Филогения рода Capra (Bovidae, Artiodactyla): морфологический и молекулярно-генетический аспекты

Звычайная, Елена Юрьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Филогения рода Capra (Bovidae, Artiodactyla): морфологический и молекулярно-генетический аспекты
ВАК РФ 03.00.08, Зоология

Автореферат диссертации по теме "Филогения рода Capra (Bovidae, Artiodactyla): морфологический и молекулярно-генетический аспекты"

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Ссвсрцова РАН

Филогения рода Сарга (Воу1с!ае, АгШн1ас1у1а): морфологический и молекулярно-генетический

аспекты

03.00.08-зоология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

003168687

Москва, 2008

003168687

Работа выполнена в Институте проблем экологии и эволюции им АН СеверцоваРАН

Научный руководитель доктор биологических наук, профессор

Алексей Алексеевич Данилкин

Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор

Леонид Миронович Баскин

кандидат биологических наук Анна Андреевна Банникова

Ведущая организация Зоологический институт РАН

Защита состоится 20 мая 2008 г. в 14.00, на заседании Совета Д 002 213 01 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Инспггуте проблем экологии и эволюции им АН Северцова РАН по адресу 119071, Москва, Ленинский проспект, д 33, тел/факс (495) 952-35-84, e-mail admin@sevin ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Отделения общей биологии РАН по адресу 119071 Москва, Ленинский проспект, 33

Автореферат разослан 18 апреля 2008 года

Ученый секретарь Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций, кандидат биологических наук

ТП Крапивко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Род горных козлов (Сарга) - спорная в таксономическом и филогенетическом плане группа полорогих копытных Достаточно отметить, что число выделяемых видов Сарга колеблется от 1 до 13

В классической зоологии в качестве критериев для оценки родства форм Сарга ученые использовали морфологические признаки окраску животных, форму рогов, строение черепа, зубов и кожных желез, форму копыт и др (Linnaeus, 1766, Gray, 1852, Lydekker, 1913, Schwarz, 1935, Ellerman, Morrison-Scott, 1951, Соколов ИИ, 1953, 1959, Гегггнер и др, 1961, Haltenorth, 1963, Соколов В Е, 1979, и др) В зависимости ог выбранных критериев изменялись взгляды на состав рода, филогенетические отношения и таксономический ранг отдельных внутриродовых группировок

Дискретные различия между выделяемыми видами по большинству морфоюгических признаков отсутствуют, нет и единого вектора их изменчивости Первое накладывает существенные ограничения на применимость морфологических критериев для различения современных видов, второе препятствует определению направления эволюции признаков и путей расселения древних форм Сарга Дополнительные трудности в оценке таксономического статуса представителей рода связаны с отсутствием репродуктивного барьера в неволе большинство видов легко скрещиваются и дают плодовитое потомство, что позволяет относить их к одному политипическому (биологическому) виду

В работах последних лет показана перспективность использования методов генофилетики и геносистематики В отличие от эволюции морфологических признаков, изменения в последовательностях ДНК носят дискретный характер, поэтому разрешающая способность молекулярных данных выше, и они лучше поддаются количественной обработке Кроме того, абсолютное большинство закрепленных мутаций являются нейтральными Такие признаки высвобождены из-под давления огбора и, следовательно, обладают более высокой фи Ю1енетической инфор мативностью

С возрастанием разнообразия признаков, используемых для установления родственных связей, и методов обработки данных увеличивается и количесгво альтернативных филогенетических гипотез Система рода подвергается дальнейшим изменениям и по-прежнему остается противоречивой (Данилкин, 2005, Павлинов, 2005, Pidancier et al, 2006) Очевидно, что назрела необходимость ревизии взглядов на филогению и таксономию рода Сарга в свете новых исследований

Цель работы: Выявить филогенетические связи и реконструировать эволюционную историю рода Сарга Задачи:

1 Исследовать морфологическую изменчивость Сарга

2 Провести филогенетический анализ последовательностей митохондриальных и ядерных (Y-хромосома) генов

3 Обобщить полученные реконструкции в единой филогенетической схеме

• сравнять результаты анализа морфологической и молекулярно-генетической изменчивости,

• восстановить последовательность филогенетических событии,

• рассмотреть проблемы таксономии рода в свете полученных результатов

Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые проведен комплексный анализ изменчивости морфологических и молекулярно-генетических признаков представителей рода Сарга Методами многомерной статистики подробно исследована изменчивость краниальных признаков, проведена оценка их вклада в распознавание видов Впервые получены и включены в международную базу данных GenBank нуклеотидные последовательности интрона гена SRY 5 видов Сарга Определены последовательности и проведен филогенетический анализ гена цитохрома b и левого домена контрольного региона мтДНК Оценена разрешающая способность и информативность генетических маркеров при определении границ и порядка дивергенции внутриродовых группировок

Полученные результаты являются вкладом в разработку филогенетической системы рода Сарга и раскрывают, с одной стороны, важное значение гибридизации и процесса шпрогрессии мтДНК в становлении видов, с другой - распространенность этих явлений

Сведения по морфологической и молекулярно-генетической изменчивости видов Сарга могут быть использованы для решения проблем таксономии рода Полученные данные имеют принципиальное значение при разработке программ по сохранению генетического разнообразия редких и охраняемых видов, подвидов и популяций Сарга, внесенных в Красные книги МСОП, Российской Федерации, ее регионов и сопредельных государств Сделанные в работе выводы позволят также более осознанно подойти к решению проблем управления и охраны промысловых видов Сарга

Наличие «чужеродной» мтДНК в популяциях С sibirica, полученной, вероятно, в результате гибридизации с домашними животными, свидетельствует об уязвимости генофондов диких видов Очевидно, что необходимо принять меры и по ограничению такого рода воздействия хозяйственной деятельности человека

Апробация работы Материалы диссертации представлены на 7 международных и всероссийских конференциях и совещаниях, в том числе «FEBS Forum for Young Scientists» (Praga, 2004), «Актуальные проблемы экологии и эволюции в исследованиях молодых ученых» (Москва, 2004, 2006), «Сохранение разнообразия животных и охотничье хозяйство России» (Москва, 2005), «Териофауна России и сопредельных территорий» (Москва, 2007), «Млекопитающие горных территорий» (Нальчик, 2007), «Молекутярно-генетические основы сохранения разнообразия млекопитающих Голарктики» (Черноголовка, 2007) Материалы исследования были доложены и обсуждались в рамках семинара «Видообразование» кафедры зоочогии позвоночных биологического факультета МГУ (Москва, 2007) и на объединенном коллоквиуме лаборатории экологии и функциональной морфологии высших позвоночных, кабинета методов молекулярной диагностики, лаборатории микроэволюции млекопитающих, научно-информационного центра кольцевания птиц, лаборатории поведения и поведенческой экологии млекопитающих ИПЭЭ РАН 28 02 2008

Публикации По теме диссертации опубликовано 11 научных работ (из них 1 - в журнале из списка ВАК, 6 - в других научных изданиях, 4 - тезисы докладов)

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения Работа изложена на 156 страницах, содержит 35 рисунков и 20 таблиц Список цитируемой литературы включает 217 наименований

Благодарности. Автор глубоко признателен за помощь научному руководителю д б н, проф А А Данилкину Искренняя благодарность д б н М В Холодовой, к б н И Г Мещерскому и к б н П А Сорокину за поддержку при проведении исследований в кабинете методов молекулярной диагностики ИПЭЭ РАН, ценные замечания в ходе написания диссертации и постоянное внимание к моей работе Особую благодарность хочу выразить к б н MB Кузнецовой за помощь в освоении методов молекулярной

диагностики, а также к б н А Ю Пузаченко за неоценимую помощь в статистической обработке краниологическою материала, описании методов, результатов, а также их трактовке Я благодарна также коллективам териологического отдела Зоологического Музея МГУ и Зоологического Института РАН за предоставленную возможность краниометрических исследований, кбн АЕ Субботину, дбн И Я Иавлинову, кбн Н А Формозову, кбн ПИ Всинбергу, В С Лебедеву за помощь и ценные советы в процессе сбора, обработки и обсуждения материала, московскому охотничьему клубу «Сафари», а также кбн О И Подтяжкину, О А Шемякину, С А Тишкевичу, В И Колесникову, кбн С А Плаксе, кбн Д Г Медведеву, дбн А Б Савинецкому, НА Пояркову, кбн ВС Лукаревскому, А Лукьянову и другим зоологам, охотоведам, егерям и охотникам, оказавшим помощь в сборе образцов

Работа проведена в рамках программ ОБН РАН «Динамика генофондов популяций животных и растений» и «Фундаментальные основы управления биологическими ресурсами», поддержана грантами РФФИ № 04-07-01240-А и № 06-04-49575 и НШ 4534 2006 4

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Краткая характеристика рода Сарга

Приведены литературные сведения о происхождении рода, родственных связях, положении в системе, ископаемых находках плейстоценовых и готоценовых горных козлов и историческому изменению ареала Дана краткая, в том числе морфологическая, кариологическая и экологическая, характеристика представителей рода

Глава 2 Подходы, используемые в систематике рода Сарга, и наиболее распространённые таксономические и филогенетические построения

Описаны основные методологические подходы в систематике Сарга (морфологические, гибридологический, молекулярно-генетические и др) и изложена история классификации рода Обоснована необходимость тщательного анализа и сопоставления всех имеющихся данных по морфологической, молекулярно-генетической изменчивости видов рода и палеонтологических материалов Оперируя видовыми названиями, мы отталкивались от наиболее распространенной среди отечественных зоологов системы рода (Гептнер и др , 1961, Соколов В Е, 1979, и др ), включающей 8 морфологических видов горных козлов пиренейского (С pyrenaica), альпийского (С ibex), безоарового (С aegagrus), нубийского (С nubiand), западнокавказского (С caucasicá), восточнокавказского (С cylmdricorms), сибирского (С sibirica) и винторогого (С falconeri) Кроме того, в исследование молекулярно-генетической изменчивости рода включен домашний козел (С hircus)

Глава 3. Материалы и методы

Материалы и методы изучения морфологической изменчивости Сарга

В основу этой части работы легли коллекционные материалы зоологического музея МГУ (ЗМ МГУ) и Зоологического института РАН (КЗМАН) Всего измерено 373 черепа самцов и самок разных возрастных групп (табл 1) С каждого черепа снимали 80 параметров, включая 30 стандартных промеров, 42 - оригинальных и 8 качественных признаков

Таблица 1 Исследованный краниометрический материал Половой и возрастной состав

0-1,5 года 2-3,5 года 4-4,5 года, 5-7,5 лет 8-10,5 лет 11-16 лет

Вид Всего (1 группа) (П группа) (III группа) (IV группа) (V группа) (VI группа)

?<? ? г ? с? $ с? $ с? 9 с?

С aegagrus 73 7 7 6 8 7 18 14 1 3 1 1

С sibirica 117 2 2 6 5 7 31 41 1 14 3 5

С ibex 20 - - - 1 1 3 4 - 7 - 4

С caucasica 74 4 4 15 1 7 9 19 3 10 - 3

С cyhndricorms 59 2 4 10 3 5 10 14 - 10 - 1

С falconeri 30 б 3 3 3 1 5 5 1 2 - 1

Обработку данных проводили в программе STATISTICA 7 0, с использованием пакетов программ SPSS 13 О, NCSS и SYSTAT 11

Анализ включал два независимых, методологически разных подхода На первом этапе для всего массива данных был применен дискриминантный анализ в целях выявления различий между априорно заданными группами объектов (так называемой обучающей выборкой) по многим переменным одновременно Другими словами, решалась задача различения отдельных групп с использованием заданного набора дискриминантных переменных Кроме того, выясняли, насколько хорошо эти переменные позволяют провести различение и какие из них оказываются наиболее информативными На втором этапе выборка черепов половозретых животных (старше 5 лет) была протестирована на предмет изменчивости краниометрических признаков (без промеров роговых чехлов и костных стержней) с помощью методов многомерного шкалирования и кластерного анализа, исходя из предположения о стохастической изменчивости признаков (без предварительною разделения на группы) И лишь затем полученные классификации были сопоставлены с априорными

Для отбора информативных дискриминантных переменных был использован пошаговый дискриминантный анализ Значимость признаков определяли по величине F-критерия (исходя из условия, что переменная с наибольшим значением F-критерия дает наибольший вклад в различение) Далее отобранное подмножество наиболее информативных (значимых) переменных использовали для вычисления дискриминантных функций Затем было получено распределение группировок в пространстве двух первых канонических переменных Такая общая схема анализа была применена дважды для оценки возрастной изменчивости (в рота группирующей переменной выступала принадлежность к той или иной возрастной группе) и собственно межвидовой изменчивости Для сопоставления межвидовых различий были использованы дистанции Махаланобиса

На втором этапе анализа в роли основного объекта выступали особи, а не половые, географические или заранее заданные таксономические выборки

Между всеми парами экземпляров вычисляли матрицы расстояний на базе евклидовой дистанции и коэффициента ранговой корреляции Кендала (Sokal, Rohlf, 1981) В случае первой метрики расстояние обобщенно отражает различия между особями по размерам, второй - согласованность изменчивости отдельных промеров, т е изменчивость формы или пропорций (Абрамов, Пузаченко, 2006) Далее находили минимальное число линейнонезависимых виртуальных переменных, наилучшим образом воспроизводящих взаимоположение особей, зафиксированное в матрицах дистанций Задача «снижения размерности» (Айвазян и др, 1989), решалась с использованием непараметрического метода неметрического многомерного шкалирования (МШ) (Shepard 1962, Davison, Jones, 1983) и исходя из гипотезы об обратной мультипликативной зависимости величины «стресса» от числа осей

многомерного шкалирования ОМШ (Пузаченко, 2001, Куприянова и др , 2003) В тексте работы ОМШ, воспроизводящие изменчивость размеров обозначаются как El, Е2 Em , а изменчивость формы - К1, К2 Km

Используя корреляционный анализ (ранговая корреляция Спирмена, rs), непараметрический тест Краскела-Уоллиса (непараметрический аналог одномерного дисперсионного анализа) и обобщенную модель дисперсионного анализа (GLM), оценивали вклад различных факторов (пола, возраста и географического происхождения экземпляра) в изменчивость ОМШ Статистически значимую компоненту изменчивости, связанную с возрастом, «отфильтровывали» из ОМШ, применяя PLS регрессию (Haenlem, Kaplan, 2004)

Иерархическую классификацию особей проводили методом невзвешенного группового среднего (UPGMA) с использованием евклидовой метрики (Уиллиамс, Ланс, 1986, Айвазян и др, 1989) и ОМШ в качестве переменных Качество иерархической классификации, оценивали по величине коэффициента корреляции Пирсона для исходных евклидовых дистанций между особями и рассчитанных на основе положения особей на дендрограмме («кофенетическая корреляция», КК) При необходимости, с целью максимизации КК, проводили предварительное ранжирование ОМШ (выравнивание «весов» для всех осей) Принадлежность «висячих» кластеров уточняли с помощью дискриминантного анализа Помимо иерархической модели применяли различные варианты нсиерархической классификации дихотомию1 (Пузаченко Ю и др , 2004), i-средних (Hartigan, Wong, 1979), метод нечетких множеств (Kaufman, Rousseeuw, 1990)

Результаты морфологической классификации сопоставляли с априорными гипотезами разделения особей на виды или географические выборки методом перекрестных таблиц При проверке нулевой гипотезы об их независимости использовали критерий согласия yj Пирсона (Sokal, Rohlf, 1981)

Материалы и методы изучения молекулярно-генетической изменчивости Сарга

Материалом для данной работы послужили заспиртованные образцы мышечной ткани 5 видов рода Сарга (коллекция тканей животных для генетического анализа ИПЭЭ РАН) В качестве маркеров при проведении филогенетического анализа использовали ген цитохрома Ь, левый домен контрольного региона мтДНК и два фрагмента интрона гена SRY, локализованного в Y-хромосоме

Экстракцию ДНК осуществляли стандартными методами с использованием протеиназы К и смеси фепол-хлороформа (Sambrook et al, 1989) или набором «Diatom DNA Prep 200» («Изоген», Москва) Одна последовательность фрагмента D-петли С aegagrus (39) получена из костного материала (коллекция ЗММГУ, коллекционный номер - S-48300) с помощью методики для выделения ДНК из костных и роговых тканей (Холодова, 2001) и набора реактивов PCR Punfication Kit (QIAGEN) ДНК успешно выделена из 48 образцов (табл 2) Амплификацию гена цитохрома b осуществляли с помощью праймеров GLU и R, контрольного региона - PRO и DLC (Ozawa et al, 1997, Холодова и др, 2001) Фрагменты гена SRY получили, используя оригинальные праймеры SRYL1 (5 - GCA TGT AGC ТСС AGA ATA ТТТ С АС Т - 3 ), SRYH1 (5 - ATA ААТ C(T/C)(G/A) T(G/A)A GGC AAA CTT GAA А - 3'), SRYL2 (5 -TGC TTC TGC TAT GTT CAG AGT ATT G - 3') и SRYH3 (5 - GCA ATT TAC AAA GAG GTG GAA AGT A - 3 ) ПЦР проводили в автономном амплификаторе «Терцик», последовательности фрагментов определяли на автоматическом секвенаторе ABI PRISM 310 с наборов реактивов ABI PRISM® BigDye™ Terminator v 3 1 Всего получено 42

1 Расчеш проьедены в пренрачме Fracdim ver 1 9 (Пузаченко Ю , Алещенко, 2004)

фрагмента гена цитохрома Ъ мтДНК (табл 2), 28 почти полных последовательностей этого гена, 19 последовательностей контрольного региона мтДНК и 37 - гена БИУ

Таблица 2 Исследованный молекулярно-генетический материал*

Вид Количество образцов из которых успешно выдепена ДНК Количество последовательностей, включенных в филогенетический анализ

фрагмент гена иитохрома b длиной 392 н п фрагмент гена цитохрома b длиной 1128 нп участок контрольного региона мтДНК длиной 402 н п. фрагмент reHaSRY Y хромосомы длиной 1832 нп

С sibirica 16 13(12) 12(11) HD 14(14)

С саисанса 9 8(8) 8(8) 9(9) 7(7)

С cyhndricorms 9 10(8) 8(6) 5(5) 8(8)

С aegagrus 8 7(2) 13(7) 4(3) 3(3)

С /aleonen 6 10(6) 3 1(1) 5(5)

С pyrenaica - 6 6 - -

С ibex - 2 1 - -

С hircus - 7 6 1 1

* В скобках указано количество посвдовательностей, полученных нами

Кроме того, в анализ включены нуклеотидные последовательности соответствующих фрагментов из международной базы данных GenBank В качестве внешних групп при построении филогенетических деревьев выбраны последовательности голубого барана (Pseudois nayaur), горала (Nemorhaedus goral) и архара (Ovis аттоп) Выравнивание нуклеотидных последовательностей осуществляли вручную с помощью программы Bioedit (Hall, 1999) Исстедование вариабельности последовательностей, оценка нуклеотидного разнообразия (внутривидовые дистанции л), вычисление межвидовых дистанций (Net distance) и построение филогенетических деревьев методом ближайшего связывания (Neighbor-Jommg) осуществлены с использованием двухпараметрической модели Кимуры в программе MEGA 3 1 (Kimura, 1980, Saitou, Nei, 1987, Kumar et al, 2004) Генетическая дистанция между группировками (Net distance) вычислена по алгоритму D = dXY - (dX - dY)/2, где dXY -средняя генетическая дистанция между гаплотипами группировок X и Y, a dX, dY -средняя дистанция между гаплотипами в пределах этих группировок Метод максимальной экономии (парсимонии, Maximum Parsimony) реализован при помощи пакета программ PAUP 4 10 (Swofford, 2000), метод наибольшего правдоподобия (Maximum Likelihood) - программы METAPIGA (Lemmon, Milinkovitcb, 2002) В качестве статистического критерия при построении филогенетических деревьев применялся метод бугстрепа (Felsenstein, 1985) Значимость реконструкций оценивалась методом бутстрепа с использованием 1000 реплик Построение медианных сетей гаплотипов выполнено в программе Network (Bandelt et al, 1999)

Глава 4. Анализ морфологической изменчивости представителей рода

Информативность краниальных признаков (дискриминантный анализ)

Бимодальное распределение всего массива краниометрических данных служит формальным основанием для раздельного анализа самцов и самок Дистанция

Махаланобиса, разделяющая выборки самцов и самок равна 20,4. Различия между выборками достоверны (р<0,01).

Самки и самцы обнаруживают наибольшую возрастную изменчивость в 0-3,5 лет и заметно отличаются по краниальным признакам от половозрелых особей. При этом дискриминантный анализ не позволяет дифференцировать старшие возрастные группы. Таким образом было принято решение о включении в последующий анализ экземпляров четырёх лет и старше.

Для самцов выбран 31 информативный признак (рис. I). Семь из них связаны с формой рогового чехла: максимальный диаметр при основании рога (68), длина окружности при основании (70), максимальное расстояние между рогами (75), длина четырёх сегментов (77), расстояние между концами рогов (76), длина рога по верхнему краю (72), расстояние от основания до конца рога - хорда (73). Для самок отобрано 29 информативных признаков, 5 из них - промеры рогов (68, 70, 75, 72, 73). Достоверность различения группировок самок по краниальным признакам в большинстве случаев несколько ниже, чем самцов.

Рис. 1. Значимые краниометрические признаки для представителей Сарга

Линиями со стрелками обозначены признаки для самок, линиями с кругами - для самцов. Толщина линии гражает информативность признака и увеличивается с возрастанием К фактора

«к offiggjft • • 1 * * а? £

i \ .ж i., V

■« , i"

-в 4 2 0 2 4

Root 1

Рис 2 Распределение экземпляров Сарга в пространстве двух первых осей дискриминантного анализа

В анализ включены краниальные признаки самцов (а) и самок (6) с 4-х летнего возраста Пояснения см в

тексте

Использование значимых признаков позволяет максимизировать различия между видами, а исключение из анализа остальных признаков должно способствовать избавлению от случайных искажений дистанций Однако полностью избежать подобного «шума» нет возможности хотя бы поюму, что для различения каждой пары видов Сарга существует своя совокупность значимых признаков, и это необходимо учитывать, анализируя все виды вместе Некоторые признаки встречаются при попарном сравнении наиболее часто, а следовательно, являются значимыми для большинства видов Большинство таких признаков связано с формой poi ов С дру1 ой стороны, встречаются видоспецифичные признаки С /aleonen, например, от большинства других видов отличается длинной зубного ряда верхней челюсти (22), расстоянием между крайними боковыми точками при основании костного стержня рогов (18), расстоянием от основания рога до глазницы (53) и т д

Результаты, полученные отдельно для априорных таксономических группировок самцов и самок, совпадают Обнаружена достоверная корреляция между матрицами дистанций Махаланобиса для самок и самцов (коэффициент Спирмена равен 0,88, р<0,01, п=15) Области, занимаемые видами в пространстве двух первых дискриминантных функций, в значительной мере перекрываются (рис 2) Исключение представляет только винторогий козел, который оказывается на «значительном расстоянии» от других видов и не образует зоны перекрывания ни с одним из них Остальные виды сближены в большей степени и образуют две обособленные группы группу кавказских козлов (С caucasica, С cylindricornis) и группу, включающую С sibirica, С ibex и С aegagrus Частичное перекрывание наблюдается между С caucasica и С cylindricornis, С aegagrus и С sibirica, а также между С ibex и С sibirica

Изменчивость краниальных признаков Априориые и апостериорные классификации (многомерное шкалирование, кластерный анализ) Изменчивость смешанной выборки самцов и самок Сарга воспроизводится пятью осями многомерного шкалирования (ОМШ), описывающими размерную изменчивость, и тремя ОМШ, описывающими изменчивость пропорций черепа В основных компонентах изменчивости (ОМШ El и К1) и в ряде других представлена преимущественно

информация о половом диморфизме Доля дисперсии, определяемая половым диморфизмом в ОМШ составила в К1 - 89%, в El - 74%, в Е2 - 26% и в Е4 - 16% Некоторые промеры изменяются в течение всей жизни животного, что нашло свое отражение во вкладе возрастного фактора в дисперсию основных ОМШ - El (24 5%) и К1(30%) Совместные эффекты факторов «пот» и «возраст» не выявлены На фоне индивидуальной изменчивости, как и предполагалось, «географический фактор» проявляется относительно слабо от 48% в дисперсии ОМШ К2 до 8% в Е5 (в среднем по всем осям - 25%) В целях исключения эффектов, связанных с половым диморфизмом, изменчивость самцов и самок и в данном случае анализировали отдельно

Самцы. Изменчивость размеров черепа самцов удовлетворительно описывается 3 ОМШ, изменчивость пропорций - 4 ОМШ Их линейная комбинация воспроизводит от 34 до 94% изменчивости промеров Большинство промеров коррелируют тотько с ОМШ El иК1

На верхнем уровне классификации все особи разбиваются на две группы (рис За) В кластер I вошли С cancasica, С cylindncorms, С falconeri, в кластер II - С aegagrus, С sibirica, С ibex На втором уровне дифференцируются самцы С falconeri (кластер 1а) Дальнейшее ветвление дендрограммы не позволяет установить определенное соответствие с априорной классификацией Результат применения неиерархической классификации (к-средних, метод размытых множеств) на уровне двух групп демонстрирует картину разбиения, сходную с описанной выше Результат дихотомической классификации отличается тем, что в нем особи С sibirica разделяются на два кластера

Сравнение дифференциации морфологических кластеров, полученных при иерархической и дихотомической классификациях, выявило их общее подобие, но для дихотомической классификации медианное значение критерия Фишера было выше (37 5), чем для иерархической (22 7) С другой стороны, иерархическая классификация лучше соответствовала априорной классификации

Рис 3. Дендрограммы иерархическои классификации (метод UPGMA, метрика -

дистанция Евклида) самцов (а) и самок (б) Сарга по краниальным признакам

Пояснения см з тексте

Результат анализа классификаций выборки самцов позволил сформулировать рабочую гипотезу о том, что не существует способа отразить таксономию всей группы в рамках одной морфологической классификации, или (альтернатива) априорная таксономическая классификация не однозначно отражает морфологическую изменчивость черепа. Для проверки была выбрана иерархическая классификация. Выбор осуществляли на основе формального критерия её лучшего соответствия априорной таксономической классификации.

„По схеме, аналогичной описанной выше, независимо была исследована изменчивость в кластерах I и И, а затем отдельно - группы кавказских козлов и С. ¡Ыпса. При любых видах классификации кластера I от пары С. саисаяка + С. суИпЛпсогтя отделялись все особи винторогого козла. В иерархической классификации пара С. саисазгса + С. суПпс1псогп1з противопоставлялась С. /а!сопег1. В дихотомической классификации «ядро» С. саисазка сближалось с С. /акопеп, а 9 особей образовывали промежуточный кластер между С. саисаяка и С. суИпйпсогтв. В результате анализа изменчивости кластера I априорная гипотеза о морфологической обособленности С. /а1сопег1 подтвердилась на черепных признаках.

Рис. 4. Дендрограмма иерархической классификации самцов (а) и самок (б) группы С. саисазгса + С. суГтдпсогть

Рис. 5. Географическое распределение совокупной выборки самцов и самок, отнесенных к С. саисайса (1) и С. суИЫгкогтв (2) по результатам иерархической классификации

Ареал С. саисазка (А) и С. суНпсЬ-июгтз (Б) по: Гептнер и др., 1961 и Соколов, Темботов, 1993

Иерархическая классификация пары С. caucasica + С. cylindricomis разбивает выборку на две группы (рис. 4а, 5). При этом относительно априорной классификации неверно определёнными оказываются 10 особей (20%). Близкий результат был получен и при дихотомической классификации (12 особей, 24%). Морфологическая дифференциация, порождаемая в рамках иерархической классификации, в среднем выше, чем в случае дихотомической.

Иерархическая классификация кластера II выявила 4 группы особей. Сопоставление с априорной классификацией показало, что две из них соответствуют С. aegagrus и С. ibex, две другие - С. sibirica. При этом евклидова дистанция между группами внутри выбор™ сибирского козла оказалась на 13% больше, чем между С. aegagrus и С. ibex. При отдельном анализе С. sibirica иерархическая и дихотомическая классификации дали один и тот же результат: выделены две морфологические группы (А, В), которые вполне определенно локализованы географически (рис. 6а, 7).

Рис. 6. Дендрограмма иерархической классификация самцов (а) и самок (б) двух (А, В) форм С. ьГЬтса

Рис. 7. Географическое распределение совокупной ¿5o°n выборки самцов и самок, отнесенных к двум морфологическим формам (А, В) С. sibirica по результатам иерархической классификации

1 - ареал С. sibirica по: Fedosenko, Blank, 2001

!40°N

Самки. Результаты исследования краниометрической изменчивости самок Сарга аналогичны представленным выше для самцов. Изменчивость размеров и изменчивость пропорций черепа самок удовлетворительно описывается 4 ОМШ. Их линейная комбинация в среднем воспроизвела 74% дисперсии промеров (30-94%). Большинство промеров коррелируют только с ОМШ Е1 и К1. Эффект возраста слабо выражен, что, вероятно, отражает половую специфику онтогенеза.

Как и в случае с самцами, результат сравнения иерархических и неиерархических классификаций самок выявил две альтернативы. Неиерархическая классификация порождает группы с существенно более высоким уровнем дифференциации. Разбиение

выборки иерархической классификацией на ее первом уровне лучше соответствует априорной классификации, поэтому она была принята в качестве основы для дальнейшего анализа

Кластер I базовой иерархической классификации (рис 36) формируют С aegagrus и С falconer; Независимый анализ кластера подтвердил дифференциацию безоарового и винторогого козлов При этом в выборке присутствуют три «уклоняющиеся» экземпляра

Кластер На на 90% включает самок С sibirica, 1 особь С ibex и 3 - С aegagrus Учитывая результаты предшествующего анализа выборки безоарового козла и географическую изоляцию С ibex, в дальнейший анализ включили только С sibirica Иерархическая и неиерархические классификации дали подобный результат, выразившийся в разбиении выборки на два географически дифференцированных морфологических кластера А и В (рис 66, 7)

В обоих типах классификаций кластера IIb (С ibex + С caucasica + С cylindricorms) однозначно дифференцировались только три особи С ibex Выборка кавказских козлов разбилась на две группы, в каждой из которых преобладали (не менее 70%) особи, априорно отнесенные либо к С caucasica, либо к С cylindricorms Таким образом, возникла необходимость независимого анализа пары С caucasica - С cylindricorms Иерархическая классификация разбивает выборку на две группы (рис 46, 5) При сравнении с априорной классификацией неверно определенными оказались 6 особей (27%), что хуже показателя для самцов Дихотомическая классификация дала еще менее значимый результат (32% «неверно» определенных экземпляров) Таким образом независимый морфометрический анализ взрослых самцов и самок показал относительное морфологическое подобие изменчивости черепа у С cylindricorms и С caucasica по сравнению со всеми исследованными таксонами Сарга Изменчивость качественных параметров Межвидовые различия по исследованным качественным признакам носят частотный, а не диагностический характер Наибольшие частотные отличия зарегистрированы для С falconeri У некоторых экземпляров С aegagrus, С caucasica и С cylindricorms обнаружена дополнительная ромбовидная косточка между носовыми и лобными костями Максимальная частота встреч этой косточки у С aegagrus - в 19 случаях из 62 УС cylindricorms она встречается чаще, чем у С caucasica Кроме дополнительной косточки, для носовой кости С aegagrus характерна нетипичная форма дистального края Резко изрезанный край зарегистрирован у 30% особей, что можно объяснить сильной истонченностью края кости

Результаты многомерного анализа краниальных признаков в целом подтверждают правомерность выделения большинства исследованных морфологических видов Сарга Изменчивость краниальных признаков представителей рода невозможно описать в рамках единой схемы Дискриминантный анализ выявил различные совокупности признаков для дифференциации каждой пары видов, а при применении метода многомерного шкалирования для описания правил изменчивости у Сарга потребовалось несколько моделей Морфологическая дифференциация между таксонами отражена в разных структурах черепа в зависимости от сравнения той или иной пары видов

Полученные результаты выявляют недостатки таксономии, выражающиеся в недооценке уровня дифференциации внутри С sibirica, и позволяют наметить «последовательность» направления изменчивости от «примитивного» С aegagrus к «специализированному» С falconeri и наиболее своеобразной форме - С cylindricorms через промежуточные варианты С sibirica и С caucasica

Глава 5. Филогенетический анализ последовательностей мтДНК Ген цитохрома b

Количество вариабельных позиций в пределах 1128 н п равно 227, что составляет 20,1%, 179 из них информативны для анализа методом максимальной экономии Среднее количество замен на одну последовательность - 53 транзиции (7, 5, 41) и 4 трансверсии (1,0,3)

Филогенетические деревья, построенные по последовательностям гена цитохрома Ь, при использовании методов ближайшего связывания, максимальной парсимонии и максимального правдоподобия имеют сходную топологию На древе выявляются минимум 7 отдельных кластеров (рис 8) Большинство выдетенных кластеров имеют очень высокую поддержку, однако их состав и взаимное расположение неоднозначны Собственные хорошо поддержанные клады образуют С sibirica, С nubiana и группа западноевропейских видов (С ibex и С pyrenaica) Винторогии козел формирует отдельную ветвь, которая с небольшой поддержкой объединяется с несколькими образцами безоарового и сибирского козлов Группа кавказских козтов распадается на два кластера, в которые также попадают образцы безоарового козла Положение С aegagrus на кладограмме в целом не устойчиво

Наибольшая дистанция отделяет сибирского коз ш от всех остальных видов Сарга (табл 3) Наименьшие генетические расстояния выявлены между С aegagrus и С caucasica, С falconeri и С aegagrus, С aegagrus и С cyhndricornis, С aegagrus и С hircus, С ibex и С pyrenaica Сравнительно невелика дистанция, разделяющая и кавказских козлов Существенна дистанция между двумя гаплогруппами (А, В) сибирского козла (0 037)

Таблица 3 Межвидовые генетические дистанции (Net distance) для рода Сарга, вычисленные по последовательностям гена цитохрома b (1128 нп) с использованием двухпараметрической модели Кимуры*

net 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 С sibirica - 0 0085 0 0078 0 0084 0 0082 0 0080 0 0075 0 0086 0 0087

2 С falconeri 0 0659 - 0 0053 0 0068 0 0073 0 0062 0 0037 0 0053 0 0055

3 С cyhndricornis 0 0610 0 0264 - 0 0056 0 0062 0 0053 0 0014 0 004 0 005

4 С pyrenaica 0 0680 0 0414 0 0314 - 0 0043 0 0065 0 0047 0 0061 0 0065

5 С ibex 0 0668 0 0447 0 0366 00181 - 0 0070 0 0052 0 0063 0 0067

6 С nubiana 0 0582 0 0339 0 0270 0 0393 0 0451 - 0 0047 0 0054 0 0065

7 С aegagrus 0 0568 0 0171 ^0066 0 0268 0 0304 0 0256 - 0 0015 0 0022

8 С caucasica 0 0662 0 0280 0 0195 0 0364 0 0387 0 0322 0 0077 - 0 0044

9 С hircus 0 0669 0 0289 0 0271 0 0385 0 0421 0 0413 00115 0 0231 -

* Разделение по группам осуществлено в соответствии с априорной классификацией Из расчетов исключены два образца С вгЫпса (14, 20), последовательность С саиса$1са А1:034738 в соответствии с кластеризацией отнесена к С суИЫпсогтз, а образцы С су1тёг1согп15 Чо 12 и 13 - к С саиса$1са

100 10!

100 81

7» «я [

99 1 74 г

109 75 1

100 Г

С aegagrus 126 С aegagrus17 С aegagrus18 С aegagrus 125

С. caucaslca 8 \ j

С. caucaslca 25 С caucaslca 54 С caucaslca 5 С cyllndricornls 13 С. cyllndricornls 12 j

С. hlrcus AB004075 С. hlrcus AB004070 С aegagrus AF217255 С hlrcus AF217254 С. hlrcus AB110597 >2

С hlrcus AB04430S С. aegagrus D84204 С aegagrus AB004069 С ft/rcus AB004073 С falconer! AF034736 С falconer! AB044309 С falconen D84202 С aegagrus AB110593 ^-з С. aegagrus АВ110592 С slblrica 14 С slblrica 20 С. cyllndricornls 115 С cyllndricornls 19 С cyllndricornls AF034737 С cyllndricornls AF034738 С. aegagrus AF034739 С. cyllndricornls 42 С. cyllndricornls М С aegagrus МО С aegagrus 127 С aegagrus 129 С /bexAF034735 С pyrenalca AJ010053 С pyrenalca AJ010050 С pyrenalca AJ010052 ^ 5 С pyrenalca AJ010049 С. pyrenalca AJ010056 С pyrenalca AJ010047 С nublana AF21725S С nublana AF034740 -С slblrica 29 С slbinca 27 С slblrica 28 С slblrica AF034734 С slblrica И У 7

С slblrica 15 С slblrica 16 С stblrica 117 С slblrica т С slblrica 41

Pseudols nayaur AF398362

Рис 8 Филогенетическое древо Сарга, построенное на основании анализа последовательностей гена цитохрома b (1128 н п) методом ближайшего связывания (Neighbor-Joining) с использованием двухпараметрической модели Кимуры

Верхнее число в узлах - результат бутстреп-анализа Правое нижнее число соответствует значению индекса бутстрепа дня соответствующего узла в кладограмме, построенной методом максимальной парсичонии Поддержка кластеров методом максимального правдоподобия - внизу слева 1-7 - основные филогенетические ветви Сарга

Neotragus Cervus elaphus m03chatus

Pseudois nayaur

C. sibirica c aegagrus

Рис. 9. Медианная сеть гаплотипов. построенная по последовательностям гена цитохрома b (1128 н.п.)

Длина ветвей, соединяющих отдельные гаплотипы, пропорциональна количеству мутационных шагов

По результатам анализа изменчивости гена цитохрома Ь, род Сарга не является строго монофилетической группой (рис. 8, 9) - наблюдается раннее отделение ветви С. sibirica. Дальнейший порядок дивергенции, опираясь на результаты анализа последовательностей гена цитохрома b мтДНК, установить сложно. Исключением является группа западноевропейских видов (С. pyrenaica и С. ibex), дивергенция которых, судя по сходству их митохондриальных геномов, произошла относительно недавно - гораздо позже появления остальных видов.

На кладограмме не удаётся выявить какой-либо отдельной ветви, которая объединяла бы представителей гипотетического вида «С. ibex», выделенного Эллерманом и Моррисон-Скоттом (Ellerraan, Morrison-Scott 1951) и Т. Хальтенортом (Haltenorth, 1963): западнокавказского, сибирского, нубийского и альпийского горных козлов. Нет также и отдельного кластера, объединяющего С. caucasica и С. cylindricornis. Группа кавказских козлов формирует две независимые ветви: все особи из Карачаево-Черкесии отличаются от экземпляров из Кабардино-Балкарии, Дагестана и Азербайджана. Последовательности двух животных из Северной Осетии гомологичны западнокавказским образцам. Полиморфизм мтДНК С. aegagrus и его нестабильное положение на кладограмме объясняется наличием 4-х митохондриальных линий (рис. 9). Выявлена большая генетическая дистанция между всеми линиями С. aegagrus и гомология последовательностей С. aegagrus с последовательностями других видов. Две гаплогруппы гомологичны двум группам кавказских горных козлов, третья объединяется с ветвью домашних коз и лишь одна гаплогруппа стоит особняком, обнаруживая отдалённое сходство с винторогим козлом.

Контрольный регион мтДНК Изменчивость контрольного региона мтДНК, как и предполагалось, выше изменчивости гена цитохрома Ь. Из 402 позиций выравнивания 165 содержат замены (что составляет 41%), 94 из них информативны для анализа с помощью метода максимальной парсимонии. Среднее количество замен на одну последовательность - 37 транзиций и 6 трансверсий.

В последовательностях фрагмента контрольного региона образцов С cylmdricorms из Кабардино-Балкарии обнаружена уникальная делеция в 17 нп, которая не встречается ни у С caucasica, ни у других видов Другая делеция (длиной в 1 н п), объединяет одну из линий С aegagrus и С caucasica

Филогенетический анализ контрольного региона в целом подтверждает полученные ранее результаты кавказские козлы формируют два отдельных кластера и обнаружена линия безоарового козла (с Кавказа), близкая к западнокавказскому козлу. Несколько иной порядок дивергенции, по сравнению с результатами анализа гена цитохрома Ь, можно объяснить очень высокой изменчивостью вариабельного фрагмента контрольного региона и возрастанием уровня шума (увеличивается частота параллелизмов и обратных замен)

Итак, для большинства представителей Сарга характерна высокая генетическая изменчивость изученных участков митохондриального генома Видимо, различия между выделяемыми видами рода больше, чем представлялось ранее в соответствии с результатами только морфологических исследований Использованные митохондриальные маркеры обладают высокой разрешающей способностью, однако они не позволяют достоверно определить последовательность дивергенции большинства видов

Глава 6. Филогенетический анализ последовательностей Y-хромосомы

Последовательности двух разобщенных фрагментов итрона гена SRY (727 и 1105 нп) были объединены при анализе в одном выравнивании (1832 нп) Исследованные фрагменты ядерной ДНК оказались крайне консервативными На 1832 позиции выравнивания отмечено всего 26 вариабельных сайта (1,4%), 25 из них информативны для метода парсимонии На одну последовательность в среднем приходится 5 транзиций и 3 трансверсии

При филогенетическом анализе ядерной ДНК последовательность дивергенции видов Сарга реконструируется иначе, нежели при анализе мтДНК (рис 10, 11) При первом приближении выявляются две обособленные эволюционные линии группа видов С falconeri + С aegagrus + С hircus отлична от С stbirica, С caucasica и С cylindricornis С sibmca не обнаруживает базального положения Все образцы С sibirica, включая «14» и «20», формируют единую монофилетическую группу, которая распадается на две ветви Кавказские козлы образуют монофилетическии кластер, который разделяется на две подгруппы одну (С caucásica) формируют образцы с Западного и Центрального Кавказа (из Карачаево-Черкесии и Кабардино-Балкарии), вторая (С cylindricorms) представтена 4 образцами с Центрального и Восточного Кавказа (из Кабардино-Балкарии, Северной Осетии и Азербайджана)

Генетические дистанции находятся в строгом соответствии с порядком деления рода на эволюционные ветви (рис 10,11, табл 4) наибольшие дистанции разделяют винторогого и сибирского, а также винторогого и кавказских козлов, сравнительно небольшое генетическое расстояние между группировками кавказских козлов

При анализе данного участка генома порядок дивергенции видов определяется более четко, нежели при анализе последовательностей митохондриальной ДНК Большинство кластеров имеют хорошую поддержку, а невысокая поддержка некоторых кластеров (рис 10) объясняется, прежде всего, малой изменчивостью анализируемого гена С другой стороны, именно малая изменчивость фрагмента сводит к минимуму вероятность появления так называемых повторных замен и замен, возникающих независимо у генетически разобщенных групп

С. caucasica 54 "Л С. caucasica 55 С. caucasica 53 С. cylindricornis 42 С. caucasica 25 С. cylindricornis 11 С. cylindricornis 10 С. cylindricornis 9 С. caucasica 6 С. caucasica 5 С. caucasica 8 ^ С. cylindricornis 7 С. cylindricornis 12 С. cylindricornis 13 С. cylindricornis 115 j— С. sibirica 118 С. sibirica V С. sibirica 116 С. sibirica 117 С. sibirica 16 С. sibirica 15 С. sibirica 20 С. sibirica 14 С. sibirica 27 С. sibirica 4 С. sibirica 44 С. sibirica 21 С. sibirica 43 С. sibirica 29 С. aegagrus 126 С. aegagrus 18 С. aegagrus 17 С. hircus D82963 С. falconeri 90 С. falconeri 91 С. falconeri 93 С. falconeri 94 С. falconeri 30 Ovis аттоп

гаплогруппа С. caucasica

гаплогруппа С. cylindricornis

С. sibirica А

С. sibirica В

С. aegagrus + С. hircus

С. falconeri

Рис. 10.

Филогенетическое древо Сарга, построенное по нуклеотидным последовательностям интрона гена SRY Y-хромосомы (1832 п. н.) методом ближайшего связывания (Neighbor-Joining) с использованием двухпараметрической модели Кимуры

Верхнее число в узлах - результат бутсгрегг-анализа. Правое нижнее число соответствует значению индекса бутстрепа для соответствующего узла в кладограмме, построенной методом максимальной парсимояии. Поддержка кластеров методом максимального правдоподобия - внизу слева

С. falconeri

С. sibirica В

С. sibirica А

ф t

ГЩ

С. aegagrus / С. hircus

гаплогруппа С. cylindricornis

гаплогруппа С. caucasica

Рис. 11. Медианная сеть гаплотипов, построенная по последовательностям гена БЯУ (1832 н.п.)

См. также пояснения к рис. 9

Таблица 4 Межгрупповые генетические дистанции (Net distance) для рода Сарга, вычисленные по последовательностям гена SRY Y-хромосомы (1832 нп) с использованием двухпараметрической модели Кимуры*

net distance ~~——- 1 2 3 4 5 6 7

1 С falconeri - 0 0015 0 0020 0 0023 0 0020 0 0022 0 0014

2 С aegagrus 0 0033 - 0 0017 0 0019 0 0017 0 0019 0 0005

3 С sibirica К 0 0077 0 0055 - 0 0014 00013 0 0014 0 0018

4 С sibirica В 0 0088 0 0066 0 0033 - 0 0016 0 0017 0 0020

5 С caucasica 0 0078 0 0056 0 0033 0 0040 - 0 0010 0 0018

6 С cylmdricornis 0 0083 0 0061 0 0039 0 0050 0 0019 - 0 0019

7 С hircus 0 0039 0 0005 0 0061 0 0072 0 0062 0 0066 -

* Разделение на группы осуществлено в соответствии с полученной кластеризацией

Все исследованные митохондриальные и ядерные маркеры выявили родство С falconeri и С aegagrus Видимо, эволюционное разделение этих видов произошло относительно недавно, и генетическая дистанция между ними невелика

Все исследованные фрагменты генома обнаруживают монофилетичность для видов С nubiana и С sibirica, родство С hircus и С aegagrus и древность разделения двух групп С sibirica

Обнаружено, что морфологически сходные виды С sibirica, С caucasica, С ibex, и С nubiana (имеющие массивные, округлые в поперечном сечении, ребристые на передней поверхности и загнутые в одной плоскости рога), объединяемые некоторыми исследовагелями в сборный вид «С /¿ex», имеют сходные гаплотипы Y-хромосомы С pyrenaica и С cylmdricornis являются, по всей видимости, производными формами исходного «ibex» типа Виды С falconeri и С aegagrus представляют собой параллельную ветвь эволюции, характеризующуюся более грацильным телосложением и уплощенными рогами

Глава 7. Реконструкция эволюционной истории рода Сарга

Базальная филогения рода Сарга

Анализ несоответствия в порядке дивергенции по митохондриальным и ядерным маркерам и сопоставление этих данных с морфологической изменчивостью рода Сарга позволил Н Пидансер с соавторами (Pidancier et al, 2006) высказать гипотезу о древней гибридизации базальных групп рода Авторы предполагают наличие двух центров эволюции («С sibirica» в Монголии и «С aegagrus» в Средней Азии), последующую экспансию «С sibirica» на запад и гибридизацию с древним «С aegagrus» Результатом стала интрогрессия мтДНК «С aegagrus» и формирование «гибридных» видов С caucasica, С cylmdricornis, С nubiana, С ibex и С pyrenaica

Последовательность филогенетических событий, с учетом гипотезы Н Пидансер (Pidancier et al, 2006) и наших результатов, схемашчно показана на рисунке 12 Раннее разделение рода на две ветви нашло отражение в кластеризации Y-хромосомных гаплотипов (рис 10) и в дистанцированности митохондриальных гаплотипов С sibirica (рис 8, 9) Интрогрессия мтДНК «С aegagrus» и одновременное распространение Y-хромосомы «С sibirica» среди С caucasica, С cylmdricornis, С nubiana, С ibex, и С pyrenaica стало причиной объединения большинства видов с С aegagrus по мтДНК (рис 8) и с С sibirica по Y-хромосоме (рис 10)

С Ibex

С caucaslca

С aegagrus С falconer! С пиЫапас pJrenalca c cyljndricornjs

"Bezoar type"

"Ibex type"

11,3 млн лет Fernandez, Vrba, 2005

Рис 12

Филогенетическая схема рода Сарга

Схема эволюции (рис 12) в общих чертах дает возможное объяснение и имеющемуся пространственному распределению морфологических форм, близких к С sibirica С ibex - в Европе, С nubiana - на Аравийском полуострове и С caucasica - на Кавказе Согласно этой гипотезе, они являются потомками древнего «С sibirica», унаследовавшими от параллельной ветви (С aegagus + С falconeri) только мтДНК

Филогения C.falconcri Анализ изменчивости краниальных признаков подтверждает видовую самостоятельность винторогого козла и показывает его дистанцированность от других представителей Сарга В то же время, являясь морфологически наиболее ярким видом, винторогий козел оказывается генетически слабо обособленной группой Он сохраняет небольшую генетическую дистанцию с другими видами как при анализе митохондриального гена, так и фрагмента Y-хромосомы

В свете полученных результатов С falconeri не может быть однозначно причислен к видам, имеющим древние корни, как можно было бы предположить, исходя исключительно из морфологических данных

Филогения С sibirica Ранее, большей частью по географическому принципу, было описано 13 рас (подвидов) С sibirica К К Флеров (1935), одним из первых усомнившийся в реальности многообразия форм сибирского козла, оставил только две их них С sibirica sibirica (Южная Сибирь и Монголия) и С s sakeen (остальная часть ареала) Эта точка зрения не стала превалирующей, видимо, по причине отсутствия доказательной базы Позже В И Цалкин (1950), проведя ревизию, определил иной состав вида, который был поддержан И И Соколовым (1959) С sibirica sibirica (Алтай, Саяны, Северная Монголия), С sibirica hagenbecku (Гобийский Алтай, возвышенности Заалтайской Гоби), С sibirica alaiana (Восточный и Центральный Тянь-Шань, Памир), С sibirica formosovi (Западный Тянь-Шань), С sibirica dementievi (Западный Куньлунь, на восток до Кэрийского хребла) В дальнейшем В Г Гептнер (Гсптнер и др , 1961) принял, правда с некоторыми оговорками, точку зрения К К Флерова, выделив алтайского С ó sibirica и среднеазиатского С s alaiana козлов

Наши данные показывают высокий уровень морфологической и генетической дифференциации и географическую приуроченность двух форм С sibirica, подтверждая

правомерность построений К К Флерова (1935) Существование некоторого количества «неверно определенных» морфологических экземпляров и образца 43 из Иркутской области, имеющего Y-хромосому «В» типа (рис 10), позволяет говорить о гибридизации между этими формами

На фоне двуполярной генетической и морфологической структуры С sibirica выделяются два образца (14 и 20, рис 8,9) Они имеют типичную для С sibirica последовательность гена SRY Y-хромосомы и, очевидно, заимствованную у другого вида мтДНК Наблюдаемое несоответствие может быть следствием недавней гибридизации и начала интрогрессии мтДНК Учитывая современное распространение видов и сходство последовательностей гена цитохрома b (рис 9) можно предположить, что «донором» мтДНК был или С falconeri, или С ctegagus, или С hircus Филогения С. ibex и С. pyrenaica

Эти европейские виды хорошо различаются морфологически Пиренейский козел С ругептса имеет гетеронимный изгиб рогов, что сближает его с восточнокавказским и винторогим козлами Альпийский козел С ibex морфологически близок к другим «козерогам» С caucasica, С nubiana и, особенно, к С sibirica Однако, учитывая сходство С ibex и С pyrenaica на генетическом уровне, можно заключить, что как отдельные эволюционирующие единицы они сформировались гораздо позже других видов

Филогения С. aegagrus

Безоаровый козел имеет характерную внешность, однако по краниальным признакам он довольно близок к другим видам (рис 2) Последовательности исследованного гена Y-хромосомы С aegagrus единообразны, видоспецифичны, и наибольшее сходство имеют с последовательностями С hircus и С falconeri (рис 11) Митохондриальный геном, напротив, представлен несколькими отличными филогенетическими линиями, некоторые из них обнаруживают гомологию с мтДНК других видов (рис 9) Объяснить такой полиморфизм митохондриального генома можно по разному Во-первых, изменчивость мтДНК может быть наследием анцестрального полиморфизма, и, таким образом, С aegagrus оказывается политипическим видом изначально (до появления «гибридных» видов) Альтернативной гипотезой может быть «возвращение» гаплотипов мтДНК представителям С aegagrus от уже сформированных видов С caucasica, С cylindricorms и С hircus В этом случае наличие многих эволюционных линий внутри вида С aegagrus - явление вторичное Сходство митохондриальных линий С aegarus с последовательностями только тех видов, с которыми он в историческое время имел перекрывающиеся или близкорасположенные ареалы (с С caucasica, С cylindricorms и С hircus), подтверждает вторую гипотезу

Современный ареал С aegagrus на Кавказе мелкоочаговый и ограничивается территорией Дагестана, Чечено-Ингушетии, Азербайджана, Армении и Грузии Однако, ранее безоаровый козёл был повсеместно распространен на Главном Кавказском хребте от Военно-Грузинской дороги (возможно, от бассейна Кубани) до восточных склонов, примыкающих к Каспийскому морю, а также в центральной и восточной части Малого Кавказа (Верещагин, 1949, 1959, Геншер и др, 1961, Барышников, 1978) Ископаемых остатков С aegagrus плейстоценового возраста на Большом Кавказе не обнаружено, что свидетельствует о его недавнем появлении на этой территории Заселение Главного Кавказского хребта, происходило, видимо, из Передней Азии через Центральный Кавказ, что подтверждает большое сходство последовательностей гена цитохрома b С aegagrus с последовательностями С caucasica и С cylindricorms из Карачаево-Черкесии и Кабардино-Балкарии соответственно Меньшая генетическая дистанция по гену цитохрома Ь, отделяющая С aegagrus от С cylindricorms, говорит о более поздней гибридизации с этим видом по сравнению с С caucasica

Филогения С caucasica и С. cylindricomis

Традиционно признается, что формирование видов С caucasica и С cylindricorms происходило на Кавказе Однако было не ясно, почему восточнокавказский козел быстро специализировался и приобрел яркое морфологическое своеобразие, тогда как западнокавказский сохранил «примитивный» облик и сходство с С sibirwa, С nubiana и С ibex Неясными оставались также причины и механизмы, обеспечившие изоляцию двух форм козлов на относительно небольшой территории Кавказа

Судя по палеонтологическим сведениям, крупные плейстоценовые «козероги» (Ibex cebennarum, I priscus, I cenomanus, Capra prisca) были широко распространены в Европе, включая Крым и Кавказ (Громова, 1935, 1948, Громов, 1948, Верещагин, 1959) Большое сходство видового состава крупных животных Крыма и Кавказа позволяло считать (Верещагин, 1959), что эти территории «получили плиоценовых и плейстоценовых зверей из одного источника и даже соединялись друг с другом в нижнем плейстоцене через какую-то сушу на месте Азовскою моря» Ближайшие к Крыму (около 350 км на северо-запад) ископаемые находки «козерогов» относятся к палеолитическим стоянкам человека близ Одессы и к всрхнее-ориньякским стоянкам на побережьях рек Днестр и Прут (около 600 км) Учитывая, что часть плейстоценовых «козероюв» Западной Feponu морфологически ближе к С caucasica, чем к С ibex или С pyrenaica (Rivals, 2006), можно полагать, что в плейстоцене именно древний «С caucasica» населял горы Западной Европы и Крыма

Возникает предположение, что исконно кавказским видом является лишь С cylindricorms, в то время как С caucasica — относитетьно недавний вселенец, филогенетически близкии С ibex Однако, полученные нами данные не подтверждают наличие тесных родственных связей С caucasica ни с современными западноевропейскими видами (С ibex или С pyrenaica), ни с С sibirica и С nubiana

Учитывая широкое распространение «С caucasica» в плейстоцене и родство современных С caucasica и С cylindricorms, эволюцию группы можно представить следующим образом появление общего предка С caucasica и С cylindricorms на Кавказе, его расселение в Западную Европу, последующее возвращение С caucasica на Кавказ и гибридизацию с С cylindricorms Факт существования гибридной популяции козлов на территории Кабардино-Балкарии не подвергается сомнению (Геншер и др, 1961, Соколов, Темботов, 1993, Данилкин, 2005, и др ) Результатом гибридизации, очевидно, является частичное перемешивание ядерных и митохопдриальных линий этих форм на Центральном Кавказе большинство особей из Кабардино-Балкарии имеют мтДНК С cylindricorms и Y-хромосому С caucasica Вторичная гибридизация, вероятно, стала и причиной клипальной изменчивости морфологических признаков этих животных на Центральном Кавказе

К таксономии рода Сарга

Единого направления изменчивости внешних морфологических признаков и дискретных отличий между выделяемыми видами Сарга по большинству из них нет Тем не менее нельзя отрицать, что все представители рода имеют весьма характерную внешность (С falconeri, С aegagrus и группа кавказских козлов в особенности) Кроме того, у Сарга довольно высоки межвидовые дистанции (Net distance) по гену цитохрома b (табл 3), которые сопоставимы с таковыми у других копытных 1,8-10,4 - для видов рода Ргосарга, 2-5,33 - Ovis, 1,76-9,03 - Gazella, 3,4-6,4 - Moschus, 0,41-0,62 - различия между Cervus elaphus и С nippon, 4,12 - Capreolus capreolus и С pygargus (Arctander et al, 1996, Randi et al, 1996, 1998, Boyce et al, 1999, Nagata et al, 1999, Vernesi et al, 2002, Lei et al, 2003, Ludt et al, 2004, Сорокин, 2005, Zhang, 2005, Kholodova et al, 2006, Кузнецова, 2007, Chao-Ting Xiao, 2007, и др ) Внутривидовая изменчивость гена SRY у Сарга близка нулю, у других копытных она также не превышает 1,06±0,27 замен на 1000

н п (Meadows et al, 2004) Межвидовые различия у Сарга по этому гену гораздо выше (рис 11, табл 4) В данном контексте придание видового статуса исследованным внутриродовым группировкам (С /aleonen, С aegagrus, С sibirica А, С sibirica В, С nubiana, С caucasica и С cylindricorms) представляется вполне корректным В то же время, разделение Сарга на нескотько отдельных подродов или родов, в свете полученных результатов (генетических свидетельств межвидовой гибридизации, в частности), выглядит необоснованным

Ни по одному из молекулярно-генетических маркеров не обнаружено доказательств как древнего происхождения винторого козла, так и близкого родства видов, имеющих гетеронимный изгиб рогов С /aleonen, С pirenaica, С cylindncorms Вероятно, возникновение этого признака, совершенно преображающего облик животных, происходит благодаря ограниченному числу мутаций, и взятый в отдельности, он, видимо, не может служить как надежным критерием для оценки родства видов, так и основанием для повышения таксономического ранга группы

Высокий уровень морфологической и генетической дифференциации двух современных форм С sibirtca sibinca и С i sakeen (Флеров, 1935), ничуть не меньший уровня дифференциации большинства других видов, в рамках существующих систем рода (Соколов, 1979, Павлинов, 2003) может служить достаточным основанием для присвоения им статуса морфологических видов

Заключение

Несмотря на то, что диагностическая значимость краниальных признаков в таксономии признается абсолютным большинством зоологов, сделать выводы о филогенетических связях внутри рода Сарга, опираясь исключительно на краниометрические данные, весьма затруднительно При сравнении результатов морфологического и мотекулурно-генетического исследования обнаружено несоответствие между относительными межвидовыми дистанциями Связано это, вероятно, с тем, что морфологические структуры функционально нагружены, находятся под давлением отбора, и, кроме того, представляют собой результат онтогенеза, а следовательно, своеобразную «систему корреляций» (Шмальгаузен, 1982) Эти особенности существенно затрудняют оценку вклада филогенетической составляющей на этапе формирования каждого из признаков С другой стороны, многомерный анализ метрических признаков черепа Сарга позволяет дифференцировать внутриродовые группировки, очевидно, являющиеся отдельными эволюционирующими единицами, что служит важным подспорьем для дополнительной проверки филогенетических гипотез

Большинство изменений, зафиксированных в геноме, являются нейтральными и потому обладают большей филогенетической информативностью Противоречия между реконструкциями, полученными на основании анализа последовательностей митохондриальных и ядерных маркеров Сарга, свидетельствуют о нелинейном распространении эволюционных преобразований в процессе становления видов Гибридизация и интрогрессия мтДНК, став причиной неоднократного перемешивания митохондриальных и ядерных линий Сарга, сыграли значимую роль в становлении генетического разнообразия рода Полученные результаты позволяют заключить, что подобная «перетасовка» генетического материала не редкость, особенно если речь идет об эволюционно молодых таксонах, когда между ними еще не возникло жесткого (как правило, генетически или физиологически обусловленного) репродуктивного барьера

Выводы:

1 Краниальные признаки Сарга формируются к 4-м годам и отличаю!ся высоким уровнем половой изменчивости Межвидовая изменчивость краниальных признаков имеет «мозаичный» характер - морфологическая дифференциация отражена в разных структурах черепа в зависимости от сравнения той или иной пары видов

2 Изменчивость гена цитохрома b н контрольного региона мтДНК Сарга довольно высока (вариабельными являются 20,1 и 41% сайтов соответственно) Изменчивость ядерного гена SRY, напротив, крайне низка (1,4% позиций), но все же позволяет установить порядок дивергенции включенных в исследование видов

3 Сопоставление результатов анализа морфологических признаков, митохондриальных и ядерных последовательностей нуклеотидов позволяет сделагь вывод о недостаточности каждого из критериев в отдельности для реконструкции филогенеза Сарга и таксономических построений и о необходимости комплексного подхода

4 В становлении генетического разнообразия Сарга значимую роль играла гибридизация базальных групп рода Относительно недавние эволюционные события - гибридизация кавказских козлов, формирование нескольких митохондриальных линий С aegagus вследствие интрогрессии мтДИК, появление чужеродных ганлотипов мтДНК в попу шциях С sibirica

5 Винторогий козе i С falconeri наиболее дистанцирован от других форм по краниальным признакам Однако генетически он слабо обособлен, и поэтому не может быть признан древним видом рода По многим морфологическим и молекулярно-гснетическим признакам он близок к С aegagrus

6 Группа кавказских козлов отличается от других видов Сарга по краниальным признакам, но четкой внутренней дифференциации и ясной геирафической границы между западной и восточной формами нет Существующая клинальная морфологическая изменчивое гь кавказских козлов объясняется вторичной гибридизацией исходно различных форм Генетические дистанции между митохондриальными и ядерными линиями С caucasica и С cyhndricomis весьма существенны

7 Высокий уровень морфологической и генетической дифференциации двух современных форм С sibirica (не меньший, чем уровни дифференциации большинства других видов) и их четкая географическая приуроченность могут служить достаточным основанием для присвоения им статуса морфологических видов

8 Сходство митохондриальных геномов западноевропейских видов Сарга свидетельствует об одной миграционной волне предков С ibex и С pyrenaica в Европу и их относительно недавней дивергенции.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в рецензируемых журналах из перечня ВАК и других изданиях: Казанская Е.Ю (Звычайная Е.Ю.), Кузнецова М В, Данилкин А А, 2007 Реконструкция филогении рода Capra (Bovidae, Artiodactyla) на основании анализа митохондриальной ДНК//Генетика Т 43, № 2 С 245-253 Казанская Е.Ю. (Звычайная Е.Ю.), 2004 Межвидовые дистанции внутри рода Сарга на основании краниометрических данных // Актуальные проблемы экологии и эволюции в исследованиях молодых ученых Матер конф сотруд ИПЭЭ РАН 2021 апреля М КМК С 65-68 Казанская Е.Ю. (Звычайная Е.Ю.), Кузнецова М В, Данилкин А А., 2005 Таксономические отношения представителей рода Сарга по данным последовательности контрольного региона мтДНК // Сохранение разнообразия животных и охотничье хозяйство России Матер науч-пракг конф М С 188-191 Казанская Е.Ю. (Звычайная Е.Ю ), Кузнецова М В , Данилкин А А, Подтяжкин О И , 2005 Анализ последовательностей фрагмента контрольного рмиона мтДНК представителей рода Сарга // Копытные в зоопарках и питомниках М Моек зоопарк С 80-84

Казанская Е Ю. (Звычайная Е.Ю.), 2006 Роль гибридизации в эволюционной истории рода Сарга (Artiodactyla, Bovidae) // Актуальные проблемы экологии и эволюции в исследованиях молодых ученых Матер конф сотруд ИПЭЭ РАН 5-6 октября М КМК С 116-123

Звычайная Е.Ю , 2007 Реконструкция филогении рода Сарга (Bovidae, Artiodactyla) по результатам анализа митохондриальных и ядерных генов // Молекулярно-генетические основы сохранения разнообразия млекопитающих Голарктики Матер междунар конф 26-30 ноября Черноголовка М КМК С 86-95 Звычайная Е.Ю , Кузнецова М В , Данилкин А А, 2007 Генетическая дифференциация кавказских горных козлов (Сарга caucasica и С cylmdncornis) // Млекопитающие горных территорий Матер междунар конф 15-18 августа Нальчик М КМК С 124-127

Тезисы конференций: Kuznetsova М V, Kazanskaya E.J. (Zvychaynaya E.Y), Damlkin A A , 2004 Analysis of Capra samples from Caucasus region based on mitochondrial D-loop seguences // The FEBS Forum for Young Scientists 12-15 July V 271, S 1 P 32 Казанская Е.Ю. (Звычайная E Ю.), 2007 Происхождение западнокавказского горного козла (Capra caucasica, Bovidae, Artiodactyla) //1 ериофауна России и сопредельных территорий (VIII съезд Териолог о-ва) М КМК С 179 Zvychaynaya E.Y., 2007 Genetic differentiation of Capra aegagrus (Bovidae, Artiodactyla) // Biodiversity Ecology Adaptation Evolution Mater III Intern Young Scientists conf 15-18 May, Odessa P 236 Zvychaynaya E.Y., 2007 Role of the ancient and recent interspecific hybridization in forming of the genus Capra (Bovidae, Artiodactyla) // 13th Annual European Meeting of PhD Students in Evolutionary Biology 14-17 of August Sweden P 26

Подписано в печать 15 04 2008 Печать трафаретная

Заказ № 272 Тираж 100 экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш, 36 (495) 975-78-56, (499) 788-78-56 www autoreferat ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Звычайная, Елена Юрьевна

Введение.

Глава Г. Краткая характеристика рода Сарга.

Глава 2. Подходы, используемые в систематике рода Сарга и наиболее распространённые таксономические и филогенетические построения

Морфологический подход.

Альтернативные подходы.

Глава 3. Материалы и методы

Материалы и методы изучения морфологической изменчивости Сарга.

Материалы и методы изучения молекулярно-генетической изменчивости

Сарга.

Глава 4. Анализ морфологической изменчивости представителей рода Информативность краниальных признаков (дискриминантный анализ).

Изменчивость краниальных признаков. Априорные и апостериорные классификации (многомерное шкалирование, кластерный анализ).

Изменчивость качественных параметров.

Глава 5. Филогенетический анализ последовательностей мтДНК

Ген цитохрома b.

Контрольный регион мтДНК.

Глава 6. Филогенетический анализ последовательностей Y-хромосомы.

Глава 7. Реконструкция эволюционной истории рода Сарга

Базальная филогения рода Сарга.

Филогения С. falconeri.

Филогения С. sibirica.

Филогения С. ibex и С. pyrenaica.

Филогения С. aegagrus.

Филогения С. caucasica и С. cylindricornis.

К таксономии рода Сарга.

Последовательность и время основных филогенетических событий.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Филогения рода Capra (Bovidae, Artiodactyla): морфологический и молекулярно-генетический аспекты"

Род горных козлов {Сарга) — спорная в таксономическом и филогенетическом плане группа полорогих копытных. Достаточно отметить, что число выделяемых видов Сарга колеблется от 1 до 13.

В классической зоологии в качестве критериев для оценки родства форм Сарга учёные использовали морфологические признаки: окраску животных, форму рогов, строение черепа, зубов и кожных желёз, форму копыт и др. (Linnaeus, 1766; Gray, 1852; Lydekker, 1913; Schwarz, 1935; Ellerman, MorrisonScott, 1951; Соколов И.И., 1953, 1959; Гептнер и др., 1961; Haltenorth, 1963; Соколов В. Е., 1979; и др.). В зависимости от выбранных критериев» изменялись взгляды на состав рода, филогенетические отношения и таксономический ранг отдельных внутриродовых группировок.

Дискретные различия между выделяемыми видами по большинству морфологических признаков отсутствуют, нет и единого вектора их изменчивости. Первое накладывает существенные ограничения на применимость морфологических критериев для различения современных видов, второе препятствует определению направления эволюции признаков и путей расселения древних форм Сарга. Дополнительные трудности в оценке таксономического статуса представителей рода связаны с отсутствием репродуктивного барьера: в неволе большинство видов легко скрещиваются и дают плодовитое потомство, что позволяет относить их к одному политипическому (биологическому) виду.

В работах последних лет показана перспективность использования методов генофилетики- и геносистематики. В отличие от эволюции морфологических признаков, изменения в последовательностях ДНК носят дискретный характер, поэтому разрешающая способность. молекулярных данных выше, и они лучше поддаются количественной обработке. Кроме того, абсолютное большинство закреплённых мутаций являются нейтральными. Такие признаки высвобождены из-под давления отбора и, следовательно, обладают более высокой филогенетической информативностью.

С возрастанием разнообразия признаков, используемых для установления родственных связей, и методов обработки данных увеличивается и количество альтернативных филогенетических гипотез. Система рода подвергается дальнейшим изменениям и по-прежнему остаётся противоречивой (Данилкин, 2005; Павлинов, 2005; Р1с1апс1ег е! а1., 2006). Очевидно, что назрела необходимость ревизии взглядов на филогению и таксономию рода Сарга в свете новых исследований.

Цель работы: Выявить филогенетические связи и реконструировать эволюционную историю рода Сарга.

Задачи:

1. Исследовать морфологическую изменчивость Сарга.

2. Провести филогенетический анализ последовательностей митохондриальных и ядерных (У-хромосома) генов.

3. Обобщить полученные реконструкции в единой филогенетической схеме:

• сравнить результаты анализа морфологической и молекулярно-генетической изменчивости;

• восстановить последовательность филогенетических событий;

• рассмотреть проблемы таксономии рода в свете полученных результатов.

Научная* новизна и практическая ценность работы. Впервые проведён комплексный анализ изменчивости морфологических и молекулярно-генетических признаков представителей рода Сарга. Методами многомерной статистики подробно исследована изменчивость краниальных признаков, проведена оценка их вклада в распознавание видов. Впервые получены и включены в международную базу данных ОепВапк нуклеотидные последовательности интрона гена БИУ 5 видов Сарга. Определены последовательности и проведён филогенетический анализ гена цитохрома Ь и левого домена контрольного региона мтДНК. Оценена разрешающая-, способность и информативность генетических маркёров; при определении границ и порядка дивергенции внутриродовых группировок.

Полученные результаты являются; вкладом в разработку филогенетической системы, рода Сарга и раскрывают, с одной стороны,, важное значение гибридизации и процесса интрофессииштДНК в становлении видов, с другой распространённость этих явлений:

Сведения по морфологической; и молекулярно-генетической* изменчивости видов Сарга могут быть использованы для решения проблем; таксономии рода. Полученные данные имеют принципиальное значение при разработке программ по сохранению генетического разнообразия редких и охраняемых видов, подвидов и популяций Сарга, внесённых в Красные книги МСОП, Российской Федерации, её регионов и сопредельных государств. Сделанные в работе выводы, позволят также более осознанно подойти к решению проблем управления и охраны промысловых видов Сарга.

Наличие «чужеродной» мтДНК в популяциях С. я/б/пся, полученной,, вероятно, в результате гибридизации с домашними животными, свидетельствует об уязвимости генофондов диких видов. Очевидно, что необходимо принять меры, и по ограничению такого рода воздействия хозяйственной деятельности человека.

Апробация работы. Материалы диссертации представлены на 7 международных и всероссийских конференциях и совещаниях, в том числе:

FEBS Forum for Young Scientists» (Praga, 2004), «Актуальные проблемы экологии и эволюции в исследованиях молодых учёных» (Москва, 2004, 2006), «Сохранение разнообразия животных и охотничье хозяйство России» (Москва, 2005), «Териофауна России и сопредельных территорий» (Москва, 2007), «Млекопитающие горных территорий» (Нальчик, 2007), «Молекулярно-генетические основы сохранения разнообразия млекопитающих Голарктики» (Черноголовка, 2007). Материалы исследования были доложены и обсуждались в рамках семинара «Видообразование» кафедры зоологии позвоночных биологического факультета МГУ (Москва, 2007) и на объединённом коллоквиуме лаборатории экологии и функциональной морфологии высших позвоночных, кабинета методов молекулярной диагностики, лаборатории микроэволюции млекопитающих, научно-информационного центра кольцевания птиц, лаборатории поведения и поведенческой экологии млекопитающих ИПЭЭ РАН 28.02.2008.

Благодарности. Автор глубоко признателен за помощь научному руководителю А. А. Данилкину. Искренняя благодарность М. В. Холодовой, И. Г. Мещерскому и П. А. Сорокину за поддержку при проведении исследований в кабинете методов молекулярной диагностики ИПЭЭ РАН, ценные замечания в ходе написания- диссертации и постоянное внимание к моей работе. Особую благодарность хочу выразить М. В. Кузнецовой за помощь в освоении методов молекулярной диагностики, а также А. Ю. Пузаченко за неоценимую помощь в статистической обработке краниологического материала, описании методов, результатов, а также их трактовке. Я благодарна также коллективам териологического отдела Зоологического Музея МГУ и Зоологического Института РАН за предоставленную возможность краниометрических исследований; А.Е. Субботину, И.Я. Павлинову, Н:А. Формозову, П.И. Вейнбергу, B.C. Лебедеву за помощь и ценные советы в процессе сбора, обработки и обсуждения материала; московскому охотничьему клубу «Сафари», а также О.И. Подтяжкину, O.A. Шемякину, С.А. Тишкевичу, В.И. Колесникову, С.А. Плаксе, Д.Г. Медведеву, А.Б. Савинецкому, H.A. Пояркову, B.C.

Лукаревскому, А. Лукьянову и другим зоологам, охотоведам, егерям и охотникам, оказавшим помощь в сборе образцов. Спасибо всем коллегам, проявившим интерес к моей работе, родным и друзьям, без чьей поддержки она не была бы завершена.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Казанская Е.Ю. (Звычайная Е.Ю.), 2004. Межвидовые дистанции внутри рода Сарга на основании краниометрических данных // Актуальные проблемы экологии и эволюции в исследованиях молодых ученых. Матер, конф. сотруд. ИПЭЭ РАН. 20-21 апреля. М.: КМК. С.65-68.

Kuznetsova M.V., Kazanskaya Е J. (Zvychaynaya E.Y), Danilkin A.A., 2004. Analysis of Capra samples from Caucasus region based on mitochondrial D-loop seguences // The FEBS Forum for Young Scientists. 12-15 july. V. 271, S. 1. P. 32.

Казанская Е.Ю. (Звычайная Е.Ю.), Кузнецова М. В., Данилкин A.A., 2005. Таксономические отношения представителей рода Сарга по данным последовательности контрольного региона мтДНК // Сохранение разнообразия животных и охотничье хозяйство России. Матер, науч.-практ. конф. М. С. 188-191.

Казанская Е.Ю. (Звычайная Е.Ю.), Кузнецова М. В., Данилкин A.A., Подтяжкин О.И., 2005. Анализ последовательностей фрагмента контрольного региона мтДНК представителей рода Сарга // Копытные в зоопарках и питомниках. М: Моск. зоопарк. С. 80-84.

Казанская Е.Ю. (Звычайная Е.Ю.), 2006. Роль гибридизации в эволюционной истории рода Сарга (Artiodactyla, Bovidae) // Актуальные проблемы экологии и эволюции в исследованиях молодых ученых. Матер, конф. сотруд. ИПЭЭ РАН. 5-6 октября. М.: КМК. С. 116-123.

Звычайная Е.Ю., 2007. Реконструкция филогении рода Сарга (Bovidae, Artiodactyla) по результатам анализа митохондриальных и ядерных генов // Молекулярно-генетические основы сохранения разнообразия млекопитающих Голарктики. Матер, междунар. конф. 26-30 ноября. Черноголовка. М.: КМК. С. 86-95.

Звычайная Е.Ю., Кузнецова М.В., Данилкин A.A., 2007. Генетическая дифференциация кавказских горных козлов (Сарга caucasica и С. cylindricornis) II Млекопитающие горных территорий. Матер, междунар. конф. 15-18 августа. Нальчик. М.: КМК. С. 124-127.

Казанская Е.Ю. (Звычайная Е.Ю.), 2007. Происхождение западнокавказского горного козла {Capra caucasica, Bovidae, Artiodactyla) // Териофауна России и сопредельных территорий. (VIII съезд Териолог, о-ва). М.: КМК. С. 179.

Казанская Е.Ю. (Звычайная Е.Ю.), Кузнецова М.В., Данилкин А.А., 2007. Реконструкция филогении рода Capra (Bovidae, Artiodactyla) на основании анализа митохондриальной ДНК // Генетика. Т. 43, № 2. С. 245-253.

Zvychaynaya E.Y., 2007. Genetic differentiation of Capra aegagrus (Bovidae, Artiodactyla) // Biodiversity. Ecology. Adaptation. Evolution. Mater. Ill Intern. Young Scientists conf. 15-18 May, Odessa. P. 236.

Zvychaynaya E.Y., 2007. Role of the ancient and recent interspecific hybridization in forming of the genus Capra (Bovidae, Artiodactyla) // 13th Annual European Meeting of PhD Students in Evolutionary Biology. 14-17 of August. Sweden. P. 26.

Заключение Диссертация по теме "Зоология", Звычайная, Елена Юрьевна

Выводы:

1. Краниальные признаки Сарга формируются к 4-м годам и отличаются высоким уровнем половой изменчивости. Межвидовая, изменчивость краниальных признаков имеет «мозаичный» характер — морфологическая дифференциация отражена в разных структурах черепа в зависимости от сравнения той или иной пары видов.

2. Изменчивость гена цитохрома Ь и контрольного региона мтДНК Сарга довольно высока (вариабельными являются 20,1 и 41% сайтов соответственно). Изменчивость ядерного гена БЯУ, напротив, крайне низка (1,4% позиций), но все же позволяет установить порядок дивергенции включённых в исследование видов.

3. Сопоставление результатов анализа морфологических признаков, митохондриальных и ядерных последовательностей нуклеотидов позволяет сделать вывод о недостаточности каждого из критериев в отдельности для реконструкции филогенеза Сарга и таксономических построений и о необходимости комплексного подхода.

4. В становлении генетического разнообразия Сарга значимую роль играла гибридизация, базальных групп рода. Относительно недавние эволюционные события — гибридизация кавказских козлов, формирование нескольких митохондриальных линий С. ае^а^-щ1 вследствие интрогрессии мтДНК, появление чужеродных гаплотипов мтДНК в популяциях С. яШпса.

5. Винторогий козел С. /а1сопеп наиболее дистанцирован от других форм по краниальным признакам. Однако генетически он слабо обособлен, и поэтому не может быть признан древним видом рода. По многим морфологическим и молекулярно-генетическим признакам он близок к С. aegagrus.

6. Группа кавказских козлов отличается от других видов Сарга по краниальным признакам, но чёткой внутренней дифференциации и ясной географической границы между западной и восточной формами нет. Существующая клинальная морфологическая изменчивость кавказских козлов объясняется вторичной гибридизацией исходно различных форм. Генетические дистанции между митохондриальными и ядерными линиями С. caucasica и С. cylindricornis весьма существенны.

7. Высокий уровень морфологической и генетической дифференциации двух современных форм С. sibirica (не меньший, чем уровни дифференциации большинства других видов) и их чёткая географическая приуроченность могут служить достаточным основанием для присвоения им статуса морфологических видов.

8. Сходство митохондриальных геномов западноевропейских видов Сарга свидетельствует об одной миграционной волне предков С. ibex и С. pyrenaica в Европу и их относительно недавней дивергенции.

Заключение

Несмотря на то, что диагностическая значимость краниальных признаков в таксономии признаётся абсолютным большинством зоологов, сделать выводы о филогенетических связях внутри рода Сарга, опираясь исключительно на краниометрические данные, весьма затруднительно. При сравнении результатов морфологического и молекулярно-генетического исследования обнаружено несоответствие между относительными межвидовыми дистанциями. Связано это, вероятно, с тем, что морфологические структуры функционально нагружены, находятся под давлением отбора, и, кроме того, представляют собой результат онтогенеза, а следовательно, своеобразную «систему корреляций» (Шмальгаузен, 1982). Эти особенности существенно затрудняют оценку вклада филогенетической составляющей на этапе формирования каждого из признаков. С другой стороны, многомерный анализ метрических признаков черепа Сарга позволяет дифференцировать внутриродовые группировки, очевидно, являющиеся отдельными эволюционирующими единицами, что служит важным подспорьем для дополнительной проверки филогенетических гипотез.

Большинство изменений, зафиксированных в геноме, являются нейтральными и потому обладают большей филогенетической информативностью. Противоречия между реконструкциями, полученными на основании анализа последовательностей митохондриальных и ядерных маркёров Сарга, свидетельствуют о нелинейном распространении эволюционных преобразований в процессе становления видов. Гибридизация и интрогрессия мтДНК, став причиной неоднократного перемешивания митохондриальных и ядерных линий Сарга, сыграли значимую роль в становлении генетического разнообразия рода. Полученные результаты позволяют заключить, что подобная «перетасовка» генетического материала не редкость, особенно если речь идет об эволюционно молодых таксонах, когда между ними ещё не возникло жесткого (как правило, генетически или физиологически обусловленного) репродуктивного барьера.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Звычайная, Елена Юрьевна, Москва

1. Абдурахманов М.Г., 1977. Кавказский тур // Копытные звери. М.: Лесн.пром-сть. С. 186-200.

2. Абдурахманов М.Г., 1982. Экология восточнокавказского тура в

3. Дагестане // Изв. Сев.-Кавк. науч. центра высш. шк. Естеств. Науки. №4. с. 48-51.

4. Абрамов A.B., Пузаченко А.Ю., 2006. Географическая изменчивостьчерепа и систематика палеарктических барсуков (Mustelidea, Meies) // Зоол. журн. Т. 85. Вып. 5. С. 641-655.

5. Айвазян СЛ., Бухштабер В.М., Енюков И.С. и др., 1989. Прикладнаястатистика: классификация и снижение размерности. М.: Финансы и статистика. С. 1-607.

6. Айрумян К.А., Гаспарян К М., 1976. Редкие копытные и хищные

7. Армении // Редкие млекопитающие фауны СССР. М.: Наука. С. 35-42.

8. Айунц K.P., 1992. К систематике кавказских туров // Бюл. МОИП. Отд.биол. Т. 97, вып. 2. С. 19-25.

9. Антипин В.М., 1941. Млекопитающие Казахстана. Копытные. Алма-Ата:1. Казогиз. Т. 3. 107 с.

10. Ахмедов Э.Г., 1997. Распределение дагестанского тура и безоаровогокозла в районах их совместного обитания // Экология млекопитающих горных территорий. Популяционные аспекты. Нальчик: Изд. Центр "Эль-Фа". С. 137-139.

11. Ахмедов Э.Г., Яровенко Ю.А., 1991. Рост и развитие молоднякадагестанского тура // Экологические проблемы прикаспийской низменности. Махачкала. С. 137-140.

12. Банников А.Г., 1954. Млекопитающие Монгольской Народной

13. Республики. М.: Изд-во АН СССР. 669 с.

14. Барышников Г.Ф., 1978. К истории горной териофауны Кавказа // IIсъезд Всесоюз. териол. о-ва. М.: Наука. С. 4—5.

15. Барышников Г.Ф., Гарутт В.Е., Громов И.М. и др., 1981. Каталогмлекопитающих СССР (плиоцен современность). Л.: Наука. 456 с.

16. Барышников Г.Ф., Хварцкая М.Х., 1990. Млекопитающие мустьерскойстоянки Манагуа в Абхазии // Бюл. МОИП. Отд. биол. Т. 95, вып. 2. С. 20-31.

17. Батхиев А.М., 1989. Безоаровый, или бородатый козёл в горной Чечено

18. Ингушетии (экологический анализ географического распространения) // Природа и хозяйство Чечено-Ингушской АССР. Вып. 5. С. 103-109.

19. Боголюбский С.Н., 1959. Происхождение и преобразование домашнихживотных. Ярославль: Советская наука. 593 с.

20. Брэм А.Э., 1992. Жизнь животных. Млекопитающие. М.: Тера. Т. 1.524 с.

21. Бургело Т.Б., 1980. Копытные арчевых биоценозов // Копытные фауны

22. СССР. М.: Наука, 1980. С. 128.

23. Бутарин Н.С., 1947. Межвидовая гибридизация диких и домашних козкак метод создания новых пород // Вестн. АН КазССР. № 1-2 (22-23). С. 86-91.

24. Вейнберг П.И., 1984. Дагестанский тур. М.: Наука. 88 с.

25. Вейнберг П.И., 1993. Анализ формы рогов и окраски волосяного покровагорных козлов (Сарга Ь., 1758; Аг11оёас1у1а) // Бюл. МОИП. Отд. биол. Т. 98, вып. 5. С. 3-14.

26. Вейнберг П.И., 1999. О состоянии популяции и особенностях биологиибезоарового козла {Сарга ае^а§ги$ Егх1еЬеп) в Дагестане // Бюл. МОИП. Отд. биол. Т. 104, вып. 4. С. 12-21.

27. Верещагин Н.К., 1938. Дагестанский тур (Capra cylindricornis) в

28. Азербайджане // Тр. Зоол. ин-та Азерб. фил. АН СССР. Т. 9, вып. 45. С. 5-72.

29. Верещагин Н.К., Наниев В.И., 1949. Прежнее и современноераспространение копытных в Северной Осетии. 1. Вымершие виды // Зоол. журн. Т. 28, вып. 3. С. 277—280.

30. Верещагин Н.К., 1959. Млекопитающие Кавказа. M.-JL: Изд-во АН1. СССР. 704 с.

31. Гаспарян K.M., 1964. К кормовому режиму безоаровых коз Саргаaegagrus Erxl. на Урцском (Сарабулагском) хребте // Изв. АН АрмССР. Биол. науки. Т. 17, № 2. С. 85-100.

32. Гаспарян K.M., 1975. Экология безоарового козла // Фауна позвоночныхживотных АрмССР. Ереван. С. 78-106. (Зоол сб. Зоол. ин-та АН АрмССР. 1974. Вып. 16).

33. Гептнер В.Г., Формозов А.Н., 1941. Млекопитающие Дагестана // Тр.гос. зоол. музея МГУ. Т. 6. С. 3-74.

34. Гептнер В.Г., Наумов Н.П., Банников А.Г., 1961. Млекопитающие

35. Советского Союза. М.: Высш. шк. Т. 1. 776 с.

36. Громов В.И., 1948. Палеонтологическое и археологическое обоснованиестратиграфии континентальных отложений четвертичного периода на территории СССР (млекопитающие, палеолит) // Тр. Ин-та геол. наук. Вып. 64. Геол. сер. (№ 17). С. 1-521.

37. Громов И.М., Гуреев A.A., Новиков Г.А. и др., 1963. Млекопитающиефауны СССР. M.-JL: Изд-во АН СССР. Ч. 2. С. 641-1101.

38. Громова В.К, 1935. Об остатках диких баранов и козлов в четвертичныхотложениях Крыма // Докл. АН СССР. Т. 4, № 1-2. С. 97-100.

39. Громова В.И., 1948. К истории фауны млекопитающих Кавказа // Изв.

40. АН СССР. Сер. биол. № 5. С. 517-537.

41. Громова В.И., 1953. Остеологические отличия родов Сарга (козлы) и

42. Ovis (бараны) // Тр. комис. по изуч. четв. периода. Т. 10, вып. 1. 124 с.

43. Гущин H.H., Завацкий Б.П., 1980. Зимние местообитания копытных в

44. Саяно-Шушенском заповеднике // Копытные фауны СССР. М.: Наука. С. 141-143.

45. Даль С.К., 1951. Данные по биологии, распространению, численности иколичественному соотношению в стадах безоаровых коз на Урцком хребте // Изв. АН АрмССР. Биол. и с.-х. науки. Т. 4. № 1. С. 33-40.

46. Данилкин A.A., 2005. Млекопитающие России и сопредельных регионов.

47. Полорогие. М.: Тов-во науч. изд. КМК. 550 с.

48. Дейвисон М., 1988. Многомерное шкалирование. М.: Финансы истатистика. 254 с.

49. Дёмин B.C., 1947. О светло-серых козлах в Алмаатинском заповеднике.

50. Тр. Алмаатинского гос. заповеди. Вып. 4.

51. Динник Н.Я., 1909. Кавказские каменные козлы или туры // Матер, к позн.фауны и флоры Российской империи. Отд. Зоол. Вып. 9. С. 1-47.

52. Динник Н.Я., 1910. Звери Кавказа. Ч. 1. Китообразные и копытные.

53. Тифлис. (Зап. Кавказского отд. Имп. Рус. геогр. о-ва. Кн. 27, вып. 1). 248 с.

54. Дмитриев В. В., 1938. Копытные звери Алтайского заповедника иприлежащих мест (Восточного Алтая и Западных Саян) // Тр. Алтайского гос. заповедника. Вып. 1. С. 171—262.

55. Дмитриева ЕЛ., 2003. К истории древних каприн // Териофауна Россиии сопредельных территорий. VII съезд териол. о-ва. М. С. 116.

56. Егоров О.В., 1953. Материалы по размножению и росту сибирскогогорного козла // Бюл. МОИП. Отд. биол. Т. 58, вып. 3. С. 3-13.

57. Егоров О.В., 1955. Экология сибирского горного козла (Сарга sibirica

58. Meyer) // Тр. Зоол. ин-та АН СССР. Т. 17. С. 7-134.

59. Енукидзе Г.П., 1953. К фауне млекопитающих Лагодехскогогосударственного заповедника // Тр. Ин-та зоол. АН ГрузССР. Т. 12. С. 169-183.

60. Ермаков O.A., Сурин В.Л., Титов C.B., Тагиев А.Ф., Лукъяненко A.B.,

61. Формозов H.A., 2002. Изучение гибридизации четырёх видов сусликов (Spermophilus: Rodentia, Sciuridae) молекулярно-генетическими методами // Генетика. Т. 38., № 7. С. 950-964.

62. Жиряков В.А., 1989. Минеральное питание сибирского горного козла, в

63. Алма-Атинском заповеднике // Зоопарки и их роль в сохранении диких животных. Алма-Ата. С. 167—194.

64. Загребелъный C.B., Пузаченко А.Ю., 2006. Изменчивость черепа песцовберинговского Alopex lagopus beringiensis, медновского А. I. semenovi, материкового А. I. lagopus подвидов (Carnivora, Canidae) II Зоол. журн. Т. 85. Вып. 8. С. 1007-1023.

65. Закариев А.Я., 1982. К экологии безоарового козла в Дагестане //

66. Млекопитающие СССР. III съезд Всесоюз. териол: о-ва. M. Т. 1. С. 202-203.

67. Залиханов М.Ч., 1967. Туры в Кабардино-Балкарии. Нальчик: Каб.-Балк.кн. изд-во. 103 с.

68. Казанская Е.Ю., 2004. Таксономия рода Capra II Дипл. раб. М.: МГУ.85 с.

69. Коршунов В.М., 1988. Структура стада горных копытных Центрального

70. Копетдага // Популяционные исследования животных в заповедниках. М.: Наука. С. 79-96.

71. Коршунов В.М., 1995. Бородатый или безоаровый козёл //

72. Млекопитающие Туркменистана. Хищные, ластоногие, копытные. Ашхабад: Ылым. Т. 1. С. 243-258.

73. Котов В.А., 1968. Кубанский тур, его экология и хозяйственное значение

74. Тр. Кавказского гос. заповедника. Вып. 10. С. 201—293.

75. Краскел Дж. Б., 1986. Многомерное шкалирование и другие методыпоиска структуры // Статистические методы для ЭВМ. М.: Наука. С. 301-347.

76. Кузнецова М.В., 2002. Реконструкция филогенетических отношений всемействе полорогих (Воу1с1ае; Аг1лос1ас1у1а) на основании ядерных и митохондриальных последовательностей ДНК: Дис. . канд. биол. наук. М. 134 с.

77. Кулиев С.М., 1978. К питанию безоарового козла и дагестанского тура в

78. Азербайджане // II съезд Всесоюз. териол. о-ва. М.: Наука, 1978. С. 148-149.

79. Куприянова И.Ф, Пузаченко А.Ю., Агаджанян А.К, 2003. Временные ипространственные компоненты изменчивости черепа обыкновенной бурозубки, Зогех агапеж (Тпвес^уога) // Зоол. журн. Т. 82. Вып. 7. С. 839-851.

80. Майр Э., Линсли Э., Юзингер. Р., 1956. Методы и принципызоологической систематики. М.: Изд-во Иностр. лит-ры. 352 с.

81. Магомедов М.-Р.Д., Ахмедов Э.Г., Яровенко Ю.А., 2001. Дагестанскийтур: популяционные и трофические аспекты экологии. М.: Наука. 138 с.

82. Магомедов М.-Р.Д., Ахмедов Э.Г., Насруллаев Н.И., 2002.

83. Закономерности пространственной организации популяции безоарового козла, Сарга aegagrus (А11юс1ас1у1а), в условиях Восточного Кавказа// Зоол. журн. Т. 81, № 8. С. 1008-1016.

84. Марков Е.Л., 1938. Охотничье-промысловые животные Лагодехскогозаповедника. Тбилиси. 67 с.

85. Наниев В.И., 1958. К биологии кавказского горно-каменного козла

86. Сарга суНпсЬггсогтз В1у1Ь.) на Центральном Кавказе // Учен. зап. С.-Осет. гос. пед. ин-та им. К. Л. Хетагурова. Вып. 20. С. 249-276.

87. Насгшович A.A., 1938. К познанию минерального питания дикихживотных Кавказского заповедника // Тр. Кавказского- гос. заповедника. Вып. 1. С. 103—152.

88. Насгшович A.A., 1939. Зима в' жизни копытных Западного Кавказа //

89. Вопросы экологии и биоценологии. JI. Вып. 7. С. 3-91.

90. Насгшович A.A., 1949. Очерк экологии западнокавказского тура // Тр.

91. Кавказского гос. заповеди. Вып. 3. С. 5—38.

92. Насгшович A.A., 1955. Роль режима снежного покрова в жизни копытныхживотных на территории СССР. М.: Изд-во АН СССР. 403 с.

93. Ней М., Кумар С., 2004. Молекулярная.эволюция и филогенетика. Киев:1. КВЩ. 406 с.

94. Орлов В.Н., 1974*. Кариосистематика млекопитающих. Цитогенетическиеметоды в систематике млекопитающих. М.: Наука. 207 с.

95. Орлов В.Н., Булатова Н.Ш., 1983. Сравнительная цитогенетика икариосистематика млекопитающих. М.: Наука. 406 с.

96. Павлинов И.Я., 2003. Систематика современных млекопитающих. М.:

97. Изд-во Моск. ун-та. 293 с.

98. Павлинов И.Я., 2005. Введение в современную филогенетику. M.: КМК.392 с.

99. Павлинов И.Я., Борисенко A.B., Крускоп C.B., Яхонтов Е.Л., 1995.

100. Млекопитающие Евразии. II. Non-Rodentia: систематико-географический справочник. М.: Изд-во Моск. ун-та. 336 с.

101. Потапов С.Г., Андреева Т.А., Илларионова H.A., Баскевич М.И.,

102. Потапова Е.Г., Пузаченко А.Ю., 2000. Анализ сходства в строениинижней челюсти тушканчикообразных (Rodentia, Dipodidea) // Зоол. журн. Т. 79. Вып. 9. С. 1102-1113.

103. Пузаченко А.Ю, Раутиан Г.С., Сипко Т.П., Киселева Е.Г., 1999.

104. Дифференциация современных и вымерших форм рода Bison по признакам черепа // Редкие виды млекопитающих России и сопредельных стран. Mi С. 330—338.

105. Пузаченко> А.Ю., 2000. Применение многомерного шкалирования ванализе структуры морфологической изменчивости // Систематика и филогения грызунов и зайцеобразных. М. 2000. С. 137-140.

106. Пузаченко А.Ю., 2001. Внутрипопуляционная изменчивость черепаобыкновенного слепыша Spalax microphthalmus (Spalacidae, Rodentia). 1. Методика анализа данных, невозрастная изменчивость самцов // Зоол. журн. Т. 80. Вып. 3. С. 1-15;

107. Пузаченко А.Ю., 2006. Изменчивость черепа у слепышей рода

108. Nannospalax (Spalacidea, Rodentia) // Зоол. журн. Т. 85. Вып. 2. С. 235-253.

109. Пузаченко Ю.Г., Пузаченко М.Ю., Козлов Д.Н., Алещенко Г.М., 2004.

110. Анализ строения почвенного профиля на основе цифровой цветной фотографии // Почвоведение. № 2. С. 113-146.

111. Пфиценмайер Е.В., 1915. Несколько интересных ублюдков сем.

112. Полорогих из Закавказья // Изв. Кавказского музея. Тифлис. Т. 8, вып. 3-4 (1914). С. 215-266.

113. Радде Г.И., 1899. Коллекции Кавказского музея. Зоология. Тифлис. Т. 1.1. С. 521 с.

114. Разевиг В.А., 1904. Кавказские горные козлы. (Туры.) // Псовая иружейная охота. № 4. С. 25-38. № 5. С. 82-95. № 6. С. 38-54.

115. Ромашин A.B., 1995. Статистический анализ факторов,детерминирующих летнее размещение копытных в.луговом поясе Кавказского заповедника // Экология. №1. С. 20-28.

116. Ромашин A.B., 2001. Эколого-популяционный анализ высокогорных v копытных животных Западного Кавказа и. их рациональноеиспользование. Сочи. 184 с.

117. Савинов Е.Ф., 1962. Размножение и рост сибирского козерога в

118. Джунгарском Алатау (Казахстан) // Материалы по, фауне и экологии наземных позвоночных Казахстана (млекопитающие). Алма-Ата: Изд-во АН КазССР. С. 167-182. (Тр. Ин-та зоол. АН КазССР. Т. 17).

119. Сашко В.К., Смазное В.А., 1999. О необычной миграции сибирскогогорного козла // VI съезд териол. о-ва. М. С. 223.

120. Слудский A.A., Бекенов А:, Жевнеров В В. и др., 1983. // Млекопитающие

121. Казахстана. Алма-Ата: Наука. Т. 3, ч. 3. 248 с.

122. Собанский Г.Г., 1992. Копытные Горного Алтая. М.: Наука. 257 с.

123. Соколов В.Е., 1979. Систематика млекопитающих. М.: Высш. шк. 528 с.

124. Соколов В.Е., Темботов А.К., 1993. Позвоночные Кавказа.

125. Млекопитающие: Копытные М.: Наука. 528 с.

126. Соколов В.Е., Чернова О.Ф., 1988. Специфические кожные железынекоторых копытных // Эколого-функциональная морфология кожного покрова млекопитающих. М.: Наука. С. 91-144.

127. Соколов И.И., 1953. Опыт естественной классификации полорогих

128. Bovidae) // Тр. Зоол. ин-та АН СССР. Т. 14. С. 1-295. 4 95. Соколов И.И., 1959. Фауна СССР. Млекопитающие. Копытные звериотряды Perissodactyla и Artiodactyla). М.: Изд-во АН СССР. Т.1. вып. 3. 640 с.

129. Сопин JI.B., Сухбат X., 1980. Географическая изменчивость черепааргали // Копытные фауны СССР. М.: Наука, С. 374—375.

130. Сорокин П.А., 2005. Филогеография монгольского дзерена (Ргосаргаgutturosa): Дисс. . канд. биол. наук. М. 102 с.

131. Темботов А.К., 1960. Млекопитающие Кабардино-Балкарской АССР.

132. Нальчик: К.-Балк. кн. изд-во. 196 с.

133. Темботов А.К., 1961. Распространение и численность туров в

134. Кабардино-Балкарской- АССР* // I Всесоюз. совещ. по млекопитающим. М.: Изд-во Моск. ун-та. Т. 1. С. 150.

135. Темботов А.К., 1973. Осовременном распространении и состоянииохраны туров в Кабардино-Балкарской АССР // Редкие виды млекопитающих фауны СССР'и их охрана. М.: Наука. С. 148-149.

136. Темботов А.К., 1974. О географической изменчивости туров (Саргаcaucasica Guld.) на Северном Кавказе // Фауна, экология и охрана животных Северного Кавказа. Нальчик. Вып. 2. С. 118-132.

137. Титов C.B., Шмыров A.A., Кузьмин A.A., Ермаков O.A., Сурин B.JI.,

138. Формозов H.A., 2007. Особенности динамики генетической структуры гибридных популяций млекопитающих (на примере р. Spermophilus) // Молекулярно-генетические основы сохранения разнообразия млекопитающих Голарктики. M.: КМК. С. 258-269.

139. Тихонов А.Н., 1999. Систематика полорогих подсемейства Caprinae

140. Artiodactyla, Bovidae): Дис. . канд. биол. наук. С.-Пб. 171 с.

141. Точиев Т.Ю., Батхиев A.M., 1980. К вопросу о питании безоаровых коз в

142. Чечено-Ингушской АССР // Фауна, экология и охрана животного мира Северного Кавказа. Нальчик. С. 57-64.

143. Удина И.Г., Данилкин A.A., Боескоров Г.Г., 2002. Генетическоеразнообразие лося {Alces alces L.) Евразии // Генетика. Т. 38, № 8. С. 1125-1132.

144. Уиллиамс У.Т., Ланс Д.Н., 1986. Методы иерархической классификации

145. Статистические методы для ЭВМ. М.: Наука. С. 269-301.

146. Федосенко А.К., 2003. Сибирский горный козёл в России и прилежащихстранах (состояние популяций, экология, поведение, охрана и хозяйственное использование). М.: Изд-во ГУ "Центрохотконтроль". 193 с.

147. Федосенко А.К., Вейнберг П.И., Скуратов H.H., 1992. Сибирский горныйкозёл в Западном Саяне // Охрана и изучение редких и исчезающих видов животных в заповедниках. М., С. 29—44.

148. Флеров К.К., 1935. Копытные звери Таджикистана // Звери

149. Таджикистана. M. -JL: Изд-во АНСССР. С. 93-130. 110} Филъ В.И., 1970. Особенности размещения горных козлов на зимовках в Заилийском Ала-Тау // Сб. науч.-техн. информ. ВНИИОЗ. Вып. 28. С. 21-25.

150. Формозов A.A., 1972. К истории древнейшего скотоводства на юге СССР

151. Основные проблемы териологии. М.: Наука. С. 19—25. (Тр. МОИГТ. Отд. биол. Т. 48).

152. Холодова М.В., 2006. Формирование филогеографической структуры и генетического разнообразия парнокопытных млекопитающих (Artiodactyla, Ruminantia): Дисс. . докт. биол. наук. М. 256 с.

153. Холодова М.В., Лущекина A.A., Неронов В.М., Стрелкова М.В., Ниямбаяр

154. H., 2001. Амгалан Л. Сравнительный анализ генетического разнообразия калмыцких и монгольских сайгаков // Докл. Акад. наук. Т. 376, № 6. С. 847-849.

155. Холодова М.В., Сорокин П.А., Лущекина A.A., 2005. Изменение генетического разнообразия европейской популяции сайгаков

156. Saiga tatarica) в период резкого снижения численности // Докл. Акад. наук. Т. 404, № 2. С. 1-2. 116.Цалкин В.И., 1950. Сибирский горный козел. М.: Изд-во МОИП (Матер.к познанию фауны и флоры СССР. Нов. сер. Отд. зоол. Вып. 21). 119 с.

157. Цалкин В.И., 1955. Изменчивость и систематика туров Западного Кавказа (Caprinae, Artiodactyla) // Бюл. МОИП. Отд. биол. Т. 60. вып. 4. С. 17-33.

158. Цаплюк О.Э., Савинов Е.Ф., 1973. Половая ритмика сибирского горного козла в Джунгарском Алатау // Промысловые млекопитающие Казахстана. Алма-Ата. С. 200-212.

159. Шарипов И.К., 1989. Кариотипы диких и домашних овец. Алма-Ата: Наука. 143 с.

160. Шмалъгаузен И.И., 1982. Организм как целое в индивидуальном и историческом развитии: Избр. Тр. 360 с.

161. Шмалъгаузен И.И., 1984. Рост и дифференцировка // Киев: Наукова1. Думка. 174 с.

162. Шнаревич И.Д., 1948. Материалы по биологии горного козла // Тр. Алма-Атинского зоопарка. Вып. 1. С. 73-94.

163. Эквимишвили З.С., 1954. О сроках окота у тура Северцова и серны // Тр.

164. Ин-та зоол. АН ГрузССР. С. 99-105.

165. Яровенко Ю.А., Насруллаев Н. К, 1999. Питание и использование территории безоаровыми козлами // VI съезд териол. о-ва. М. С. 290.

166. Яровенко Ю.А., 1997. Трофическое воздействие дагестанского тура на пастбищные экосистемы Восточного Кавказа // Экология млекопитающих горных территорий. Популяционные аспекты. Нальчик: Изд. центр «Эль-Фа». С. 179-180.

167. Яровенко Ю.А., Насруллаев Н.И., Гасаиова С.М., 2003. Качественные аспекты, питания безоарового козла Capra aegagrus II Териофауна России и сопредельных территорий. VII съезд териол. о-ва. М. С. 399.

168. Abramov A.V., Puzachenko A.Yu:, 2005. Sexual dimorphism of craniological characters in Eurasian badgers, Meles spp. (Carnivora, Mustelidae) // Zoologischer Anzeiger. Vol. 244. P. 11-29.

169. Anderson S., Bankier A.T., Barrel B.G. et al., 1991. Sequence and organization of the human mitochondrial genome. Nature. Vol. 190. P. 457-465.131 \Ansell W:, 1972. Order Artiodactyla // The mammals of Africa. Pt. 15. Smithsonian Inst. Press. P. 1-84.

170. Avi'se J.C., 1994. Molecular markers, natural history and evolution // Chapman and Hall, 511 p.

171. Avi'se J.C., 1995. Mitochondrial DNA polymorphism and a, connection between genetics and demography of relevance to conservation // Conserv. Biol. N 9. P. 686-690.

172. Avise J.C., 2000. Phylogeography: the history and formation of species // Harvard University press. Cambridge, Masschutes London, England. 447 p.

173. Aquago C., Greenberg В., 1983. Human mitochondrial DNA variation and evolution analis of nucleotide sequences for seven individuals // Genetics. Vol. 103. P. 287-312.

174. Boyce W.M., Ramey R.R., Rodwell T.C., Rubin E.S., Singer R.S., 1999. Population subdivision among desert bighorn sheep (Ovis canadensis) ewes revealed by mitochondrial DNA analysis // Mol. Ecol. N 8. P. 99106.

175. Brown W.M., George M., Wilson A.S., 1979. Rapid evolution of animal mitochondrial DNA // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. Vol. 79. P. 19671971.

176. Cheng H., ShiH., Zhou R., Guo F, Liu J., Jiang F, Kudo T., Sutou S., 2001.

177. Cronin M.A., 1992. Intraspecifïc variation in mitochondrial DNA of North

178. American cervids // J. Mammal. Vol. 73. P. 70-82.

179. Douzery, E., Randi, E., 1997. The mitochondrial control region of cervidae: Evolutionary patterns and phylogenetic content // Mol. Biol. Evol. Vol. 14. P. 1154-1166.

180. Ellerman J.R., Morrison-Scott T.C.S., 1951. Checklist of Palaearctic and Indian mammals 1758 to 1946. L.: British Mus. Nat. Hist. 810 p.

181. Engländer H., 1986. Capra pyrenaica Schinz, 1838 Spanischer Steinbock,1.eriensteinbock // Handbuch der Säugetiere Europas. Vol. 2. P. 405422.

182. Fandos P., Aranda Y., Orueta J.F., Cregut-Bonnoure E., 1993. Introduction toskull variability of wild goats (Capra L.) // Folia Zool. Vol. 42. N 2. P. 111-125.

183. Fedosenko A.K., Blank D.A., 2001. Capra sibirica II Mammalian species. N.675. P. 1-13.

184. Felsenstein, J, 1985. Confidence limits on phylogenies: An approach usingthe bootstrap // Evolution Vol. 39. P. 783-791.

185. Phylogeography and introgressive hybridization: chipmunks (genus Tamias) in the Rocky mountains // Evolutions. Vol. 57. P. 1900-1916.

186. Gravlund P., Meldgaard M., Paabo S., Arctander P., 1998. Polyphyletic origin of the small-bodied, high-arctic subspecies of tundra reindeer CRangifer tarandus) II Mol. Phylogenet. Evok N. 10. P. 151-159.

187. GrayA.P., 1954. Mammalian hybrids // Commonv. Agr. Bur. N 10. P. 144.

188. Haenlein M., Kaplan A.M., 2004. A Beginner's Guide to Partial Least Squares Analysis // Understanding Statistics. Vol. 3, N. 4. P. 283-297.

189. Hall T.A., 1999. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editorand analysis program for Windows 95/98/NT // Nucl. Acids. Symp. Ser. 41. P. 95-98.

190. Haltenorth T., 1963. Klassifikation der Saugetiere: Artiodactyla II Handbuch, der Zoologie. Bd. 8. H. 32 (18). P. 1-167.

191. Hartigan J.A., Wong M.A., 1979. A k-means clustering algorithm // Applied Statistics. Vol. 28. P 100-108.

192. Caprines in the Eastern Mediterranean: A Case Study of Free-Ranging Goats (Capra aegagrus cretica) on Crete // Human Evol. Vol. 21. P. 123-138.

193. Huelsenbeck J.P., Crandall K.A., 1997. Phylogeny estimation and hypothesis testing using maximum likelihood // Annu. Rev. Ecol. Syst. Vol. 28. P. 437-466.

194. Hundermark K.J., Shields G.F., Udina I.G., Bowyer R.T., Danilkin A.A., Schwartz C.C., 2002. Mitochondrial phylogeography of Moose {Alces alces): late Pleistoceene divergence and population expansion // Molec. Phyl. Evol. Vol. 22, N. 3. P. 375-387.

195. Ivankovic A., Kavar T., Caput P., Mioc B., Pavic V., Dove P., 2002. Geneticdiversity of three donkey populations in the Crotian coastal region // Animal Genetics. Vol. 33. P. 169-177.

196. James F.C., McCulloch Ch.E., 1990. Multivariate analysis in ecology andsystematics: panacea or Pandora's box? // Annu. Rev. Ecol. Syst. Vol. 21. P. 129-166.

197. Kaufman L., Rousseeuw P. J., 1990. Finding Groups in Data: An Introductionto Cluster Analysis // Series in Applied Probability and Statistics. NY: Wiley-Interscience. 342 pp.

198. Kikkawa Y., Takada 71, Nomura K., Namikawa T., Yonekawa H., Amano T.,2003. Phylogenies using mtDNA and SRY provide evidence for malemediated introgression in Asian domestic cattle // Anim. Genet. Vol. 34. P. 96-101.

199. Kimura M., 1980. A simple method'for estimating evolutionary rates of base substitution through comparative studies of nucleotide sequences // J. Mol. Evol. Vol. 16. P. 111-120.

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

201. XlX.Kuznetsova M.V., Sipko T.P., Danilkin A.A. Phylogeography of Asian snow sheep Ovis nivicola based on mitochondrial D-loop sequences. In press.

202. Kumar S., Tamura K., Jakobsen I., Nei. M., 2004. MEGA3: Molecular

203. Evolutionary Genetics Analysis software. Arizona State University. Vol. 5. P. 150-163.

204. Kyle C.J., Davison A., Strobeck C., 2003. Genetic structure of European pinemartens {Martes martes), and evidence for introgression with M. americana in England // Conserv. Genet. Vol. 4. P. 179-188.

205. Lehman N., Eisenhower A., Hansen K, Mech L. D., Peterson R., Gogan

206. P. J. P. Wayne R. K., 1991. Introgression of coyote mitochondrial DNA into sympatric North American gray wolf populations // Evolution. Vol. 45. P. 104-119.

207. Lei R., Hu Z, Jiang Z, Jiang W., 2003. Phylogeografy and genetic diversity of the critically endangered Przewalski" gazelle // Animal conservation. Vol. 6. P. 361-367.

208. Lemmon A.R., Milinkovitch M.S., 2002. The metapopulation genetic algorithm: An efficient solution for the problem of large phylogeny estimation // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. Vol. 99, N 16. P. 10516-10521.

209. Lydekker R., 1898. Wild oxen, sheep and goats of all lands. L. 318 p.

210. Lydekker R., 1913. Catalogue of the ungulate mammals in the British Museum. Artiodactyla, Fam. Bovidae // Brit. Mus. Nat. Hist. V. 17. P. 1-249.

211. Manceau, V., Despres L., Bouvet J., Taberlet P., 1999. Sistematics of the

212. Genus Capra inferred from mitochondrial DNA sequence Data // Mol. Phylogen. Evol. Vol. 13, N 3. P. 504-510.

213. Mannen Ii., Nagata Y., Tsuji S., 2001. Mitochndrial DNA reveal that domestic

214. Goat {Capra hircus) are genetically affected by two subspecies of bezoar {Capra aegagrus) II Biochem. Genetics. Vol. 39, N 5/6. P 145— 154.

215. Martinez T., Martinez E., Fandos P., 1985. Composition of the food of the Spanish wild goat in sierras de Cazorla and Segura, Spain // Acta Theriol. Vol. 30, N 21-31. P. 461-494.

216. Mullis K., Faloona F., ScharfS. etal., 1986. Specific enzymatic amplification of DNA in vitro: The polymerase chain reaction. Cold Spring Harbor Symp. // Qaunt. Biol. Vol 51. P. 272-299.

217. ParkL.K., Moran P., 1994. Developmens in molecular genetic techniques in fisheries // Rev. Fish Biol. Vol. 4. P. 272-299.

218. Perez J., Granados J., Soriguers R., Fandos P., Marques F., GrampeJ., 2002.

219. Distribution, status and conservation problems of the Spanish Ibex, Capra pyrenaica (Mammalia: Artiodactyla) // Mammal Rev. V. 32, N l.P. 26-39.

220. Pidancier N., Jordan S., Luikart G., Taberlet P., 2006. Evolutionary history ofthe genus Capra (Mammalia, Artiodactyla): Discordance between mitochondrial DNA and Y-chromosome phylogenies // Mol. Phylog. Evol. Vol. 40, N 3. P. 739-749.

221. Randi, E., Pierpaoli, M., Danikin, A.A., 1998. Mitochondrial DNApolymorphism in populations of Siberian and European roe deer

222. Capreolus pygargus and C. capreolus) II Heredity. Vol. 80. P. 429437.

223. Rivals F., Testu A., 2006. Un nouveau gisement paleontologique a Capracaucasica praepyrenaica: la grotte de l'Arche a Bugarach (Aude, France) // Palevol. Vol. 5. P. 711-719.

224. Schaller G.B., 1977. Mountain monarchs. Wild sheep and goats of the

225. Himalaya. Chicago and London. 425'p.

226. Schaller G.B., 1998. Wildlife of the Tibetan Steppe. Chicago Press. 373<p.

227. Smith G.R., 1992. Inrogression in fishes: significance for paleontology,cladistics, and evolutionary rates // Systemat. Biol. Vol. 41. P. 41-57.

228. Sokal R.R., Rohlf F.J. Biometry // New York. W. H. Freeman and Company.1981. P. 1-837.

229. Sultana S., Mannen H., Tsuji S., 2003. Mitochondrial DNA diversity of

230. Pakistani goats // Animal Genetics. Vol. 34. P 417-421.

231. Swofford D.L., 2000. PAUP*. Phylogenetic Analysis Using Parsimony, (*and

232. Other Methods) version 4. Sinauer Associates. Sunderland, Massachusetts.

233. Takada T., Kikkawa Y., Yonekawa H., Kawakami S., Amano N., 1997. Bezoar

234. Capra aegagrus) is a matriarchal candidate for ancestor of domestic goat (Capra hircus): evidence from the mitochondrial DNA diversity // Biochem Genet. Vol. 35 (9-10). P. 315-326.

235. Toigo C., Michallet J., Blanc D., 1995. Structure des groupes chez lebouquetin des Alpex- {Capra ibex ibex) dans le massiv de Belledonne-Sept-Laux (Isere) // Gibier Faune Sauvage. Vol. 12, N 2. P. 133-146.

236. Uerpmann H.-P., 1987. The ancient distribution of ungulate mammals in the

237. Middle East // Beih. Tubinger Atlas Orients. P. 1-173.

238. Van Gelder R., 1977. Mammalian hybrids and genetic limits // Amer. Mus.

239. Novitates. N 2635. P. 1-25.

240. Vanin E.F., 1985. Processed» pseudogenes: characteristics and evolution //

241. Annu. Rev. Genet. Vol. 19. P. 253-272.

242. Zhang M.H., Xiao C.T., Koh H.S., 2005. Taxonomic status of roe deer in northeastern China based on mitochondrial DNA sequences // Acta Theriol. Sinica Vol. 25. P. 14-19.

Информация о работе

Звычайная, Елена Юрьевна
кандидата биологических наук
Москва, 2008
ВАК 03.00.08

Диссертация

Филогения рода Capra (Bovidae, Artiodactyla): морфологический и молекулярно-генетический аспекты - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы