениях возрастает. Во-вторых, поскольку число сравниваемых нуклеотидов конечно, всегда есть вероятность получения ошибки выборки. Методы, которые учитывают большее число параметров, неизбежно приводят к получению оценок с большей дисперсией. Тем не менее, с увеличением длины сравниваемых последовательностей, выборочные эффекты теряют значимость. Исследования с использованием компьютерного моделирования (Tajima Nei, 1984; Zharkikh, 1994) показали, что при К равном или меньшем 0.5, с применением простых методов Джукса и Кантора или Таямы и Нея можно получить вполне точные оценки К. При большей величине дивергенции предпочтительнее использовать более изощренные подходы, типа 9параметровой модели (Lanave et al., 1984), При расчетах значения К для оценки эволюционных дистанций необходимо также учитывать функциональные и структурные особенности исследуемых нуклеотидных последовательностей. Зачастую, давление отбора накладывает ограничения на степень вариабельности отдельных участков ДНК в пределах одного гена (например, в шпилечных структурах в генах рРНК и т. п.). Неоднородность скоростей эволюции внутри гена может приводить к серьезному занижению оценок К. Для учета этого явления в формулы для вычисления К вводится поправка на гамма-распределение скорости нуклеотидных замен внутри последовательности ДНК (Li, 1997). При исследовании белок-кодирующих полинуклеотидов обычно отдельно учитываются синонимичные и несинонимичные замены (Comeron, 1995). Довольно часто, особенно для сильно дивергировавших последовательностей, при расчетах дистанций используются транслированные (либо полученные непосредственно) последовательности аминокислот. В этом случае, вычисления производятся на основе эмпирических матриц вероятности перехода от одной аминокислоты к другой, которые различны для ядерных и митохондриальных генов (Swofford et al., 1996) 4.1.2 Методы построения филогенетических схем Построение филогении, по сути, является процедурой оптимизации, с целью нахождения "наилучшей оценки" эволюционной истории. В принципе, можно предложить множество эволюционных сценариев, объясняющих, каким образом возникла современная структура макромолекул. Поэтому необходимо наличие некоего критерия для выбора одного или нескольких филогенетических древ из набора всех возможных. Методы филогенетической реконструкции решают эту задачу двумя способами: 1) определением последовательности шагов (алгоритма) для построения филогенетического древа и 2) определением критерия для сравнивания альтернативных древ друг с другом и выбора наилучшего из них. В чисто алгоритмических методах, процедуры построения филогенетического древа и выбора наилучшего из возможных объединены, поэтому полученная на выходе схема филогении всегда является единственно возможной. К их числу относится большинство дистантных метдов, таких как объединение ближайших соседей, и все формы попарного кластерного анализа (например, UPGMA). Второй класс методов предполагает проведение анализа в два этапа. В качестве первого, задается критерий оптимальности (формально представляющий собой некую объективную функцию) для оценки любого данного древа и сравнения альтернативных древ друг с другом. Вторым шагом является собственно вычисление значения объективной функции по определенному алгоритму и нахождение древ, имеющих наилучшие оценки в соответствии с выбранным критерием. При использовании критериев оптимальности для реконструкции филогении возможно получение нескольких различных равноценных древ. К числу методов подобного рода относятся методы максимальной экономии и наибольшего правдоподобия, из дистантных метод наименьших квадратов (Swofford et al., 1996). Дистантные методы Исходными данными для построения филогенетических древ при помощи дистантных методов служит матрица попарных генетических расстояний. В зависимости от модели эволюции, принимаемой при филогенетических реконструкциях, древа могут быть корневыми и бескорневыми. Отличие состоит в том, что в основе корневых схем лежит предположение о постоянстве скорости эволюции во всех филогенетических линиях. Такое древо имеет корень соответствующий гипотетической предковой форме или исходной точке дивергенции, а эволюционные расстояния от корня до каждой из концевых точек равны между собой. В филогенетических древах дистанция между каждой парой операциональных таксономических единиц (ОТЕ), складывается из суммы длин ветвей соединяющих эти ОТЕ. В методе наименьших квадратов (Fitch Margoliash, 1967; Cavalli-Sforza Edwards, 1967)., наиболее подходящим для исходной совокупности данных считается древо, в котором разница между расстояниями, ожидаемыми исходя из матрицы дистанций, и наблюдаемыми на древе длинами ветвей минимальна. В методах кластерного анализа, таких как UPGMA (невзвешенный метод попарных средних), применяется алгоритм последовательной кластеризации, согласно которому локальные топологические взаимоотношения ОТЕ вьшодятся из порядка снижения их сходства между собой и построение древа осуществляется пошагово. При этом предполагается, что зависимость между эволюционным расстоянием и временем дивергенции ОТЕ приблизительно линейная (Li, 1997), поэтому конечное филогенетическое древо всегда является корневым. При нарушении этого условия, UPGMA может давать ошибочный результат. Наиболее современным и мощным из дистантных методов построения филогении является метод объединения ближайших соседей (Saitou Nei, 1987). Суть его заключается в последовательном нахождении пар ОТЕ, соседствующих на древе, таким образом, чтобы минимизировать его общую длину. Построение начинается со звездообразного древа на котором ОТЕ не кластеризованы.Первый шаг состоит в отделении любых двух ОТЕ от всех остальных, существует Л (Л-1) варианта их выбора. На получившемся после этого древе есть только одна внутренняя ветвь, соединяющая узлы X и Y, где X общий узел для выбранной пары ОТЕ, а У общий узел для остальных ОТЕ. Сумма длин ветвей (S) этого древа на каждом шаге вычисляется по уравнению: где N число ОТЕ, d длины ветвей. Среди всех возможных пар ОТЕ выбирается та, объединение которой приводит к наименьшей сумме длин ветвей. Такая пара ОТЕ в дальнейшем рассматривается как одна ОТЕ, затем рассчитывается новая матрица дисташщй из арифметических средних расстояний между ОТЕ. Потом выбирается следующая пара ОТЕ, дающая наименьшую сумму длин ветвей древа. Эта процедура повторяется пока все N-3 внутренние ветви не будут найдены (Li, 1997). Метод максимальной экономии Принцип максимальной экономии (в философии он известен как "лезвие Оккама") утверждает, что наипростейшему объяснению совместимому с наблюдаемым набором данных должно отдаваться предпочтение перед более сложными объяснениями. Под «наипростейшим» здесь понимается объяснение, которое основано на наименьшем количестве предположений. В соответствие с ним, из всех возможных филогенетических древ выбирается то, которое предполагает наименьшее количество эволюционных событий (мутационных шагов). Концептуально данный подход направлен на реконструкцию эволюционных вз взаимоотношений по критерию родства, а не сходства, в отличие от, например, дистантных методов. Методологически это осуществляется путем использования непосредственно исходной комбинации признаков (в стучае нуклеотидных или белковых последовательностей одно положение считается одним независимо варьирующим признаком), причем только таких признаков, которые несут информацию об общности происхождения двух и более ОТЕ от предковой формы. Информативные признаки имеют различное количество мутационных шагов как минимум у двух древ с разной топологией. Древо, поддержанное наибольшим числом информативных признаков, считается наиболее экономным (Stewart, 1993). Самый серьезный недостаток данного подхода заключается в том, что он не учитывает неравномерности хода эволюции: компьютерное моделирование показало (Felsenstein, 1988), что если скорости накопления нуклеотидных замен в разных линиях отличаются более чем в два раза, максимально экономное древо скорее всего будет некорректным. Кроме того, следует отметить сильную чувствительность метода к гомоплазиям (параллельным и обратным заменам). Метод наибольшего правдоподобия широко используется в различных областях биологии как один из приемов статистической проверки гипотез. Способ определения топологии и длин ветвей филогенетических древ на основе такого подхода был впервые разработан в 1967 году (Cavalli-Sforza Edwards, 1967), однако, его широкое применение стало возможным только с развитием вычислительной техники. Метод наибольшего правдоподобия Метод наибольшего правдоподобия широко используется в различных областях биологии как один из приемов статистической проверки гипотез. Способ определения топологии и длин ветвей филогенетических древ на основе такого подхода был впервые разработан в 1967 году (Cavalli-Sforza Edwards, 1967), однако, его широкое применение стало возможным только с развитием вычислительной техники. Для применения подхода максимального правдоподобия должна быть задана конкретная вероятностная модель процесса замены нуклеотидов. Она может быть полностью определена, либо содержать ряд параметров, которые можно оценить непосредственно в ходе анализа, исходя из исходного набора данных. На основе заданной модели рассчитывается значение функции правдоподобия для конфигурации состояния признаков в исследуемых последовательностях для всех возможных древ из которых наилучшим считается древо с максимальным значение функции правдоподобия (Li, 1997). Данная задача может быть разбита на две части: определение топологии древа и оценка длин ветвей при условии данной топологии таким образом, чтобы функция правдоподобия имела максимальное значение. Поскольку число возможных топологий древа растет экспоненциально с увеличением количества анализируемых последовательностей, во всех методах реконструкции древ, в которых оптимизируется объективная функция, используются эвристические подходы для поиска наилучшей топологии. В частности, в последнее время широко применяются т. и. квартетные методы. Согласно одному из них (Strimmer, 1997) процедура построения древа выглядит следуюпщм образом: 1) создается набор наиболее правдоподобных древ для всех возможных для данной выборки сочетаний из 4 ОТЕ; 2) с помощью последовательного случайного добавления ОТЕ к первоначально заданному произвольному древу получают общее древо, позиция каждой новой ОТЕ на этом древе определяется с учетом топологии всех квартетных древ; 3) эту процедуру повторяют несколько раз и, таким образом, выявляют все возможные оптимальные и субоптимальные древа, на их основе выводится консенсусное древо, которое и является итоговым. Из всех методов филогенетической реконструкции метод наибольшего правдоподобия наиболее устойчив к исходному набору допущений относительно скорости и способов замены нуклеотидов. Его огромным преимуществом перед другими подходами является возможность учета самых разнообразных факторов эволюционного процесса. Применение метода наибольшего правдоподобия в филогенетических исследованиях не ограничивается собственно построением древ. В частности, упомянутый выше метод квартетов (Strimmer, 1997) позволяет оценивать степень достоверности топологии полученного древа. При построении итогового консенсусного древа по правилу большинства ("majority rule") каждому кластеру соответствует определенное значение, которое тем выше, чем он устойчивее: узлы, которые имеет поддержку менее 50% не разрешаются в принципе. Кроме того, на основе этого же подхода разработан метод правдоподобного картирования ("likelyhood mapping") для оценки мощности филогенетического сигнала в исходном наборе данных. Он базируется на анализе функции наибольшего правдоподобия у трех полностью разрешенных топологий принципиально возможных для четырех последовательностей. Графически три значения функции для каждого квартета представляются в виде одной точки внутри равнобердренного треугольника

Заключение Диссертация по теме "Зоология", Щербаков, Дмитрий Юрьевич

8 ВЫВОДЫ

1. Возраст монофилетической клады, объединяющей большинство исследуемых видов эндемичных амфипод озера Байкал, оценивается не моложе, чем в 30-28 млн. лет, что соответствует достоверно известному возрасту Байкала как непрерывно существующему во времени водоему.

2. Время дивергенции представителей байкальского рода Micruropus и пресноводных гаммарид больше, чем время существования остальных исследованных байкальских амфипод и соответствует периоду 70-30 млн. лет, т.е. времени существования крупных, но не постоянных озер на территории современного Байкала и Прибайкалья.

3. Наиболее правдоподобная оценка времени начала дивергенции семейства Lumbriculidae в Байкале приходится на период около 28-30 млн. лет назад. Возраст наиболее молодой радиации, приведшей к образованию букета видов группы "Lamprodrilus", оценивается в 3.8 - 2.8 млн. лет.

4. При соотнесении полученных датировок с геологической историей Байкала обнаружено, что эволюция исследуемых видов могла быть связана с переломными этапами формирования озера. Возраст всей группы приходится на период активизации тектонических процессов в начальной фазе образования байкальского рифта на фоне резкого похолодания климата в конце эоцена -начале олигоцена. Расхождение видов внутри группы "Lamprodrilus" совпадает по времени с усилением орогенных процессов.

7. Ускоренный кладогенез у субэндемичного рода Choanomphalus приходится на период 3.5 млн. лет до нашего времени. Единственный небайкальский предстаитель этого рода Ch. mongolicus обитающий в оз. Хубсугул, произошел в Байкале и является членом байкальского букета видов хоаномфалов.

7 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты представленного исследования свидетельствуют, что генетические системы mtCOIII и mtCOI имеют достаточное количество информативных сайтов для решения филогенетических задач, касающихся эволюции байкальских букетов видов. В случае самой древней из исследованных групп - амфипод - количество нуклеотидных и аминокислотных замен не превышало критических значений, могущих повлечь искажение реально существующих филогенетических взаимоотношений. В тоже время синонимические замены, на которые приходится почти все разнообразие последовательностей у гастропод и люмбрикулид, обеспечивают достаточное разнообразие для получения разрешенных филогенетических схем.

Для классификация гаммаридной фауны в целом и амфиподной фауны Байкала в частности характерны общие проблемы. Если принадлежность той или иной особи к таксонам низкого ранга (родам и видам) в большинстве случаев не вызывает сомнений, то филогенетические взаимоотношения таксонов более высоких рангов зачастую вызывает бурные дискуссии. Например, вопрос о принадлежности байкальских амфипод к одному или нескольким семействам до сих пор остается открытым (Камалтынов, 1992). С этой точки зрения результаты проделанной работы могут оказаться весьма полезными для разрешении вопросов систематики этой группы организмов.

Безусловно полученные данные охватывают далеко не полный список родов и видов, в работе исследовалось 38, видов принадлежащих 14 родам из 259 видов, объединённых в 46 родов, известных в Байкале (Камалтынов, 1992). Тем не менее они позволяют выявить ряд характерных черт эволюционной истории байкальских амфипод в целом.

Все полученные результаты о взаимоотношениях исследуемых видов можно разделить на три группы. Первая группа - филогенетические схемы, практически полностью совпадающие с существующими морфологическими классификациями. К этой группе можно отнести филогению родов Eulimnogamrnarus, Parapallasea, Paragarjajewia, Ommatogammarus, Corophiomorphus, Heterogammarus, к этой же группе можно отнести позицию финской P. quadrispinosa, которая, как и ожидалось (Barnard J.L., Barnarnard С.М., 1983; Вяйноля, Камалтынов, 1995), является выходцем из Байкала. Вторая группа - это ветви с неясным систематическим положением, в большинстве случаев на схемах они представлены единичными видами, относящимися к различным родам таким, как Boeckaxelia, Echiuropus, Plesiogammarus, Poekilogammarus, Macroperiopus. Третья группа видов наиболее интересна тем, что положение ветвей на филогенетических схемах вступают в противоречие с имеющейся классификацией.

Значительные генетические расстояния, которые на схемах выражаются в виде крайне протяженных терминальных ветвей, свидетельствуют о большом временном интервале, прошедшем со времени дивергенции сравниваемых таксонов. Генетически далекие виды такие, как P. cancellus, P. baikali имеют длины ветвей, сравнимые с средней длиной ветвей для всей клады байкальских амфипод. Исходя из предположения, что первоначальная дивергенция этой группы могла произойти на границе известного времени существования озера (30-28 млн. лет) или даже ранее, можно допустить, что данные виды являются реликтовыми, ведущими свою родословную непосредственно от общего предка монофилетической группы байкальских амфипод (клада "А" на рис. 14).

Вероятно, сходное происхождение имеют эволюционно далекие друг от друга представители рода Acanthogammarus, более того отдельные виды Acanthogammarus имеют сродство к некоторым представителям рода Pallasea, например A. victorii к P. grubei и P. quadrispinosa (рис. 13-14). Однако, это расположение нельзя назвать достоверным, поскольку при различных условиях филогенетических построений позиции этих ветвей меняются.

В современной классификации семейства Lumbriculidae имеется ряд спорных мест. Если определение принадлежности той или иной особи к таксонам низкого ранга (видам и подвидам) хотя и технически осложнено, тем не менее в большинстве случаев не вызывает особых сомнений, то филогенетические взаимоотношения таксонов на уровне более высоких рангов зачастую вызывают бурные дискуссии. Вопрос о таксономической значимости рода Teleuscolex, поставленный около 70-ти лет назад (Hrabe, 1931), до сих пор не находит однозначного решения. О правомерности выделения Agriodrilus vermivorus в отдельный род тоже давно высказываются сомнения (Cook, 1971). Грабье (Hrabe, 1982) первым усомнился в монофилетичности рода Rhynchelmis, определив новый род Pseudorhynchelmis для Rhynchelmis olchonensis. Валидность этого таксона была опровергнута (Giani and Martinez-Ansemil,1984). Позиция данного вида, да и всей группы так называемой "мелких" Rhynchelmis, определена неоднозначно и до сих пор вызывает сомнение правомерность ее включения в род Rhynchelmis (Brinkhurst, 1989; Kaygorodova et al., 1997; Martin et al., 1998).

К сожалению, полученные данные охватывают далеко не полный список видов, в работе исследовалось 25 из 58 известных байкальских видов (Snimschikova, 1994; Martin et al., 1998). Тем не менее, они позволяют выявить ряд характерных особенностей эволюционной истории байкальских люмбрикулид в целом.

Возраст исследуемой группы организмов сопоставим с геологическим возрастом озера Байкал, и составляет по нашим оценкам 28-30 млн. лет. Соотнесение полученной датировки с геоклиматическими событиями выявляет ряд возможных причин, вызвавших дивергенцию видов. Близко совпадает по времени максимум глобального похолодания, отмеченный 33.5 млн. лет назад (Meng & McKenna, 1998), который мог привести к массовым вымираниям теплолюбивых видов и последующему всплеску видообразования. Около 35 млн. лет назад происходит активизация тектонической деятельности, что соответствует началу собственно рифтовой стадии формирования байкальского разлома (Mats, 1993). Таким образом, на границе эоцена и олигоцена создались серьезные предпосылки для активизации видообразовательных процессов у люмбрикулид.

Возраст наиболее молодой радиации, приведшей к образованию целого букета видов группы "Lamprodrilus", оценивается в 3.8-2.8 млн. лет. Расхождение видов внутри этой группы совпадает по времени с началом особенно богатой различными геологическими, климатическими и экологическими изменениями необайкальской стадии формирования байкальского разлома.

Аналогичные взрывы видообразования наблюдаются приблизительно в то же самое время для других групп бентосных беспозвоночных - моллюсков семейства Baikaliidae (Зубаков et al, 1998) и субэндемичного рода Choanomphalus. С другой стороны, согласно имеющимся в настоящее время данным, организмы, обитающие в толще воды (рыбы, амфиподы) не подвергались столь значительным эволюционным преобразованиям в этот период (Огарков и др., 1997; Kirilchik & Slobodynyuk, 1997). Следовательно, вполне логично предположить, что причиной такого эволюционного "взрыва" бентосных организмов Байкала, в частности олигохет и моллюсков, послужили резкие преобразования поверхности дна. Наиболее вероятными представляются изменения рельефа дна и образование больших глубин (орографические процессы), а так же изменение режима осадконакопления, то- есть - пищевых потоков. Полученная схема событий отражает дивергенцию видов бентосных организмов на каких-то этапах эволюции по субстарным предпочтениям, напрямую связанным с различной пищевой зависимостью.

При сравнении эволюционных историй букетов видов, рассмотренных в настоящей работе, бросается в глаза то обстоятельство, что все группы, представители которых никогда в течение своего жизненного цикла на отрываются от субстрата, оказались молодыми относительно возраста крупного глубоководного озера, непрерывно существовавшего в пределах современного Байкала. Более того, как указывалось выше, в Танхойской свите обнаружены ископаемые остатки гастропод, которые конхиологически очень сходны с современными видами байкалиид, и которые были в то время весьма разнообразны. Тем не менее возраст общего предка современных байкалиид , оцененный по степени дивергенции нуклеотижных последовательностей митохондриальной ДНК не превышает 4 миллионов лет. У люмбрикулид обнаружены три клады, время расхождения которых сравнимо с возрастом Байкала, однако вспышка видовой радиации приходится примерно на тот же период, что и у байкалиид. Практически одновременно (судя по количеству накопившихся нуклеотидных заме) происходит ускоренная видовая радиация у хоаномфалов. В тоже время в эволюционной истории байкальских амфипод на том уровне, на котором она проанализирована в рамках настоящей работы, никаких ярких эволюционных событий, которые приходились бы на этот период, не наблюдается. Не искоючено, что это связано с недостаточной таксономической выборкой из этой исключительно разнообразной группы. Об этом косвенно может свидетельствовать и то необчное обстоятельство, что у них не удается обнаружить никаких свидетельств коэволюции с байкальскими коттидами, развившимися в течение последних двух миллионов лет, и являющимися для амфипод основными хицниками.

Для объяснения этой картины представляете явозможным предположить, что неблагоприятные периоды, наступавшие с высокой частотой в истории Байкала (Grachev et al, 1998) и приводившие к временному исчезновению пелагических диатомей, могли приводить к серъезным вымираниям малоподвижных групп животных, которые могли пережить эти периоды вблизи берега в местах достаточных для выживания потоков питательных веществ с берегов. Для подвижных организмов эти периоды протекали легче. Ускоренное видооьразование, наблюдающееся у этих групп, может быть связано с началом горообразовательных процессов, приведших к усилению сноса терригенного материала в Байкал. Несмотря на продолжающиеся периодические неблагоприятные перибды, повышенный поток пищи с берега создал условия для ускоренной радиации тех групп, которые легко дифференцируются по экологическим нишам.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Щербаков, Дмитрий Юрьевич, Иркутск

1. Adachi J., Hasegawa М. 1.proved dating of the human/chimpanzee separation in the mitochondrial DNA tree: heterogeneity among amino acid sites. // J. Mol. Evol. -1995 - V.40. - P.622-628.

2. Adachi, J., Hasegawa M. MOLPHY: Programs for molecular phylogenetics, version 2.3. Institute of Statistical Mathematics, Tokyo. - 1996.

3. Adkins R.M., Honeycutt R.L. Evolution of Primate Cytochrome с Oxidase Subunite II Gene. // J. Mol. Evol. -1994. -V. 38. P. 215-231.

4. Aguinaldo A. M., Turbeville J. M., Linford L. S., Rivera M. C., Garey J. R., Raff R. A., Lake J. A. Evidence for a clade of nematodes, arthropods and other moulting animals. // Nature. -1997 V.387. - P.489-492.

5. Arnason U., Gullberg A., Janke A., Xu X. Pattern and timing of evolutionary divergences among hominoids based on analyses of complete mtDNA. // J. Mol. Evol. -1996. V.43. - P.650-661.

6. Bandelt H. J., Dress F. Reconstructing the shape of a tree from observed dissimilarity data. // Adv. Apple. Math. 1986. -V. 7. - P. 309-343.

7. Barnard J. L., Barnarnard С. M. Freshwater Amphipoda of the World. -Vernon Virginia: Hayfiel Associates Mt. 1983. V.l-2. - 830 P.

8. Barrio E., Lattore A., Moya, A. Phylogeny of the Drosophila obscura species group deduced from mitochondrial DNA sequences. // J. МоГ. Evol. 1994. - V. 39. -P. 478-488.

9. Baum D. Phylogenetic species concept. // Trends Ecol. Evol., 1992. - Vol.7. - P.l-2.

10. BDP-93 Baikal Drilling Project Members Preliminary results of the first scientific drilling on lake Baikal, Buguldeika site, southeastern Siberia // Quat. Int. -1997. V.37. - P.3-17. •

11. Beauchamp R.S.A. Hydrological data from lake Nyasa. // J. Ecol., 1953. -V.41. - P.226-239.

12. Beddard F.E. A monograph of the order Oligochaeta. Oxford: Clarendon Press. -1895.

13. Bieler R. Gastropod phyogeny and systematics. // Annu. Rev. Ecol. Syst. -1992.-V. 23.-P. 311-338.

14. Bonhoeffer S., Holmes E.C., Nowak M.A. (1995). Causes of HIV diversity. // Nature, 1995. - V.376. - P.125.

15. Boore J. L., Collins Т. M., Stanton D., Daehler L. L., Brown W. Deducing the pattern of arthropod phylogeny from mitochondrial DNA rearrangements. // Nature. -1995 V.376. - P.163-165.

16. Bousfild E. L. A new look at the systematics of gammaridean Amphipoda of the World. // Crustaceana. Suppl. 1977. - V.4. - P.282-316.

17. Bousfild E. L. Amphipoda. Gammaridea. // Sinopsis and classification of living organisms. 1982. - V.2. - P.225-285.

18. Brinkhurst R.O. & Gelder S.R. Annelida: Oligochaeta and Branchiobdellidae. // In: Thorp V.H. and Carich A.P. (eds.) Ecology and classification of North American freshwater invertebrates. Academic Press, San Diego. - 1991. - 401-435 p.

19. Brinkhurst R.O. & Gelder S.R. Did the lumbriculids provide the ancestors of the branchiobdellids, acanthobdellids and leeches? // Hydrobiologia, 1989. - V.180. -P.7-15.

20. Brinkhurst R.O. A contribution towards a revision of the aquatic Oligochaeta of Afrika. // Zool. Afr., 1966. - V.2. -P.131-166.

21. Brinkhurst R.O. A phylogenetic analysis of the Lumbriculidae (Annelida, Oligochaeta). // Can. J. Zool., 1989. - V.67. - P.2731-2739.

22. Brinkhurst R.O. A revision of the genera Stylodrilus and Bythonomus (Oligochaeta, Lumbriculidae). // Proceedings of the Zool. Soc. London, 1965. -V.144. - P.431- 444.

23. Brinkhurst R.O. Additional aquatic Oligochaeta from Australia and New Zealand. // Rec. Queen Victoria Mus., 1982a. - V.78. - P.l-16.

24. Brinkhurst R.O. and Jameison B.G.M. Aquatic Oligohaeta of the World. -Oliver and Boyd, Edinburgh.- 1971.

25. Brinkhurst R.O. and Wetzel M.J. Aquatic oligochaeta of the World: Suppliment. A catalogue of the new freshwater species, desriptions, and revisions. // Canadian Technical Report of Hydrography and Ocean Sciences. 1984. V.44. - P.3-19.

26. Brinkhurst R.O. Comments on the evolution of the Annelida. // Hydrobiologia, 1984b. - V.109. - P.189-191.

27. Brinkhurst R.O. Evolution in the Annelida. // Can. J. Zool., 1982b. - V.60. -P.1043-1059.

28. Brinkhurst R.O. Evolutionary relationships within the Clitellata: up date. // Megadriligica, 1994. - V.5. - P.109-112.

29. Brinkhurst R.O. The position of the Haplotaxidae in evolution of oligochaete annelids. // Hydrobiologia, 1984a. - V.115. - P.25-36.

30. Britten R. J. Rates of DNA sequence evolution differ between taxonomicgroups. // Science. -1986. V. 231. - P. 1393-1398.• 32. Brooks J.L. Speciation in ancient lakes. // Quart. Rev. Biol., 1950. - V.25.-P.30-60,131-176.

31. Brown W. M., Prager E. M., Wang A., Wilson A. C. Mitochondrial DNA sequences of primates: Tempo and mode of evolution. // J. Mol. Evol. 1982 - V.18. -P.225-239.

32. Bush G. L. A reaffirmation of Santa Rosalia, or why are there so many kinds• of small animals? // In: D.R. Lees and D. Edwards (eds.). Evolutionary Patterns and Processes. New York: Academic Press. 1993. - P.228-249.

33. Bush G. L. Modes of animal speciation. // Ann. Rev. Ecol. Systemat., 1975.- V.6. P.339-364.

34. Capaldi R. A. Structure and function of cytochrome с oxidase. I I Annu. Rev. Biochem. -1990. V.59. - P.569-596.i

35. Capaldi R. A., Malatesta F., Darley-Usmar V. D. Structure of cytochrome с oxidasee. // Biochimica et Biophysica Acta. 1983. - V.726. - P.135-148.

36. Caterino M. S., Sperling F. A. H. Papilio phylogeny based on mitochondrial• cytochrome oxidase I and II genes. // Mol. Phyl. Evol. 1999. - V. 11. - P. 122-137.

37. Cavalli-Sforza L. L., Edwards A. W. F. Phylogenetic analysis: models and estimation procedures. // Evolution. 1967. - V. 32. - P. 550-570.

38. Chambers S. M. Chromosomal evidence for parallel evolution of shell sculpture pattern in Goniobasis. II Evolution 1982. - V. 36. - P. 113-120.

39. Charles worth В., Lande R. and Slatkin M. A Neo-Darwinian commentary on• macroevolution. // Evolution, -1982. V.36. - P.474-498.

40. Cheverud J. M. M., Dow M. M., Leutenegger W. The qualitative assessment of phylogenetic constraints in comparative analysis: Sexual dimorphism inbody weight among primates. // Evolution, 1985. - Vol.39. - P.1335-1351.

41. Clark R.B. Systematics and phylogeny: Annelida, Echiura, Sipuncula. // Chem. Zool., 1969. - V.4. - P.l-68.

42. Clary D. O., Wolstenholme D. R. The mitohondrial DNA molecule of Drosophila yakuba: nucleotide sequence, gene organization, and genetic code. // J. Mol. Evol. 1985 - V.22. - P.252-271.

43. Comeron J. M. A method for estimating the number of synonymous and nonsynonymous substitutions per site // J. Mol. Evol. 1995 - V.41. - P.l 152-1159.

44. Cook D. G. Family Lumbriculidae. // In: Brinkhurst R.O. & Jameison B.G.M. (eds), Aquatic Oligohaetia of the World. Oliver and Boyd, Edinburgh. - 1971. -Chapter 5.-P.201-285.

45. Cook D. G. The genera of the family Lumbriculidae and genus Dorydrilus (Annelida, Oligochaeta). // J . Zool., London. 1968. - V.156. - P.273-269.

46. Coulter G.W. Lake Tanganyika and its life. Natural History Museum Publications, Oxford and London. - 1991. - P. 140-216.

47. Coyne J.A. Genetics and speciation. // Nature, 1992. - V.355. - P.511-515.

48. Cracraft J. Species concepts and speciation analysis. // Curr.Ornithol., -1983.- V.1.-P.159-187.

49. Crandall K. A. Fitzpatrick J. F. Crayfish molecular systematic: using a combination of procedures to estimate phylogeny. // Syst. Biol. 1996. - V.45. - P.l-26.

50. Cunningham С. W., Blackstone N. W., Buss L. W. Evolution of king crab from hermit crab ancestor // Nature 1992 - V.355. - P.539-542.

51. Czeluzniak J., Goodman M., Hewett D., Weiss M. L., Venta P. J., Tashian R. E. Phylogenetic origins and adaptive evolution of avian and mammalian haemoglobin genes. // Nature 1982. - V. 298. - P. 297-301.

52. Dieckmann U. & Doebeli M. On the origin of species by sympatric speciation. // Nature, 1999. - V.400. - P.354-357.

53. Dobzhansky Th. Genetics of the evolutionary process. Columbia University Press, New York. -1970.

54. Donaghue M. J. A critique of the biological species concept and recommendations for a phylogenetic alternative. // Bryologist, 1985. - Vol.88. -P.172-181.

55. Doyle J. J., Dickson E. Preservation of plant samples for DNA restriction endonuclease analysis // Taxon. 1987. V.36. - P.715-722.

56. Dybowsky B. Beitrage zur naheren Kentniss der in dem Baikal-See vorkommenden niedren Krebse aus der Gruppe der Gammariden // Horae Soc. Entomol. Beiheft zum -1874. V.10 - P.l-218.

57. Eldredge N. and Gould S.J. Punctuated equilibria: An alternative to phyletic gradualism. // In: T.J.M. Schopf (ed.) Models in Paleobiology. Freeman, Cooper, San Francisco. -1972. - 82-115 p.

58. Eldredge N., Cracraft J. Phylogenetic patterns and the Evolutionary Process. Columbia University Press, New York. - 1980.

59. Eldridge N. et al. Fossils: The evolution and their extinction of species. // Princeton Univ. Press. -1997. 240 p.

60. Enay R. Paleontology of Invertebrates. Springer-Verland Berlin Heidelberg., 1993.-287,P.

61. Felsenstein J. Confidence limits on phylogenies: an approach using thebootstrap. // Evolution. 1985. - V. 39. - P. 787-791.

62. Felsenstein J. PHYLIP (Phylogeny Inference Package), Version 4.0. -Department of Genetics, University of Washington, Seattle, USA. -1996.

63. Felsenstein J. Phylogenies from molecular sequences: Inference and reliability. // Annu. Rev. Genet. 1988. - V. 22. - P. 521-565.

64. Ferraguti M. & Jamieson B.M. Spermiogenesis in Bythonomus lemani and the phylogenetic positon of the Lumbriculidae (Oligochaeta, Annelida). // Hydrobiologia, 1987. - V.155. - P.123-134.

65. Fitch W. M. & Margoliash E. Construction of phylogenetic trees // Science. -1967. V. 155. - P. 279-284.

66. Folmer O., Black M., Hoeh W., Lutz R., Vrijenhoek R. DNA primer for amplification of mitochondrial cytochrome с oxidase subunit I from diverse metazoan invertebrates 11 Mol. Mar. Biol. Biotech. 1994. V.3. - P.294-299.

67. Galasii G.I. Le 'lac Baikal en sursis. // La Recherche, 1990. - V.221, - № 21. - P.628-637.

68. Galtier N., Gouy M. and Galtier C. Seaview and Phylowin: two graphic tools for sequence alignment and molecular phylogeny. // CABIOS, 1996. - V.12. -P. 543-548.

69. Giani N., Martinez-Ansemil E. Deux nouvelles especes de Lumbriculidae du Sud-Ouest de l'Europe. // Annls Limnol., 1984. - V.20. - P.157-165.

70. Gillespie J. H. On Ohta's Hypothesis: Most Amino Acid Substitutions Are Deleterious. // J. Mol. Evol. 1995. - V.40. - P.64-69.

71. Goldman N., Amderson J. P. and A. G. Rodrigo. Likelihood-based tests of topologies in phylogenies. 2000. - in preparation.

72. Goloboff P. A. NONA version 1.6. //1993.

73. Goodman M. Decoding the pattern of protein evolution // Progr. Biophys. Mol. Biol. -1981. V. 38. - P. 105-164.

74. Goodrich E.S. The study of nephridia and genital ducts since 1895. // Q.J.• Microsc. Sc., 1949. - V.86. - P.l 13-392.

75. Gould S.J. Is a new and general theory of evolution emerging? // Paleobiology, 1980. - V.6. - P.l 19-130.

76. Grant P.R. and Grant B.R. Sympatric speciation and Darwin's finches. // In: D. Otte and J.A. Endler (eds.) Speciation and its consequences. Sinauer Associates Inc., Sunderland, Massachusetts. - 1989. - P.433-458.

77. Grant V. Plant speciation. 2nd ed. Columbia Univversity Press, New York, - 1981.• 84. Grant V. The plant species in theory ahd practice. // In : E.Mayr (ed.) The speciesproblem. A A AS, Washington. - 1957. - P. 128-145.

78. Haldane J.B.S. A mathematical theory of natural and artificial selection. Part 1. // Trans. Cambridge Philos, Soc., 1924. - V.23. - P.19-41.

79. Harrison R. G. Animal mitochondrial DNA as a genetic marker in population and evolutionary biology. // Trends Ecol. & Evol. 1985. - V.4. - P.6-11.

80. Hessler R. R. Order Amphipoda. // Treatise on Invertebrate Paleontology. Ed. Moor R. C. New York: Univ. Kansas Press, 1969 - Part R. - P.360-398.

81. Hills D. M. and Dixon M. T. Ribosomal DNA: Evolution and phylogenetic• inference. // Q. Rev. Biol., -1991. V.66. - P. 411-453.

82. Hoeh W. R., Stewart D. Т., Sutherland B. W., Zouros E. Cytochrome с oxidase sequence suggest an unusually high rate of mitochondrial DNA evolution in Mytilus (Molusca: Bivalvia). // Mol. biol. evol. 1996. - V.13. - P.418-421.

83. Holmquist Ch. Lumbriculids (Oligochaeta) of Nothern Alaska and Northwestern Canada. // Zool. J. Syst., 1976. - V.103. - P.377-431.

84. Holt P.C. The systematic position of the Branchiobdellidae (Annelida, Clitellata). // Syst. Zool., 1965. - V.14. - P.25-32.

85. Hrabe S. Contribution to the knowledge of Oligochaeta from the Lake Baikal. // Vest. s. Spole. zool., -1982. V.46. - P.174-193.

86. Hrabe S. Die Oligochaeten aus den Seen Ochrida und Prespa. Nach. dem von Prof. Dr. S. Stankovic gesammelten Material bearbeitet.//Zool. Jahrb. Abt. fr Syst., kol. und Geogr. der Tiere, 1931. - Bd. 61, H. S.

87. Hrabe S. Evolution of the family Lumbriculidae. // Hydrobiologia, 1983. -V.102. -P.171-173.

88. Hrabe S. Lamprodrilus Michaelseni, eine neue Lumbriculiden-Art aus Macedonien. // Arch. fr Hydrobiologie, 1929a. - Bd. 20.

89. Hrabe S. Lamprodrilus mrazeki, eine neue Lumbriculiden-Art (Oligochaeta) aus Bhmen. // Zool. Jahbrcher, Abt. fr Syst., kol. und Geogr. der Tiere, -. 1929b. -Bd. 57.

90. Hrabe S. Notes on the genera Stylodrilus and Bythonomus (Lumbriculidae, Oligochaeta). // Spisy prirodov. fak. Univ. J.E. Purkyne, Brno. 1970. - V.515. -P.283-309.

91. Hrabe S. Oligochaeta Kaspickno jezera.// Prce Moravskoslezsk Akad. ved prirodnich, Brno. 1950. - T.22, - fasc. 9, sign. - F. 234.

92. Hrabe S. Two atavistic characters of some Lumbriculidae and their importance for the classification of the Oligochaeta. // Hydrobiologia, 1984. - V.l 15. -P.15-17.

93. Hughes A.L. and Nei M. Pattern of nucleotide substitution at majorhistocomatibility complex class I loci reveals overdominant selection. // Nature, 1988. - V.335. - P.167-170.

94. Hutchinson G.E. A Treatise of Limnology, Physics and Chemistry. J. Willey and Sons, Inc. N.Y., Chapman and Hall, London. - 1957. - 1015 p.

95. Irwin D. M., Kocher T. D., Wilson A. C. Evolution of the cytochrome b gene of mammals. // J. Mol. Evol. 1991. - V.32. - P.128-144.

96. Jackson J. B.C. & Cheetham A.H. Tempo and mode of speciation in the sea.

97. Trends Ecol. Evol., 1999. - V. 14, - № 2. - P.72-77.

98. Jonsell B. The biological species concept reexamined. // In: W.F. Grant (ed.)

99. Plant biosystematics. Academic Press, New York. -1984. - P. 159-169.

100. Juan C., Oromi P., Hewitt G. M. Phylogeny of the genus Hegeter (Tenebrionidae, Coleoptera) and its colonization of the Canary Islands deduced from cytochrom oxidase I mitochondrial DNA sequences. // Heredity 1996. - V. 76. - P. 392-403.

101. Kamaltynov R.M. On the present state of Amphipod systematics. // Hydrobiol. J., 1993. - V.26. - № 6. - P.82-92.

102. Kimura M. Evolutionary rate at the molecular level. // Nature. 1968 - V.217. » - P.624-626.

103. Kimura M. The neutral theory of molecular evolution. Cambridge University Press, Cambridge. - 1983.

104. Knowlton N., Weight L. A., Solorzano L. A., Mills D. K., Bermingham E.

105. Divergence in proteins, mitochondrial DNA, and reproductive compartibility across the Isthmus of Panama. // Science 1993. - V. 260. - P. 1629-1632.ф 115. Kocher T. D., Thomas W. K., Meyer A., Edwards S.V., Paabo S., Villablanca

106. F. X., Wilson A. C. Dynamics of mitochondrial DNA evolution in mammals: amplification and sequencing with conserved primers. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -1989. V.86. - P.6196-6200.

107. Kocher T. D., White T. J. Evolutionary analysis via PCR .// PCR technology. Principles and applications for DNA amplification. Ed Erlich H. A. New York.: Stockiton Press, 1989. - P.137-147.

108. Kohne D. E. Evolution of higher-organism DNA. // Q. Rev. Biophys. 1970.- V.3. P.327-375.

109. Kondrashov A.S. & Shpak M. On the origin of species by means of assortative mating. // Proc. R. Soc. Lond., 1998. - V.B 265. - P.2273-2278.

110. Kondrashov A.S. Multilocus model of sympartic speciation 1П. Computer simulations. // Theor. Pop. Biol., 1986. - V.29. - P.l-15.

111. Kondrashov A.S., Mina M.V. Sympatric speciation: when it is possible? // Biological journal of Linnean Society, 1986. V.27. - P.201-223.

112. Kondrashov A.S., Yampolsky L.Yu., Shabolina S. A. On the sympatric origin of species by means of natural selection. // In: Howard D.J. & Berlocher S.H (eds.) Species and speciation. Endless forms. Oxford Univ. Press. - 1998. - P.90-98.

113. Kozhova О. M. & Izmest'eva L. R. Lake Baikal: evolution and biodiversity. -Backhuys Publishers, Leiden. 1998. - 447 p.

114. Kraus F., Myamoto M. M. Rapid cladogenesis among Pecoran ruminants: evidence from mitochondrial DNA sequences. // Syst. Zool. 1991. - V. 40. - P. 117130.

115. Kumar S., Tamura K., Nei M. MEGA: Molecular Evolution Genetic Analysis, version 1.0 The Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, 1993.

116. Kuznedelov K. D., Timoshkin O. A. Phylogenetic analysis of Baikalian representatives of Lecitoepitheliata (Plathelmintes, Turbellaria) by comparison of partial 18S rRNA gene sequences. // Mol. Biol. 1997. - V. 31. - P. 542-548.

117. Kuznedelov K.D. and Timoshkin O.A. Phylogenetic relationships of Baikalian species of Prorhynchidae turbellarian worms as inferred by partial 18S rRNA sequence comparisons. // Mar. Mol. Biol. Biotechnol., 1993. - V.2. - P.300-325.

118. Laird C. D. McConaughy B. L., McCarthy B. J. Rate of fixation of nucleotide substitution in evolution. // Nature. 1969. - V.224. - P.149-154.

119. Lanave C., Preparata G., Saccone C., Serio G. A new method for calculating evolutionary substitution rates. // J. Mol. Evol. 1984. - V. 20. - P. 86-93.

120. Lande R. Models of speciaton by sexual selection on polygenic traits. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, -1981. Vol.78. - P.3721-3725.

121. Langley С. H., Fitch W. M. An examination of the constancy of the rate of molecular evolution. // J. Mol. Evol. -1974. V.3. - P.161-177.

122. Larson A. The relationship between speciation and morphological evolution. // In: D. Otte and J.A. Endler (eds.) Speciation and its consequences. Sinauer Associates Inc., Sunderland, Massachusetts. -1989. - P.579-599.

123. Levin D.A. The nature of plant species. // Nature, 1979. - Vol.204. - P.381-384.

124. Levin ton J. Genetics, Paleontology and Macroe volution. Cambridge University Press. - 1988.

125. Li W.-H. Molecular Evolution. USA Sunderland Massachusetts: Sinauer Associates, Inc., Publishers, 1997. - 487 p.

126. Livanow N. Die Organisation der Hirudineen und die Beziehung dieser Gruppe zu den Oligocha^ten. // Ergebn. und Fortshr. der Zool.> 1931. - V.7.

127. Lockhart P. J., Steel M. A., Hendy M. D., Penny D. Recovering evolutionary trees under more realistic model of sequence evolution. // Mol. Biol. Evol. 1994. - V. 11.-P. 605-612.

128. Logachev N.A. History and geodynamics of the Lake Baikal Rift in the context of Eastern Siberia Rift System: a review. // Bull. Cent. Rech . Explor. Prod. Elf. Aquitaine. 1993. V.17. - № 2. - P.353-370.

129. Lunt D. H., Zhang D.-X., Szymura J. M., Hewitt G. M. The insect cytochrome oxidase I gene: evolutionary patterns and conserved primers for phylogenetic studies. // Insect Molecular Biology. 1996. - V.5. - P.153-165.

130. Lynch M., Jarrell P. E. A method for calibrating molecular clocks and its application to animal mitochondrial DNA. // Genetics 1993. - V.135. - P. 1197-1208.

131. Margoliash E. Primary structure and evolution of cytochrome c. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 1963. - V.50. - P.672-679.

132. Marshall J.W. The first records of Stylodrilus heringianus (Oligochaeta: Lumbriculidae) from the Southern Hemisphere. // N.Z. Jour. Zool., 1978. - V.5. -P.781-782.

133. Martens K. Speciation in ancient lakes. // Tree 1997. - V.12., №. 5. - P.177-182.

134. Martin A. P. & Palumbi S. R. Body size, metabolic rate, generation time, and molecular clock. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1993. - V.90. - P. 4087-4091.

135. Martin P. Lake Baikal. In: K. Martens, B. Goddeeris, and G. Coulter (eds.) Speciation in Ancient Lakes. // Arch. Hydrobiol. Beih. Ergebn. Limnol., 1994. -V.44. -P.3-11.

136. Martin P., Ferraguti M., Kaygorodova I. Discription of two new species of Rhynchelmis (Oligochaeta: Lumbriculidae) from Lake Baikal (Russia), using classical morphology and ultrastructure of spermatozoa. // Annls Limnol., 1998. - V.34. -P.283-293.

137. Mashiko K., Kamaltynov R. M., Sherbakov D. Yu., Morino H. Genetic separation of gammarid (Eulimnogammarus cyaneus) population by localized topographic changes in ancient Lake Baikal. // Arch. Hydrobiol. 1997 - V.139. -P.379-387.

138. Mats V. D. The structure and development of the Baikal rift depression. // Earth-Science Reviews. 1993. - V.34. - P.81-118.

139. Mats V.D. The structure and development of the Lake Baikal rift depression. // Earth Sci., 1993. - V.34. - P.81-118.

140. Maynard Smith J. Sympatric speciaton. // Am. Nat, 1966. - V.100. - P.637-650.

141. Mayr E. A local flora and the biological species concept. // Amer. J. Bot., -1992a. -Vol.79. P.222-238.

142. Mayr E. Animal species and evolution. Harvard Univ. Press, Cambridge MA.-1963.

143. Mayr E. Populations, species and evolution. Belknap Press, Cambridge MA. -1970.

144. Mayr E. Speciational evolution or punctuated equilibrium. // In: A. Somit and S.A. Peterson (eds.) The dynamics of evolution. Cornell University Press. - 1992b. -P.21-53.

145. Mayr E. Systematics and the origin of species. Columbia University Press, New York. -1942.

146. Mayr E. The growth of biological thought. Belknap Press of Harvard University Press, Cambridge. - 1982.

147. Meng J., McKenna M. C. Faunal turnovers of Palaeogene mammals from the Mongolian Plateau. // Nature 1998. - V. 394. - P. 364-367.

148. Messier W. and Stewart C.-B. Episodic adaptive evolution of primate lysozymes. //Nature, 1997. - V.385. - P.151-154.

149. Meyran J.-C., Monnerot M., Taberlet P. Taxonomic status and phylogenetic relationships of some species of the genus Gammarus (Crustacea, Amphipoda) deduced from mitochondrial DNA sequences. // Mol. Phy. & Evol. 1997. - V.8. - P.l-10.

150. Michaelsen W. Agriodrilus vermivorus aus dem Baikal-See, ein Mittelglied zwischen Typischen Oligochflten und Hirudineen. // Mitt. Aus dem Zool. Mus.Hamburg., 1926. Bd. 42.

151. Michaelsen W. Die Oligochaeten des Baikal-Sees. Wissentschaftliche Ergebnisse einer Zool. Exped. nach dem Baikal-See unter Leitung d. A. Korotneff. -1905. Lief. 1.

152. Michaelsen W. I. Ordnung der Clitellata Oligochaeta: Regenwbrmer und Verwandte. // W. Kokenthal's Handbuch d. Zool., 1928. - V.2, - Lief. 2.

153. Michaelsen W. Oligochaeta. // Das Tierreich., 1900. - V.10. - P.l-575.

154. Michaelsen W. Zur Stammesgeschichte der Oligochflten, insbesondere der Lumbriculiden. // Arch, fbr Naturgesch., 1921. - V.86 A. - P.130.

155. Michaelsen W.Zur Stammesgeschichte und Systematik der Oligochjjten, insbesondere der Lumbriculiden. // Arch, fur Naturgesch., 1920. - Bd. 86.

156. Michaelsen W. bber Bezienhungen der Hirudineen zu den Oligochflten, insbesondere der Lumbriculiden. // Arch, fur Naturgesch., 1919. - Bd. 86.

157. Michaelsen WOligochaeten der Zoologischen Museen zu St.Petersburg und Kieve. // Izv. imp. Acad. Nauk, 1901. - V.15. - P.137-215.

158. Michel E. Why snails radiate: A review of gastropod evolution in long-lived lakes, both recent and fossil. // Arch. Hydrobiol. Beih. Ergebn. Limnol. 1994. - V. 44. - P. 285-317

159. Michel E., Kohen A. S., West K., Johnston M. R., Kat P. W. Large African lakes as natural laboratories for evolution: examples from the endemic gastropod fauna of Lake Tanganyika. // Mitt. Internat. Verein. Limnol. 1992. - V. 23. - P. 85-99.

160. Mindell D.P. Positive selection and rates of evolution in immunodeficency viruses from humans and chimpanzees. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996. - V.93. -P.3284-3288.

161. Moor R. С. (ed.) // Treatise on Invertebrate Paleontology. The Geological Society of America, Inc., The University of Kansas, 1969. V. 1. Part R. - P.360-398.

162. Morgenstern В., Dress A., and T. Werner. Multiple DNA and protein sequence alignment based on segment-to-segment comparison. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996. - V.93. - P.12098 - 12103.

163. Morgenstern В., Freeh K, Dress A., and T. Werner. DIALIGN: Finding local similarities by multiple sequence alignment. Bioinformatics, 1999. - V.14, in press.

164. Moryama E. N., Powell J. R. Synonymous substitution rates in Drosophila: mitochondrial versus nuclear genes. // J. Mol. Evol. 1997. - V. 45. - P. 378-391;

165. Nei M. Molecular evolutionary genetics. New York: Columbia University Press., 1987.-512 P.

166. Nielsen R. and Yang Z. Likelihood models for detecting positively selected amono acid sites and applications to the HIV-1 envelope gene. // Genetics, 1998. -V.148. - P.929-936.

167. O'Brain S.J. & M. Dean. In search of AIDS-resistance genes. // Scientific American, -1997. V.277. - P.28-35.

168. O'Foighil D., Smith M. J. Evolution of asexuality in the cosmopolitan marine clam Lasaea. II Evoltution. 1995. - V.49. - P.140-150.

169. O'Foighil D., Smith M. J. Phylogeography of an asexual marine clam complex, Lasaea, in the Northeastern Pacific based on cytochrome oxidase III sequence variation. // Mol. Phy. & Evol. 1996. - V.6. - P.134-142.

170. Ochman H. & Wilson A. C. Evolution in bacteria: evidence for a universal substitution rate in cellular genome. // J. Mol. Evol. 1987. - V. 26. - P. 74-86.

171. Ohta Т., Kimura M. On the constancy of the evolutionary rate of cistrons. I I J. Mol. Evol. 1971 - V.l. - P.18-25

172. Olsen G. J., Mastuda H., Hagstrom R. and Overbeek R. FastDNAml, a tool for construction of phylogenetic trees of DNA sequences using maximum likelyhood. // Сотр. Appl. Biosci., 1994. - V.10. - P.41-48.

173. Page R. D. M. Tree View, version 1.0b. 1996. Division of Environmental and Evolutionary Biology Institute of Biomedical and Life Sciences University of Glasgow, Glasgow G12 8QQ, UK.

174. Page R.D.M. and Holmes E.C. Molecular evolution: a phylogenetic approach. Blaclwell Science. - 1999. - 346 p.

175. Pallas P. S. Travelling over Russian State at the Request of Sankt Ptersburg Imperial Academy of Sciences. Sankt Petersburg, 1786. - 3571 P.

176. Pamilo P., M. Nei. Relationships between gene trees and species trees. // Mol. Biol. Evol. -1988. V. 5. - P. 568-583.

177. Paterson H.E.H. The recognition concept of species. // In: E.S. Vrba (ed.), Species and speciation. Transvaal Museum Monograph № 4, Pretoria. - 1985. - P.21-29.

178. Purvis A., Bromham L. Estimating the transition/transversion ratio from independent pairwise comparisons with an assumed phylogeny. // J. Mol. Evol. 1997.- V. 44.-P. 112-119;

179. Quicke D.LJ. Principles and techniques of contemporary taxonomy. -Chapman and Hall, London. 1993. - 311 p.

180. Regier J. C., Shultz J. W. Molecular phylogeny of the major arthropod groups indicates polyphyly of Crustaceans and new hypothesis for the origin of hexapods. // Mol. Biol. Evol. 1997. - V.14. - P.902-913.

181. Rice W.R. & Hostert E.E. Laboratory experiments on speciation what have we learned in 40 years. // Evolution, - 1993. - V.47. - P.1637-1653.

182. Ridley M. Evolution (2nd edn.). Blackwell Science. - 1996. - 752 p.

183. Russo С., Takezaki N., Nei, М. Molecular phylogeny and divergence time of drosophilid species. // Mol. Biol. Evol. 1995. - V.12. - P.391 - 404.

184. Rzhetsky A. & M. Nei. 1992. A simple method for estimating and testing minimum-evolution trees. Mol. Biol. Evol. 9:945-967.

185. Saitou, N., M. Nei. 1987. The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees. Mol. Biol. Evol. 4:1406-425.

186. Salemaa H., Kamaltynov R The chromosome numbers of endemic Amphipoda and Isopoda an evolutionary paradox in the ancient lakes Orhid and Baikal. // Arch. Hydrobiol. Beih. Limnol. - 1994. - V.44. - P.247-256.

187. Sambrook J., Fritsch E. F., Maniatis T. Molecular cloning: a laboratory manual. Cold Spring Harbor Lab. Press, New York. -1967.

188. Sarich V. M., Wilson A. C. Immunological time scale for hominid evolution. // Science -1967. V.158. - P.1200-1203.

189. Schliewen U.K., Tautz D. & Paabo S. Sympatric speciation suggested by monophyly of crater lake cichlids. // Nature, 1994. - V.368. - P.629-632.

190. Schopf T.J.M., Raup D.M., Gould S.J., Simberloff D.S. Genomic versus morphologic rates of evolution: influence of morphologic complexity. // Paleobiology,- 1975. V.l. - P.63-70.

191. Schubart D. S., Diesel R., Hedges S. B. Rapid evolution to terrestial life in Jamaican crabs. // Nature 1998. - V.393. - P.363-365.

192. Seepmaker M. Genetic differentiation, origin and dispersal of Gammarus gauthieri from the Iberian peninsula and North Africa (Crustacea, Amphipoda). // Bijdragen lot de Dierkunde 1990 - V.60. - P.31-49.

193. Sharp P.M. In search of molecular darwinism. // Nature, 1997. - V.385. -P.lll-112.

194. Sherbakov D. Y., Kamaltynov R. M., Ogarkov О. В., Vainola R., Vainio J. K., Verheyen E. On the phylogeny of Lake Baikal amphipods in the light of mitochondrial and nuclear DNA sequence data. // Crustaceana 1999. in press.

195. Sherbakov D.Yu., Kamaltynov R.M., Ogarkov O.B. and E. Verheyen. Patterns of evolutionary changes in Baikalian gammarids inferred from DNA sequences (Crustacea, Amphipoda). // Molecular phylogenetics and Evolution, 1998.- V.10, № 2. - P.160-167.

196. Shluter D. Morphological and phylogenetic relations among the Darwin's finches. // Evolution, 1984. - Vol.38. -P.921-930.

197. Shoemaker D.D., Ross K.G. & Arnold M.L. Genetic structure and evolution of fire ant hybride zone. // Evolution, 1996. - V.50. - P.1958-1976.

198. Simpson G.G. Principles of animal taxonomy. Columbia University Press, New York.-1961.

199. Slobodyanyuk S. Ya., Pavlova M. E., Kirilchik S. V., and Novitskii A. V. The evolutionary relationships of two families of cottoid fishes of Lake Baikal (East Siberia) as suggested by analysis of mtDNA. // J. Mol. Evol. 1994. - V. 40. - P. 392399.

200. SmithT.B. Disruptive selection and genetic basis of bill size polymorphism in the African finch Pyrenestes. // Nature, 1993. - V.363. - P.618-620.

201. Snimschikova L.N., Akinshina T.W. Oligochaete fauna of Lake Baikal. // Hydrobiologia, 1994. V.278. - P.27-34.

202. Stephenson J. The Oligochaeta. Clarendon Press, Oxford. - 1930.

203. Stewart C-B. The power and pitfalls of parsimony. // Nature 1993. - V. 361. - P. 603-607.

204. Stewart D. Т., Kenchington E. R., Sigh R. K., Zouros E. Degree of selective constraint as an explanation of the different rates of evolution of gender-specific mitochondrial DNA lineages in the mussel mytilus. // Genetics. 1996. - V.143. -P.1349-1357.

205. Strimmer K., von Haeseler A. PUZZLE: Maximum Likelihood Analysis for Nucleotide, Amino Acid; and Two-State Data, version 4.0,1997. Zoologisches Institut, Universitaet Muenchen, Muenchen, Germani.

206. Strimmer K.S. Maximum likelihood methods in Molecular Phylogenetics. Dissertation der Fakultat fur Biologie der Ludwig-Maximilians-Universitat Munchen, -1997. 56 p.

207. Swofford D. L., Olsen G. J., Waddel P. G., Hillis D. M. Phylogeny inference. In: Molecular Systematics, 2nd ed., D. M. Hillis, C. Moritz, and Mable K. eds., Sinauer Associates, Massachusetts. - 1996. - P. 411-501.

208. Tajima F., Nei M. Estimation of evolutionary distance between nucleotide sequences. // Molecular. Biology and Evolution. 1984. - V. 1. - P. 269-285.

209. Takezaki N., Rzhetsky A., Nei M. phylogenetic test of the molecular clock and linearized trees. // Molecular. Biology and Evolution. 1995. - V.12. - P.823-833.

210. Takhteev V. V. The gammarid genus Plesiogammarus Stebbing, 1899, in Lake Baikal, Siberia (Crustacea Amphipoda Gammaridea). 1997. - V.6. - P.31-54.

211. Tamura К., M. Nei. 1993. Estimation of the number of nucleotide substitutions in the control region of mitochondrial DNA in humans and chimpanzees. Mol. Biol. Evol. 10:512-526.

212. Templeton A.R. The meaning of species and speciation: a genetic perspective. // In: D. Otte and J.A. Endler (eds.) Speciation and its consequences. -Sinauer Associates Inc., Sunderland, Massachusetts. 1989. - P.3-28.

213. Timm T. On the origin and evolution of aquatic Oligochaeta. // Eesti NS V Tead. Akad. Toimet. Biol., 1981. - V.30. - P.174-181.

214. Timoshkin O.A. Biology of Lake Baikal: "White Spots" and progress in Research. // Berliner geowiss. Abh., Berlin, 1999. - V.30. - P.333-348.

215. Turner G.F. & Burrows M.T. A model of sympatric speciation by sexual selection. // Proc. R. Soc. Lond., 1995. - V.B260. - P.287-292.

216. Valverde J.R., Batuecas В., Moratilla C., Marco R., Garesse R. The complete mitochondrial DNA sequence of the Crustacean Artemia franciscana 11 J. Mol. Evol. -1994 V.39. - P.400-408.

217. Valverde J.R., Batuecas В., Moratilla C., Marco R., Garesse R. The complete mitochondrial DNA sequence of the Crustacean Artemia franciscana 11 J. Mol. Evol. -1994 v.39. . p.400-408.

218. Vejdovsky F. System und Morphology der Oligochaeten. Prag. - 1884.

219. Weiss R.F., Carmack E.C. and Koropalov V.M. Deep-water renewal and biological production in Lake baikal. // Nature, 1991. - V.349. - P.665-669.

220. Werestschagin G.J. Edudes du lac Bankal. Quelques problemes limnologiques. // Verh. Internat. Verein. Limnol., 1937. - V.8, - № 3. - P.189-207.

221. White M.J.D. Animal Cytology and Evolution, 3d ed., Cambridge University Press, Cambridge. - 1973.

222. White M.J.D. Models of speciation. // Science, 1968. - V.159. - P.1065-1070.

223. White M.J.D. Modes of speciation. Freeman, San Francisco. - 1978.

224. White T. J., Arnheim N., Erlich H. A. The polymerase chain reaction. // Trends Genet. 1989. - V.5. - P.185=-189.

225. Wignall P.B. and Hallen A. Mass extinction and their aftermath. Oxford Univ. Press. - 1997.

226. Wiley E. O. Phylogenetics: The Theory and Prctice of phylogenetic systematics.

227. Wiley-Interscience, New York. -1981.

228. Wilson A. C., Zimmer E. A., Prager E. M., Kocher T. D. Restriction mapping in the molecular systematics of mammals: a retrospective salute. //In: The hierarchy of life. Amsterdam.: Elsevier, 1989. - P.407-419.

229. Wilson A.C., Bush G.L., Case S.M., King M.C. Social structuring of mammalian populations and rate of chromosomal evolution. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1975. - У.12. - P.5061-5065.

230. Wilson A.C., Carlson S.S., White T.J. Biochemical evolution. // Ann. Rev. Biochem., 1977. - V.46. - P.573-639.

231. Wilson A.C., Maxon L.R., Sarich V.M. Two types of molecular evolution: Evidence from studies of interspecific hybridization. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, -1974. V.71. - P.2843-2847.

232. Wilson A.C., Sarich V.M., Maxon L.R. The importance of gene rearrangement in evolution: Evidence from studies on rates chromosomal, protein and anatomical evolution. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1974. - V.71. - P.3028-3030.

233. Wilson A.C., White T.J., Carlson S.S., Cherry L.M. Molecular evolution and cytogenetic evolution. // In: R.S. Sparkes, D.E. Comings and C.F. Fox (eds.) Molecular Human Cytogenetics. Academic Press, New York. - 1977. - P.375-393.

234. Wu C.-I., Li W.-H. Evidence for higher rates of nucleotide substitution in rodents than in man. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1985. - V.82. - P.1741-1745.

235. Yamaguchi H. Studies on aquatic Oligochaeta of Japan. VI. A systematic report with some remarks on the classification and phylogeny of the Oligochaeta. // J. Fac. Sci. Hokkaido Univ., 1953. - V. 11. - P.277-342.

236. Yamaguchi H. Studies on the aquatic Oligochaeta of Japan. // J. Fac. Sc. Hokkaido Univ., 1936. - V.5.

237. Yamaguchi Y. and Gojobori T. Evolutionary mechanisms and population dynamics of the third variable envelope region of HIV within single hosts.// Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1997. - V. 94. - P.1264-1269.

238. Yampolsky L. Yu.,Kamaltynov R. M., Ebert D., Filatov D. A., Chernykh V. I. Variation of allozyme loci in endemic gammarids of Lake Baikal. // Biological Journal of the Linnean Society 1994. - V.53. - P.309-323.

239. Zharkikh A. Estimation of evolutionary distances between nucleotide sequences. // J. Mol. Evol. 1994. - V. 39. - P. 315-329.

240. Zharkikh A., Li W.-A. Statistical properties of bootstap estimation of phylogenetic variability from nucleotide sequences. I. For taxa with a molecular clock. // Mol. Biol. Evol. 1992. V.9. - P.1119-1147.

241. Zuckerkandl E,, Pauling L. Evolutionary divergence and convergence in proteins. // In: Bryson V., Vogel H.J. (eds.) Evolving Genes and Proteins. Academic Press, New York. -1965. - P. 97-166.

242. Базикалова А. Я. Амфиподы озера Байкала. И Тр. Байкальск. лимнол. ст. АН СССР -1945. Т.Н. - С.7-440.

243. Базикалова А. Я. Каспийские элементы в байкальской фауне. // Тр. Байкальск. лимнол. ст. АН СССР 1940. - Т.10. - С.357-367.

244. Белова В. А. Растительность и климат позднего кайнозоя Восточной Сибири. Новосибирск: Наука, Сибирское отд. - 1985. - 160с.

245. Берг JI. С. О предполагаемых морских элементах в фауне и флоре Байкала. // Извест. АН СССР 1934. - № 2-3 - С.303-326.

246. Берг JI.C. Очерки по физической географии. М.: Изд-во. АН СССР -1949. 339 с.

247. Буров В. Малощетинковые черви Прибайкалья. II. Три новых вида Styloscoleх из оз. Байкал. // Изв. Биол.- геогр. инст., Иркутск. 1931.

248. Буров В., Кожов М. К распределению донной фауны в Малом Море на Байкале. // Тр. Вост.-Сиб. унив., 1932. - вып.1. - С.60-85.

249. Бухаров А. А. Кайнозойское развитие Байкала по результатам глубоководных и сейсмографических исследований. // Геология и геофизика -1996 Т. 37. - № 12 - с. 98-108.

250. Вавилов Н. И. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости. Саратов, 1920. 16 с.

251. Верещагин Г. Ю. Два типа биологических комплексов Байкала. // Труды Байкальской лимнологической станции. АН СССР, 1935. - Т.6. - С.199-212.

252. Верещагин Г. Ю. Происхождение и история Байкала, его фауны и флоры. // Труды Байкальской лимнологической станции. АН СССР, 1940. - Т.10.- С.73-239.

253. Гаряев В. П. Гаммариды оз. Байкала, ч.1, Acanthogammaridae. // Тр. Обществ, естествоисп. при Казанск. унив. 1901. - Т.35., N.6. - С.3-63.

254. Давиташвили JI. Ш. Изменчивость организмов в геологическом прошлом.- Тбилиси: Мецниереба, 1970. 255 с.

255. Дедю И. И. Амфиподы пресных и солоноватых вод юго-запада СССР. -Кишинев: Штиинца, 1980. 224 С.

256. Дзубан Т. А., Матекин П. В. Систематическое положение некоторых форм рода Benedictia озера Байкал. // Зоол. журн. 1986. - Т. 65. - № 8. - С. 12521267.

257. Догель В.А. Олигомеризация гомологических органов как один из главных путей эволюции животных. Ленинград: Наука. - 1954. - С. 1-367.

258. Изосимов В.В. Agriodrilus vermivorus и его отношение к филогении пиявок. // Уч. зап. Казанск. унив., -1934. Т.94, - кн.4, - вып.2. - С.5-66.

259. Изосимов В.В. Класс малощетинковых (Oligochaeta). Руковод. по зоол., т.2. М: Изд-во АН СССР. - 1940.

260. Изосимов В.В. Малощетинковые черви семейства Lumbriculidae. // Труды Лимнол. ин-та. М.-Л.: Изд-во АН СССР, - 1962. - Т.1 (21), - ч.1. - С.З-126.

261. Камалтынов Р. М. О современном состоянии систематики амфипод (CRUSTACEA, AMPHIPODA) Озера Байкал. // Зоол. журн. 1992. - Т.71. - С.24-31.

262. Камалтынов Р. М. Родственные взаимоотношения байкальских амфипод. // Вторая Верещагинская Конф. Тез. Докл.:Иркутек. 5-10 октября 1995 г. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1995. С.74.

263. Камалтынов P.M. Амфиподы (Amphipoda: Gammaroidea) // Аннотированный список фауны озера Байкал и его водосборного бассейна -2001.-С.572-831. Изд-во «Наука», Новосибирск.

264. Кимура М. Молекулярная эволюция: теория нейтральности. М.: Мир., 1985. - 398 с.

265. Кирильчик С. В., Слободянюк С. Я. Эволюция фрагмента гена цитохрома b митохондриальной ДНК некоторых байкальских и внебайкальских видов подкаменьщиковых рыб. // Молкуляр. биология . 1997 - Т.31 - С.168-175.

266. Кожов М. М. Биология озера Байкал. М.: Изд-во АН СССР. - 1962. -315 с.

267. Кожов М. М. К морфологии и истории байкальских эндемичных моллюсков сем. Baicaliidae. М.: Изд-во АН СССР, Труды Байк. лимн. ст. АН СССР, 1951. - Т. 13. - С. 93-119.

268. Кожов М. М. К морфологии эндемичных моллюсков оз. Байкал. 1. Benedictiidae. II Зоол. журн. 1945. - т. 24. - С. 277-290.

269. Кожов М. М. Моллюски озера Байкал. М.; JL: Изд-во АН СССР, Труды Байк. лимн. ст. АН СССР, 1936. - Т. 8. - 350 с.

270. Коротнев А. А. Отчет по исследованию озера Байкала летом 1900 г. // Пятидесятилетие Вост. Сиб. отд. Русск. геогр. общ., Юбилейный сборник. - 1901. - Киев. 1901.

271. Логачев Н. А. Кайнозойские континентальные отложения впадин байкальского типа. // Изв. АН СССР, Серия геологическая. 1958. - № 4. - С. 1829.

272. Лукин Е. И. Фауна открытого Байкала. // Зоол. журн. 1986. - Т.65. -С.666-675.

273. Мазепова Г.Ф. Ракушковые рачки (Ostracoda) Байкала. Наука, Сиб. Отд. АН СССР, Новосибирск. - 1990. - С.1-470.

274. Мартинсон Г. Г. Мезозойские и кайнозойские моллюски континентальных отложений Сибирской платформы, Забайкалья и Монголии. -М.; Д.: Изд-во АН СССР, 1961,332 с.

275. Мартинсон Г. Г. Проблема происхождения фауны Байкала// Зоол. журн. 1967.-Т. 46.-С. 1594-1597.;

276. Мартинсон Г. Г. Разнотипные комплексы пресноводных моллюсков в третичных отложениях Синцзяня. // Докл. АН СССР. 1955. - Т. 102. - № 3. - С. 591-593.

277. Мартинсон Г. Г. Третичная фауна моллюсков Восточног Прибайкалья. -М.: Изд-во АН СССР, Труды Байк. лимнол. ст. АН СССР, 1951. Т. 13. - С. 5-92.

278. Мартинсон Г. Г., Попова С. М. Некоторые третичные моллюски байкальского типа из озерных отложений юга Западной Сибири. // Палеонтол. журн. -1959. № 4.

279. Мартынов А. В. К познанию Amphipoda текущих вод Туркестана. // Тр. Зоол. Ин-та АН СССР 1935. - Т.2. - С.409-508.

280. Мартынов А. В. К познанию реликтовых ракообразных бассейна нижнего Дона, их этиологии и распространения. // Ежег. Зоол. муз. АН. 1924. -Т.25.

281. Мац В. Д. Развитие байкальской рифтовой впадины: хронология трансформации зоогеографических барьеров. // Вторая Верещагинская Конф. Тез. Докл.:Иркутск. 5-10 октября 1995 г. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1995. -С.130.

282. Мац В.Д. Кайнозой байкальской впадины. Иркутск. - 1987. - 42 с.

283. Механикова И. В., Тахтеев В. В., Тимошкин О. А. Исследование органов боковой линии у амфипод (Crustacea, Amphipoda) // Зоол. журн. 1995. - Т.74. -С.43-53.

284. Минченко А. Г., Дударева Н. А. Митохондриальный геном. -Новосибирск.: Наука, 1990. 192 С.

285. Монин С.А. и Мирлин А.Г. Океаническая экспедиция на Байкал. // В кн.: Геолого-геоморфологические и подводные исследования озера Байкал. Москва. -1979. - С.5-21.

286. Невесская J1. А., Гончарова JL Б., Ильина JI. Б. и др. История неогеновых моллюсков Паратетиса. М.: Наука, 1986. - 208 с.

287. Оно С. Генетические механизмы прогрессивной эволюции. М: Изд-во "Мир".-1973.-227 с.

288. Побережный Е. С. Байкальские эндемичные моллюски как объект гидробиологического мониторинга. Автореферат канд. дисс. - Иркутск - 1989. -190 с.

289. Побережный Е. С., Ситникова Т. Я. Хромосомы байкальского моллюска Benedictia baicalensis (Gastropoda, Prosobranchia). // Зоол. журн. 1978, Т. 8. - С. 1270-1272.

290. Попова С. М. Кайнозойская континентальная малакофауна юга Сибири и сопредельных территорий. М.: Наука, 1981. - 185 с.

291. Попова С. М., Мац В. Д., Черняева Г. П. и др. Палеолимнологические реконструкции: Байкальская рифтовая зона. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение. - 1989. - 111 с.

292. Раммельмейер Е. С. Ископаемые моллюски пресноводных отложений Забайкалья. -М.: Изд-во АН СССР, Труды Байк. лимнол. ст. АН СССР 1940. - Т. 10. - С. 399-423.

293. Семерной В.П, Новые виды олигохет из озера Байкал. // В кн.: Г.И. Галазий (ред.) Новое о фауне Байкала.- Изд. Наука, Новосибирск, СО АН СССР. -1982. С.58-85.

294. Семерной. В.П. Происхождение и эволюция олигохет озера Байкал. -ВИНИТИ. 1987. - С.1-73.

295. Ситникова Т. Я. К систематике байкальских эндемичных моллюсков семейства Benedictiidae (Gastropoda, Pectinibranchia) // Зоол. журн. 1987. - Т. 66. - Вып. 10. - С. 1463-1476.

296. Ситникова Т. Я. Новая структура байкальского эндемичного семейства Baicaliidae (Mollusca, Gastropoda, Pectinibranchia) // В кн.: Морфология и эволюция беспозвоночных. Новосибирск: Наука, Сибирское отд-е, 1991, С. 281295.

297. Ситникова Т. Я., Старобогатов Я. И. Половая система и радулакаспийских Pyrgulidae (подсемейства Turricaspiinae и Caspiinae, Gastropoda,

298. Pectinibranchia). // Зоол. журн. 1998. - Т. 77. - № 12. - С. 1357-1367.

299. Снимщикова JI.H. Олигохеты Северного Байкала. // В кн.: А.А Линевич (ред.) Фауна Байкала. АН СССР, Сиб. Отделение, Лимнол.инст. 1987. - С.1-104.

300. Старобогатов Я. И. Фауна моллюсков и зоогеографическое районирование континентальных водоемов. -Л.: Наука, Ленинградское отд-е, 1970, -371 с.

301. Старобогатов Я. И., Ситникова Т. Я. Пути видообразования моллюсков L озера Байкал // Журн. общей биологии, Т. 51, №4,1990, -С.499-512.

302. Талиев Д. Н. Бычки-подкаменщики Байкала (Cottoidea). Изд-во АН СССР, М.-Л.Д955. - 603 С.

303. Талиев Д. Н. Опыт применения реакции преципитации к познанию происхождения и истории байкальской фауны. // Тр. Байкальск. лимнол. ст. АН СССР. 1940 - Т.10. - С.241-355.

304. Тахтеев В.В. Очерки о бокоплавах озера Байкал (систематика,9 сравнительная экология, эволюция) Иркутск: Изд-во Иркут. Ун-та, 2000. -355с.I

305. Тимошкин О. А.(ред.) Атлас и определитель пелагобионтов Байкала. -Новосибирск.: Наука, 1995. 693 С.

306. Флоренсов Н. А. Байкальская рифтовая зона и некоторые проблемы ееизучения. // В кн.: Байкальский рифт. М.: Наука, 1968. - С.40-56i

307. Чекановская О. В. Водные малощетинковые черви фауны СССР. М.-Л.:

308. Изд-во АН СССР.-1962.-том78.-С.1-411.

309. Шерстянкин П. П., Куимова JI. Н., Шимараев М. Н. О палеотермохалинном режиме озера Байкал. // Вторая Верещагинская Конф. Тез. Докл.:Иркутск. 5-10 октября 1995 г. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1995. -С.230.

310. Ясаманов Н. А. Древние климаты Земли JL: Гидрометеоиздат. - 1985. -293 с.

Информация о работе

Щербаков, Дмитрий Юрьевич
доктора биологических наук
Иркутск, 2003
ВАК 03.00.08

Диссертация

Сравнительное исследование эволюционных историй букетов видов байкальских беспозвоночных - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы