Генетический полиморфизм командорских популяций песцов (Alopex lagopus semenovi Ognev 1931, A.L. beringensis Merriam 1902)

Джикия, Екатерина Левановна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Генетический полиморфизм командорских популяций песцов (Alopex lagopus semenovi Ognev 1931, A.L. beringensis Merriam 1902)
ВАК РФ 03.00.08, Зоология

Автореферат диссертации по теме "Генетический полиморфизм командорских популяций песцов (Alopex lagopus semenovi Ognev 1931, A.L. beringensis Merriam 1902)"

На правах рукописи

Джикия Екатерина Левановна

Генетический полиморфизм командорских популяций песцов (А1орех \agopus яетепоуг С^пеу 1931, А I. beringensis Мегпат 1902)

03.00.08 - зоология 03.00.15 - генетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических н!

Москва - 2008

003168940

Работа выполнена на кафедрах зоологии позвоночных и молекулярной биологии Биологического факультета Московского государственного университета имени М В Ломоносова

Научные руководители доктор биологических наук, профессор

Колесников Александр Александрович

кандидат биологических наук, Гольцман Михаил Ефимович

Официальные оппоненты доктор биологических наук,

Холодова Марина Владимировна Институт проблем экологии и эволюции им А Н Северцева РАН

доктор биологических наук,

Удина Ирина Геннадьевна

Институт общей генетики Н И Вавилова РАН

Ведущая организация Зоологический институт РАН

Защита диссертации состоится «26» мая 2008 г в 17 00 часов на заседании диссертационного совета Д 501 001 20 при Московском государственном университете имени М В Ломоносова, по адресу 119991, Москва, Ленинские горы, МГУ, Биологический факультет, ауд М-1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ

Автореферат разослан «_» апреля 2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Барсова Л И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На всем ареале песца обычно выделяют 10 подвидов Ареалы шести подвидов не разделены непреодолимыми физическими преградами, что, благодаря зимним миграциям песцов, обеспечивает высокую степень панмиксии видовой популяции Только два подвида обитают в условиях полной островной изоляции, на Командорских островах на границе видового ареала, Alopex lagopus semenovi на о Медный и A I bermgensis на о Беринга Командорские популяции песцов привлекают интерес генетиков как объекты с рядом уникальных параметров Были изучены аплозимная изменчивость песцов о Беринга (Засыпкин, Засыпкина, 1998) и хромосомный кариотип песцов о Медный (Буланова, 2003) Островные изолированные популяции предоставляют идеальную возможность для изучения влияния островной изоляции на молекулярную эволюцию (Woolfit and Bromham, 2005) Как объект исследования командорские популяции имеют большую ценность для разработки фундаментальных проблем популяционной экологии, популяционного моделирования и генетики

Целый ряд авторов отмечал, что по ряду поведенческих и морфологических признаков командорские подвиды песцов заметно отличаются друг от друга и от материковых подвидов На основании этих различий высказывалось предположение о полной изолированности популяций, доказать такую изолированность можно только посредством генетического анализа Предпринятая попытка оценить степень островной изоляции Командорских популяций песцов (Giffen et al, 2007) была проведена на крайне малых выборках, а полученные в работе результаты противоречат ряду биологических и исторических фактов

Отсутствие единого мнения о статусе командорских популяций песцов, их уникальности и степени изоляции, а так же о генетическом состоянии популяций послужило предпосылкой для проведения данной работы

Цепи н задачи исследования Цель данной работы изучить генетический полиморфизм в популяциях песцов командорских островов по нейтральным и селективно значимым маркерам (контрольному региону мтДНК и ГКГ -DRB1) и оценить современное состояние подвидов Для достижения цели были поставлены следующие задачи

1 Изучить полиморфизм контрольного региона мтДНК песцов популяций о Беринга и о Медный,

2 Провести сравнение контрольного региона мтДНК с аналогичными данными о материковых песцах

3 Оценить степень островной изоляции командорских подвидов песца

4 Определить происхождение и время наступления изоляции популяций

5 Оценить полиморфизм гена ГКГ —DRB1 в популяциях о Медный и о Беринга

Научная новизна С помощью молекулярно-генетических методов проведено сравнение командорских популяций песцов между собой и с материковыми популяциями Исследованы степень островной изоляции, а так же предпринята попытка выяснить, происховдение популяций командорских островов и время островной изоляции Получена подробная характеристика контрольного региона мтДНК (основного маркера при изучении внутривидового полиморфизма), которая показала уникальность гаплотипов командорских песцов Полученные результаты показывают, что командорские песцы формируют отдельную, генетически обособленную от других популяций группу В данной работе впервые приведены результаты исследования полиморфизма одного из наиболее полиморфных ядерных маркеров - гена DRB1 главного комплекса гистосовместимости

(ГКГ) Показано отсутствие полиморфизма по второму экзону гена DRB1, отвечающего за иммунный ответ на чужеродные антигены В работе заложены основы для дальнейшего углубленного анализа генов главного комплекса гистосовместимости в командорских популяциях песцов

Теоретическое значение. Полученные данные крайне важны для понимания влияния изоляции на судьбу островных популяций Появляется редкая возможность изучения и установления связи между островной изоляцией и генетическими характеристиками естественных популяций диких животных

Практическая значимость полученных результатов Обнаруженный в популяции песцов о Медный мономорфизм по нейтральным и селективно значимым маркерам подтверждает необходимость принятия мер по охране и постоянному мониторингу за состоянием популяции

Апробация работы Основные результаты диссертации доложены на Студенческой конференции по Охране Природы (Student Conference on Conservation Science, Cambridge, UK, 2001), на международной конференции «Териофауна России и сопредельных территорий» (Москва, 2003), на VII международной научной конференции «Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей» (Петропавловск-Камчатский, 2006), на VIII международной научной конференции «Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей» (Петропавловск-Камчатский, 2006), на 87е" ежегодной встрече Американской Ассоциации Маммологов (87th annual meeting of American Society of Mammalogists - Albuquerque, New Mexico, USA, 2007), на б041 Международном Симпозиуме по физиологии, поведению и охране диких животных (6th International Zoo and Wildlife Research Conference on Behaviour, Physiology and Genetics, Berlin, Germany, 2007), на Международная научная конференция «Молекулярно-генетические основы сохранения биоразнообразия млекопитающих Голарктики» (Черноголовка, 2007)

Публикации По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них 2 в рецензируемых журналах из списка ВАК

Структура и объем диссертации Материал диссертации изложен на 120 страницах, включая 12 таблиц и 21 рисунок, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, четырех глав обсуждения результатов, выводов, приложения и списка литературы Список цитированной литературы содержит 178 публикации (в тч 38 отечественных и 140 зарубежных публикаций)

Влагодарностн Работа была выполнена при финансовой поддержке Камчатского института экологии и природопользования ДВО РАН, г Петропавловск-Камчатский И была бы невозможна без участия Александра Михайловича Бурдина Я признательна всем, кто помогал мне на разных этапах этой работы Прежде всего, хочу выразить огромную благодарность моим научным руководителям Александру Александровичу Колесникову и Михаилу Ефимовичу Гольцману за научное руководство, терпение, внимание и помощь в работе Хочу выразить глубокую благодарность моему рецензенту Анне Андреевне Банниковой Я признательна всем членам экспедиции Биологического ф-та МГУ на Командорские острова, помогавшим мне в сборе материала Сергею Николаевичу Сергееву, Ольге Александровне Филатовой, Илье Александровичу Володину, Сергею Владимировичу Загребельному, Ольге Александровне Мочаловой Я благодарна коллегам по лабораториям Юлии Владимировне Малеевой, Екатерине Андреевне Бессолицыной, Алексею Валерьевичу Федякову, Татьяне Михайловне Кулинич, Наталье Юрьевне Воробьевой, Елену Кудинову за атмосферу выручки и взаимопонимания Я признательна Дарье Александровне Чудаковой, Анне Ивановне Плошнице, Павлу Александровичу Сорокину, Марине Владимировне Холодовой, Николаю Александровичу Формозову, принимавших участие в обсуждении полученных результатов Отдельно я хочу поблагодарить моих родителей, мужа и дочь Григория и Аглаю Цидулко за помощь, терпение и поддержку

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении к работе изложены актуальность выбранной темы, цели и задачи исследования

Глава 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В первой части обзора литературы изложены особенности биологии песцов Приведены данные об их географическом распространении, социальной структуре пищевых предпочтениях и кормодобывательных стратегиях Описаны два экотипа песцов -"лемминговые" и "береговые" (Macpherson, 1969, Dalen et al, 2002), выделяемые на основании приверженности к различным местообитаниям Различия в условиях среды обитания определили формирование ряда экологических н физиологических отличии между экотипами, например в стратегиях размножения или кормодобывания

Вторая часть обзора литературы содержит физико-географическую характеристику Командорских островов, их растительного и животного мира, описывает особенности командорских популяций песцов и современные представления об их систематическом положении, а так же историю командорских популяций песца с момента открытия островов Здесь рассмотрены такие экологические особенности островной среды обитания командорских подвидов песцов, как невозможность миграции, богатые и предсказуемые кормовые ресурсы, отсутствие хищничества и межвидовой конкуренции Так же описана популяционная структура Для популяции командорских песцов характерна очень высокая плотность и относительно стабильная численность, которая не подвержена периодическим колебаниям, характерным для материковых песцов (Ильина, 1950, Гептнер, 1967) Обычно песцы моногамны, но на Командорских островах были отмечены случаи полигамии и полиандрии (Ильина, 1950) Особенностями командорских популяций песца являются натальная филопатрия самок, уменьшенная тенденция к расселению у самцов, увеличенная частота формирования сложных групп и пониженная плодовитость (Гольцман и др, 2003, Goltsman et al, 2005а) В обзоре литературы так же описаны результаты недавних генетических исследований командорских песцов и освещены невыясненные и спорные вопросы, например современное состояние популяций и его причины, степень изоляции популяций, время их обособления и пути колонизации островов

Третья часть обзора литературы посвящена особенностям молекулярно-генетических маркеров использованных в анализе мтДНК и генам главного комплекса гистосовместимости Благодаря высокой скорости накопления мутаций и материнскому наследованию, анализ изменчивости митохондриальной ДНК широко используется в области эволюционной и лопуляционной генетики животных (Avies, 1994) Высокая скорость мутаций мтДНК обеспечивает внутривидовой полиморфизм и глубокую дивергенцию в относительно короткое эволюционное время (Avise et al, 1987) Это делает мтДНК крайне эффективной для выявления географических отличий популяций (Frati et al, 1998, Simonscn et al, 1998), для выявления гибридизации, последствий интродукции и акклиматизации (Bilhngton, Herbert, 1991, Gottelli et al, 1994, Ward, 2001), позволяет выявлять дивергенцию, которая сформировалась в результате эффекта основателя или дрейфа генов Главный комплекс гистосовместимости (МНС-major histological complex) осуществляет генетический контроль над иммунным ответом на инфекции Гены главного комплекса гистосовместимости являются уникальными для изучения адаптации природных популяций (Potts & Wakeland, 1990, Hedrick, 1994, Crandall et al, 2000) Оценка генетической дифференциации природных популяций по комплексу гистосовместимости позволяет определить устойчивость популяции к заболеваниям, что особенно актуально для видов находящихся под угрозой исчезновения (Удина, 2003, Hughes А , Nei M , 1989, Hedrick & Kim, 2000)

Четвертая часть обзора литературы посвящена генетическим особенностям островных популяций Для островных популяций, по сравнению с материковыми, характерно снижение генетического разнообразия (Frankham , 1997) Интересно, что это верно как для полностью

изолированных популяций, так и для популяций связанных с материком Кроме этого островные популяции меньше по размеру, чем материковые Работами на ящерицах (Soul е & Yang, 1973, Gorman et al, 1975) и нескольких видах млекопитающих (Kilpatrick, 1981, Schmitt et al, 1995) показано, что существует зависимость падения генетического разнообразия от удаленности острова от материка Островные популяции больше чем материковые подвержены риску вымирания (Case et al, 1992, World Conservation Monitoring Centre, 1992)

Глава 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1 Сбор материала Материал для данной работы собирали в течение трех полевых сезонов (июнь - сентябрь 1999 - 2001 г г) На о Медный были собраны прижизненные образцы тканей песцов - кусочки ушного хряща (около 2-4 мм2), которые фиксировали в 96% этаноле Образцы песцов с о Беринга - кусочки шкур, были собраны зимой 2001 года во время зимнего промысла в окрестностях бухт Половина и Командор Для выполнения поставленных целей были собраны, и использованы для проведения анализа, 30 образцов тканей песцов из южной и центральной части о Медный и 30 образцов тканей песцов собранных в окрестностях бухт Половина и Командор, о Беринга

2 2. Лабораторный анализ собранных образцов Выделение мтДНК осуществляли с использованием стандартного метода экстракции фенол - хлороформом Амплификацию фрагмента контрольного региона мтДНК проводили в 30 мкл реакционной смеси следующего состава 70 мМ Трис-HCl, pH 8 8, 16 6 мМ сульфата аммония, 0 01%-ный Твин-20, 2 мМ хлорид магния, соответственно, 0 2 мМ каждого dNTP, по 10 нг праймеров (AloCybF 5 -ААТ CGC СТС TAT ССТ ATA СТТ CGC -3 , AloCrR 5 -GCG TGT ACG TGT ATG CGT GT-3 ), 1 5 ед полимеразы Taq, 30-50 нг ДНК Условия амплификации фрагмента мтДНК 94°С/4 мин - 1-й цикл, 94°С/45 сек, 58°С/45 сек, 72°С/60 сек - 30 циклов, 72°С/5 мин - 1 цикл Размер продукта амплификации 850 п н Полученные ПЦР-продукты выделяли из геля и очищали с использованием коммерческих наборов QIAquick Spin PCR (Quagen) Амплификацию фрагмента второго экзона гена DRB1 проводили в 20 мкл реакционной смеси, используя наборы для постановки ПЦР реакции - PCR-Core kit ("Изоген", Россия) В набор вносили 20-50 нг ДНК и 500 мкМ праймеров DM-1 5 -aag tcc gag tgc tat ttc acc-3 и DM-2 5 -teg ccg ctg cac cgt gaa gct-3 ' Условия амплификации фрагмента гена DRB1 первичная денатурация 4 мин при 94°С, 45 сек при 94°С , 30 сек при 58°С и 40 сек при 72°С - 30 циклов, цикл достройки 5 мин при 72°С Размер продукта амплификации составил 250 п н Полученные ПЦР-продукты (5 мкл) очищали с помощью 2 U щелочной фосфатазы и 10 U экзонуклеазы I, для чего инкубировали полученную смесь 15 мин при 37°С, а затем инактивировали ферменты при 85°С в течение 15 мин Определение нуклеотндных последовательностей амплифицированных фрагментов осуществляли с помощью прямого секвенирования ПЦР-продукта на автоматическом анализаторе 3100-Avant (Applied Biosystem) по стандартному протоколу с использованием набора ABI PRISM BigDye© Terminator v3 1 Matrix Standard Kit и подобранных нами праймеров (AloCybF, AloCrR) Секвенирование проводили как с прямым, так и с обратным праймерами

2 3 Обработка результатов лабораторного анализа образцов. Полученные последовательности выравнивали вручную в программе BioEdit 5 0 9 и сравнивали с последовательностями из генетического банка данных GeneBank (29 последовательностей контрольного региона мтДНК) Коэффициент а для гамма-распределения, учитывающий неравномерность скорости замен между нуклеотидными позициями, оценивали с использованием программы PAUP 4 0 (Swoftord,1998) Оптимальная эволюционная математическая модель F81+I определяющая вероятность замены одного нуклеотида на другой, была выбрана в программе Modeltest 3 10 6 Дифференциацию командорских

популяций оценивали в программе Arlequin 2 0, анализируя разнообразие гаплотипов (h), нуклеотидное разнообразие последовательностей (л) и коэффициент F рассчитанный,

исходя из парных генетических дистанций по методу Tamura-Nei По формулам л =£f f р , 2

h=l-If , где f - частота i гаплотипа, а р парная генетическая дистанция между i и j

i i у

гаплотипами Межгрупповую генетическую дистанцию между популяциями (Net distance) определяли в программе Mega 3 0 Время дивергенции двух группировок - Т оценивали по формуле p=D/2T, где ц - скорость мутирования, D - скорректированная межгрупповая генетическая дистанция Бутстрел-анализ и построение деревьев сходства и выполняли в программе Mega 3 0, при этом использовали NJ алгоритм Для сравнения были использованы также 29 последовательностей контрольного региона мтДНК от 191 песца и 50 последовательностей фрагмента второго экзона гена DRB1 от разных представителей псовых, из международного генетического банка данных

Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА мтДНК У КОМАНДОРСКИХ ПЕСЦОВ

3 1 Сбор образцов Образцы на о Медный собирали в южной и центральной части острова Мы ограничили исследуемый район поскольку, проводившиеся ранее в северной части острова маршрутные учеты, показали, что не менее 70-75% популяции концентрируется в южной части острова (Гольцман и др , 2003)

3 2. Качество выборки. Несмотря на равное количество образцов, использованных в анализе (30 Медновских и 30 Берингийскнх), наши выборки на первый взгляд не являются равноценными (см рис 1) Образцы с о Медный собирали от репродуктивных животных из разных частей острова, учитывая данные индивидуального мечения Образцы с о Беринга были собраны во время зимнего промысла, в окрестностях бухт Половина и Командор Однако, мы считаем, что наши выборки равноценны, так как песцам на о Беринга свойственны зимние миграции и скапливание у концентрированных источников корма Поэтому мы предполагаем, что выборка не искажает реального полиморфизма в популяциях

3 3 Исследование контрольного региона мтДНК у командорских песцов. Для всех исследованных образцов были получены консенсусные нуклеотидные последовательности контрольного региона мтДНК длиной 610 н п Особей с гетероплазмией, среди включенных в исследование, встречено не было, что подтверждалось отсутствием наложения пиков на сиквенсе Полученные последовательности фрагмента контрольного региона мтДНК содержали всего семь вариабельных сайтов (четыре трансверсии, две транзиции и одну делецию) (см рис 2)

11144

3324934

124018Т

В1 2 соссгтс

В2 9 Л ДБ

ВЗ 2 А в-

В4 4 Д

В5 4 в

В6 Т Д Т

В7 2 ДД Лй

МесЦ1 30 т

Рис 2 Общие полиморфные позиции гаплотипов 1)-пегли митохондриальной ДНК командорских песцов Слева приведены названия и количество идентичных гаплотипов Сверху - номер позиции Идентичные нуклеотиды отмечены точками, делеции - знаком тире, вариабельные сайты отмечены звездочками

Эти результаты согласуются с известным фактом, что для островных изолированных популяций характерно небольшое число вариабельных сайтов (Hinten, 2003) Для сравнения, у континентальных песцов, в первых трехстах нуклеотидах контрольного региона мтДНК, выявлено 18 вариабельных сайтов (Dalen et al, 2005), тогда как у командорских песцов, в том же фрагменте, выявлено всего пять вариабельных сайтов Изменения в трех из них характерны только для командорских песцов (рис 3)

1111111222222

111111111122222333333444 692445569233388 123456789012345678 9012350123789049 992506663 01529

Medn ATACTCACACTACAATTACCCCCCCCCC----GTTTTCTAATTCTATT

В1 --------С

Е2 А--------С А

ВЭ А--------С

В4 А--------С

BS --------С

В6 А--------С Т

В7 АА--------С А

Hi ------------Т АА ТТААА-- С

Н2 ------------Т АА TTAAA-- С С

НЗ ------------Т AA-TTAAAA- С ТС С

Н4 ------------Т АА-ТТААА-- С CA С С С С

Н5 ------------Т АА-ТТААА-- С С

Нб ------------Т АА TTAAA-- С С

Н7 ------------Т АА TT AAA- - С ТС

Н8 ------------т дд. ТТАДД- с с

Н9 ------------Т AA-TTAAA-- С CA С С С

N1 ------------Т AA-TTAAA-- С С С

N2 ------------Т АА-ТТААА-- С ТС С

N3 ------------Т АА TTAAAA- С G

51 ------------Т АА ТТААА-- А С

52 ------------Т АА ТТААА-- С G

53 ----------------------АА-ТТААА-- С С С СС

54 .....- Т АА ТТААААА С

11 ------------Т АА-ТТААА-- С Г С С

12 ------ С T AA-TTAAA--A С С

Gl ------------Т АА ТТАААА- С С

G2 .....- T AT TT AAA- - С С

G3 ------------Т АА- ТТААА- С С С

G4 ------------T AA-TTAAAA- С С С С

G5 ------------Т АА-ТТААА-- С С С С

С1 ------------T GA ТТААА-- СС

С2 ------------Т АА ТТАААА- С С

СЗ ------------Т АА ТТАААА- С

С4 ------------Т АА ТТААА-- CC

CS ------------Т АА ТТААА-- С G

С6 ------------Т АА-ТТААА-- CATC С С

Рис. 3 Общие полиморфные позиции гаплотипов D-петли митохондриалыюй ДНК командорских н континентальных песцов. Сверху - номер позиции Идентичные нуклеотиды отмечены точками, делении - знаком тире, вариабельные сайты отмечены звездочками

Нуклеотидный состав последовательностей (доля каждого из четырех нуклеотидов) оказался следующим С 27 20%, Т 30 22%, А 25 94%, G 16 64% R-соотношение транзиций/трансверсий (отношение числа транзиций Р к числу трансверсий Q, R=P/Q) оказалось равным 0 5 Как правило, транзиции происходят чаще трансверсий (Nei, Kumar,

2000), и для митохондриальной ДНК величина R может достигать высоких значений (Vigilant el a 1, 1991) Однако, в нашем случае, трансверсии преобладают, и значения R оказались значительно меньше ожидавшихся Вероятно, это связанно с тем, что четыре из семи вариабельных сайтов приходятся на гомополимерные участки (содержащие один тип нуклеотида) В исследованном фрагменте таких участков четыре сопряженные участки, образованные 14-16-ю остатками цитозина и 3-5-ю остатками аденина, а так же участки, образованные 7-8-ю остатками тимина и 9-10-ю остатками гуанина (рис 4)

* * * * ♦

** 1 1 1 444444444*4444444444444444444

1112111112222222222333333333 2 4 9 2222223333 33333344 44444444 555

1234S679S012345678S01234567S9 5 1 2 4 5673 901234567890123456783012

В1 2 ТкСАЛТТАССОГСССССССССССАДАСТТ С С Т GG"ATCTATTTTTTT"GGGGGGGGCaACT

В2 9 А А С

BJ 2 А G

Е4 4 А

В5 4 G

BS 7 А т

В7 2 АА А G

Medn 30 т

Рис. 4 Гомополимерные участки и общие полиморфные позиции гаплотипов О-нетли митохондриальной ДНК командорских песцов. Слева приведены названия и количество идентичных гаплотипов Сверху - номер позиции Идентичные нуклеотиды отмечены точками, деледни - знаком тире, вариабельные сайты отмечены звездочками

В ранее опубликованных работах, посвященных континентальным популяциям песцов (Оа1еп е1 а1, 2002, Па1еп ег а1, 2005) не уделялось внимание наличию гомополимерных участков Однако их сравнение с политрактами командорских песцов показывает, что у материковых песцов эти участки так же присутствуют, но выражены слабее "поли-С-тракт" состоит из 4-5-ти остатков цитозина, "поли-А-тракт" из 6-8-ми остатков аденина Мутации, найденные у континентальных песцов, так же затрагивают и гомополимерные участки (рис

111111111122222222223333333333444444444455555 012345678901234567890123456789012345678 901234

вг TACAATTACCCCCCCCCCCCCCCCAAA- - -CTTGCCCTATGTACG

В2 ТАСААТГАСССССССССССССССАААА-- -CTTGCCCTATGTACG

вз TACAATTACCCCCCCCCCCCCCCAAAA- - -CTTGCCCTATGTACG

В4 TACAATTACCCCCCCCCCCCCCCAAAft— -CTTGCCCTATGTACG

В5 TACAATTACCCCCCCCCCCCCCCCAAA- - -CTTGCCCTATGTACG

В6 TACAATTACCCCCCCCCCCCCCCAAAft- - -CTTGCCCTATGTACG

В7 TACAATTACCCCCCCCCCCCCCAAAAA-- -CTTGCCCTATGTACG

Medn TACAATTACCCCCCCCCCCCCCCCAAA- - -CTTGCCCTATGTACG

HI ТАСААТТАССТСАСАСССССГТАААААА- -CTTGCCCTATGTACG

S4 TACAATTACCTCACACCCCCTTAAAAAAAACTTGCCCTATGTACG

Рис. 5 Гомополимерные участки, выявленные в первом гипервариабелыюм районе контрольного региона мтДНК у командорских песцов Слева приведены названия гаплотипов. Сверху - номер позиции Гаплотипы Н1 (АУ321121) и в4 (АУ321126) принадлежат континентальным песцам и приведены для сравнения

3.3 1 Гаплотипнческое (h) и нуклеотндние (л) разнообразие последовательностей командорских песцов Нуклеотидное разнообразие последовательностей (л) составило для берингийских песцов 0 003 (S D = 0 002), в то время как для материковых песцов эта величина составила 0,009 (Dalen el al, 2005) Полученные данные подтверждают, что, по сравнению с материковыми, для островных изолированных популяций характерно снижение генетического разнообразия (Frankham , 1997) Так для сравнения, у других представителей псовых нуклеотидное разнообразие последовательностей (я) составило у серых волков (Cams lupus) 0 0260 (Vila et al, 1999), y койотов (Cams latrans) 0 0460, у диких африканских собак (Lucaon picliis) 0 0145 (Girman et al, 2001) Почти все представители псовых прошли в последнее время через уменьшение численности и фрагментацию ареала, так что значения нуклеотидного разнообразия для них в целом ниже, чем для представителей других семейств

У песцов о Беринга было обнаружено семь гаплотипов контрольного региона мтДНК, у песцов о Медный - только один гаплотип (табл 1) Эти данные практически отражают историю популяций Долгое время численность песцов обеих популяций была стабильно высокой, несмотря на островную изоляцию и активное промысловое использование Однако, в результате эпизоотии 70-80х годов XX века произошло резкое снижение численности медновских песцов до нескольких десятков особей (Наумов и др, 1981, Овсяников и др , 1981, Гольцман и др, 2003, Goltsman et al, 1996), а популяция о Беринга лишь незначительно сократила свою исходную численность Очевидно, что общее снижение численности могло сопровождаться и утратой гаплотипов на о Медный

Таблица 1 Гаплотипы участка контрольного региона мтДНК A I bermgensis и A I semeitovi

Подвид Гаплотип Номер последовательности в GenBank Число особей с данным глплотипом

B1 DQ50088I 2

B2 DQ500882 9

Alopex lagopus bermgensis B3 DQ630743 2

B4 DQ630744 4

B5 DQ630745 4

B6 DQ630746 7

B7 DQ630747 2

Alopex lagopus semenovi Medn DQ630748 30

Известно, что долговременное выживание изолированных популяций сильно зависит от площади обитания (Сулей, 1983, Франклин,1983) поскольку уровень генетического разнообразия может кореллировать с размерами острова - чем меньше остров, тем ниже уровень полиморфизма Подобная взаимосвязь, продемонстрирована в работах, проведенных на островных популяциях австралийских кустарниковых крыс (Hinten et al, 2003) и калифорнийских островных лис (Wayne et al, 1991) Таким образом, так как площадь о Беринга почти на порядок превышает площадь о Медный (1667 и 186 км2, соответственно), можно предположить, что еще до эпизоотии генетическое разнообразие в популяции песцов о Медный было значительно меньше, нежели на о Беринга Косвенным доказательством этого может служить больший морфологический полиморфизм среди берингийских песцов Так, только на о Беринга редко, но встречались белые песцы, местного происхождения (Ильина, 1950) Не исключено, что популяция песцов о Медный и до эпизоотии конца XX

века была мономорфной по контрольному региону мтДНК Однако более правдоподобным нам представляется утрата генетического разнообразия в результате резкого снижения численности Косвенным доказательством этого может служить то, что после эпизоотии численность популяции так и не восстановилась (Гольцман и др , 2003) и уже не менее 14 лет составляет 60-90 взрослых особей, то есть, приблизительно, 10-15% от исходной численности Вполне возможно, что медновская популяция находится в состоянии инбредной депрессии

В недавно опубликованной работе (Ое1Теп е1 а1, 2007) были представлены результаты анализа 292 н п первого гипервариабельного фрагмента контрольного региона мтДНК Командорских песцов Образцы для этой работы были предоставлены М Е Гольцманом в 1994 году Для четырех песцов с о Беринга было выявлено 2 гаплотипа, а для семи песцов с о Медный - 3 гаплотипа К сожалению, авторы статьи не приводят номера последовательностей контрольного региона для командорских песцов в генетической базе данных ОепВапк, однако д-р Гиффен, любезно предоставил нам последовательности трех, полученных им, медновскнх гаплотипов, когда статья еще не была принята к публикации Один гаплотип идентичен выявленному нами, а предоставленные последовательности двух других гаплотипов содержали нуклеотидные замены в позициях, константных у 60 командорских песцов (наши данные) и 191 континентального песца (данные взяты из генетической базы данных ОепВапк, 29 последовательностей от 191 песца) Кроме этого, выявленные замены находились в непосредственной близости от мест неуверенного определения последовательности нуклеотидов К сожалению, мы не знаем, строился анализ (Сейеп е1 а\, 2007) на основании предоставленных нам последовательностей, или в работе были использованы более точные последовательности (без неопределенных нуклеотидов), отсутствие последовательностей в генетической базе данных не позволяют нам об этом судить Исходя из предоставленных д-ром Гиффеном данных, мы полагаем, что выявленные им новые гаплотипы являются артефактом В пользу нашего предположения свидетельствует и тот факт, что популяция о Медного демонстрирует крайне низкий уровень генетического полиморфизма по результатам микросателлитного анализа (Ое1Теп е/ о/, 2007) (см табл 2)

Табл 2. генетический полиморфизм в популяциях командорских песцов. Результаты наших исследований и данные из статьи (СеПсп с1 а!, 2007), где Д'л (±.81))-срсднее количество аллелей на локус, Но (±80) -выявленная гетерозиготность

о Беринга о Медный

Наши данные СеГГеп йл/,2007 Наши данные СеГГеп ШЫ, 2007

Размер выборки 30 4 30 7

1 Количество гаплотипов 7 2 1 3

Гаплотипическое разнообразие (±50) 0 83 ± 0 04 0 50 ± 0 27 0 0 52 ±0 21

2 „ я я Размер выборки 17 17

г о Й ¡2 о ЛГ4 (±5Б) 7 4 ± 1 8 2 5 ± 1 8

аО и в 5 § Н0(±80) 050±0 17 0 19 ± 0 28

Обычно, расхождение результатов, полученных при анализе митохондриального и ядерного генома, объясняют различной пластичностью двух геномов, т е значительными различиями в скорости восстановления разнообразия яДНК и мтДНК после прохождения "бутылочного горлышка", и в характере наследования геномов (Wilson, 1985) В популяции утрата гаплотипов мтДНК и появление новых гаплотипов в результате мутаций являются процессами сопряженными и зависят от многих факторов, однако скорость потери гаплотипов в поколениях, превалирует над скоростью появления новых К тому же изоляция и искусственный отбор могут иметь критическое значение для уменьшения уровня гаплотипического разнообразия В случае ядерного генома характер наследования является гораздо более пластичным Поэтому крайне сложно объяснить ситуацию, при которой, после прохождения популяцией бутылочного горлышка полиморфизм по мтДНК превышает генетическое разнообразие, выявленное по микросателлитным локусам

Если предположить, что новые гаплотипы не являются артефактом, то существует два возможных объяснения 1) анализ 1/3 части популяции, при котором образцы собирали от репродуктивных, оседлых животных из разных частей острова, с учетом данных индивидуального мечения, не позволяет выявить все сохранившиеся после эпизоотии гаплотипы, 2) в популяции песцов о Медный за 4 года разделяющие выборки по времени (образцы, проанализированные в работе д-р Гиффена, собраны до 1994 года, в нашей работе после 1998 года), могла произойти утрата двух гаплотипов в результате дрейфа генов

Было показано (Geffen et al, 2007), что в популяциях западной Гренландии, Исландии, Скандинавии и Командорских островов гаплотипическое разнообразие ниже, чем в других популяциях Но только в популяции северной Гренландии выявлено исключительно низкое гаплотипическое разнообразие (Н=0,25) Согласно нашим данным, самые низкие значения гаплотипического разнообразия выявлены у медновских песцов, поскольку популяция мономорфна, то генетическое разнообразие равно нулю Для беренгийских песцов гаплотипическое разнообразие Н=0,83 (оцененное по фрагменту в 292 н п ) Это довольно высокие значения, сравнимые с выявленными значениями для песцов со Шпицбергена и Аляски, самых полиморфных популяций по данным д-ра Гиффнна (Geffen et al, 2007) Видимо, несовпадение наших результатов в оценке полиморфизма песцов о Беринга связано с маленьким размером выборки (всего четыре образца) по которой строился анализ в статье д-ра Гиффена (Geffen et al, 2007) Поскольку в работе д-ра Гиффена использовались разные по величине выборки, то в ходе анализа авторами было показано, что существует прямая корреляция между размером выборки и числом обнаруженных гаплотипов Для предотвращения влияния этого фактора на результаты анализа, авторы статьи применили метод линейной регрессии, позволяющей учитывать маленький размер выборки и получать достоверные представления о полиморфизме в популяции, основываясь на выборочных данных (Гленц, 1999) Согласно нашим данным популяция о Беринга характеризуется высокими значениями гаплотипического разнообразия Видимо коррекция по размеру выборки не всегда может гарантировать получение неискаженного результата

Малый размер выборки в работе д-ра Гиффена, и, как следствие, большая стандартная ошибка (см табл 2), а так же наличие, на наш взгляд, артефактных гаплотипов, не позволяют однозначно интерпретировать данные о полиморфизме в популяциях командорских песцов

Результаты, приведенные в настоящем исследовании, основанные на анализе большей выборки, в большей степени соответствуют реальной ситуации с генетическим полиморфизмом командорских песцов

Изучение контрольного региона мтДНК обнаруживает малое число вариабельных сайтов, наличие политрактов, а так же восьми уникальных гаплотипов Гаплотипическое разнообразие в популяции песцов на о Беринга выше, чем у песцов о Медный

Глава 4. СТЕПЕНЬ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ КОМАНДОРСКИХ ПОПУЛЯЦИЙ ПЕСЦОВ

Ранее поднимался вопрос о степени изоляции берингийского подвида (Рязанов, 2002) Так, Огнев (1931) отмечал занос континентальных песцов на льдах на о Беринга Ссылаясь на исследования морских течений вблизи Командорских островов (Шокальский, 1917), Огнев (1931) пришел к выводу, что такие заносы могли происходить неоднократно Косвенным подтверждением этого может служить то, что, несмотря на длительное, планомерное истребление песцов с белой окраской шерсти (Гептнер, Наумов, 1967), на о Беринга отмечали рождение пегих щенков (Барабаш-Никифоров, 1937, Гептнер, Наумов, 1967), что никогда не наблюдалось у медновских песцов Также на о Беринга в период островного звероводства отмечались побеги клеточных зверьков, которые могли скрещиваться с животными аборигенной популяции, оказывая влияние на генофонд этого подвида (Загребельный, 2000) Для оценки генетического потока (степени островной изоляции) между популяциями командорских и материковых песцов был высчитан коэффициент Б

характеризующий генетическую изолированность популяций (табл 3) Последовательности (п=29) контрольного региона мтДНК материковых песцов длинной 292 и п были взяты из банка генетических данных ОепВапк Выделение популяции континентальных песцов проводили на основе приведенных в статьях данных фа1еп ег а/, 2002, Ба1еп е( а/, 2005) В этих работах образцы от 191 континентального песца (29 гаплотипов) были собраны из 13 арктических регионов Для сравнения были выбраны только те популяции, для которых выборка составляла не менее 20 особей Исландии (ИСЛ), Шпицберген (ШПЦ), Феноскандинавии (ФЕН), Сибири (СИБ), острова Черчилля (ЧРЧ) Поскольку еще 107 последовательностей контрольного региона мтДНК полученные для песцов из девяти популяций (веГГеп е( а!, 2007) не опубликованы в международном генетическом банке (ОепВапк) мы не смогли воспользоваться ими для сравнения Таблица 3

Степень генетической обособленности популяций (Еэт) песцов о Беринга, о. Медный, и континентальными песцами Обозначения популяций приведены в тексте Также в таблице приведены число особей в выборке и значения гаплотипного (Н) и нуклеотндного (я) разнообразия

ФЕН СИБ ИСЛ ЧРЧ ШПЦ БЕР МЕДН

ФЕН 0 000

СИБ 0 116 0 000

ИСЛ 0 266 0 349 0 000

ЧРЧ 0 187 0 025 0 427 0 000

АЛС 0 187 0 110 0 421 0 193 0 000

БЕР 0 804 0 799 0818 0 820 0 808 0 000

МЕДН 0 908 0 902 0911 0 934 0 907 0 736 0 000

Число особей 22 25 23 20 20 30 30

Н 0 70 0 76 061 0 76 0 76 0 83 -

я 0 009 0 003 -

Проведенный ранее (Оа1еп е; а!, 2002, Оа1еп е/ а/, 2005) генетический анализ образцов из различных районов ареала А1орех 1а§орж показал, что существует поток генов между

представителями всех подвидов При этом зпачеиия FgT колебались в пределах 0 116 - 0 427

(Следует отметить, что командорские песцы не были затронуты указанными исследованиями)

В нашем исследовании, для командорских песцов анализ показал максимально высокие значения величин F , варьирующие от 0 736 до 0 820 для беренгийского подвида и

от 0 736 до 0 934 для медновского Такие высокие значения Fst для изолированных

островных популяций являются типичными (Hinten et al, 2003) и свидетельствуют об отсутствии потока генетического материала, как между островами, так и между островами и материком

В работе (Geffen et al, 2007) так же делается вывод, что командорские подвиды наиболее изолированные Однако, когда речь идет об анализе каждой популяции командорских песцов в отдельности, наши результаты расходятся Так, авторы статьи, на основании анализа контрольного региона мтДНК приходят к выводу, что беринпшский подвид является наиболее генетически обособленным, и заслуживает абсолютного приоритета при проведении природоохранных мер Наши данные противоречат этому выводу и показывают, что наиболее генетически изолированным и обособленным является медновский подвид (см табл 3) Следует отметить, что наши данные подтверждают и согласуются с результатами морфологического и краниологического анализа (Цалкнн, 1944, Гептнер, Наумов, 1967, Загребельный, 2000, Гольцман и др , 2003)

Анализ мтДНК (наследуемой по материнской линии) не выявил признаков гибридизации берннгийских песцов с представителями других подвидов Высокие значения Fst и уникальность гаплотипов свидетельствуют о сохранности эндемичных черт популяции о Беринга и о Медный

Глдва 5 ПРОИСХОЖДЕНИЕ, ИСТОРИЯ И ВРЕМЯ ИЗОЛЯЦИИ КОМАНДОРСКИХ ПЕСЦОВ

51 Происхождение командорских популяции песцов До последнего времени оставался открытым вопрос о том, каким путем заселялись острова Чтобы ответить на него, мы воспользовались, тем, что гаплотипы мтДНК можно связать между собой сетью последовательных эволюционных превращений, т е пошаговыми мутационными изменениями, необходимыми для превращения одних гаплотипов в другие (Bandelt et ai, 1999) Как правило, каждый предковый гаплотип дает начало нескольким дочерним, и этот процесс невозможно представить в виде дихотомически ветвящейся структуры Представление филогенетических отношений между гаплотипамн, в виде сетей, позволяет учесть все неоднозначности в интерпретации данных (Bandelt, 1994) Исходя из молекулярных расстояний между гаплотипамн мтДНК, возможно получить дополнительную информацию о генетическом родстве между популяциями и о ходе микроэволюционного процесса (Excoffier et al, 1992) Согласно проведенным построениям медианных сетей гаплотипов контрольного региона мтДНК (рис 6), песцы о Беринга и о Медный образуют обособленную группу При этом медновский подвид наиболее сильно отличается от континентальных подвидов

взо

Рис 6 Медианная сеть глплотипов контрольного региона мтДНК песцов из разных участков ареала Зеленым цветом отмечены гаплотины выявленные у континента пьпых песцов, енннм у берннгнйских, лиловым у медновских Гипотетические предковые гаплотипы отмечены белым Гаплотипы названы по месту сбора образцов (для континентальных песцов, согласно классификации Далена (Dalen et al, 2005)) вся Голарктикл (H), вся Неарктнка (N), Канада (С), Сибирь (S), Гренландия (G), Исландия (I), о Беринга (В) и о Медный (medn)

Такая обособленность командорских подвидов свидетельствует о том, что заселение обоих островов происходило животными одной предковой популяции Возможны два варианта заселения островов первым был заселен о Беринга и с него песцы попали на о Медный Так же возможен вариант, при котором песцы предковой популяции одновременно попали на оба острова, однако гаплотипы, свойственные популяции на одном острове, исчезли на другом в результате дрейфа генов

Соотношения значений величин нуклеотидного (я=0 003) и гаплотипического (h=0 8345+/-0 0372) разнообразия, полученные для беринговских песцов, характерны для популяций, произошедших из исходной предковой популяции с низким значением эффективной численности (Avise, 2000) Видимо остров был колонизирован малочисленной группой песцов-мигрантов с низким значением эффективной численности Соотношение величин нуклеотидного и гаплотипического разнообразия так же указывает на то, что колонизация острова происходила только один раз При множественной колонизации острова в состав современной популяции входили бы особи из нескольких ранее изолированных популяций Для таких популяций характерны более высокие значения нуклеотидного и гаплотипического разнообразия (Avise, 2000), чем обнаруженные у Командорских песцов в ходе работы Поскольку на о Медный обнаружен только один гаплотип, величина к для нуклеотидных последовательностей песцов данной популяции равна нулю, что не позволяет нам делать какие либо выводы относительно характера заселения острова Анализ пошаговых замен нуклеотидов связывает уникальные гаплотипы песцов Командорских островов, через гипотетические предковые гаплотип(ы), с гаплотипом Н1, который является самым распространенным по всему ареалу вида (Dalen et al, 2005) Это не дает возможности однозначно судить о путях заселения островов Наиболее вероятным, представляется заселение Командор с Евразийского континента, а именно с Камчатки

Однако гаплотипов, напрямую связывающих командорских песцов с континентальными, выявить не удалось Поскольку па Камчатке в начале XX века песцы были истреблены, протестировать гипотезу о заселении Командор песцами с Камчатки в настоящее время не представляется возможным

5 2 Определение времени изоляции командорских подвидов песцов. Не менее важным для понимания биологии командорских подвидов песцов является определение времени наступления изоляции В настоящее время не существует единой точки зрения на геологическую историю Командорских островов Формирование блока Командорских островов, по данным Э H Эрлиха и H В Мелекесцева (1974), в их современном виде, происходило, по-видимому, во второй половине четвертичного периода, хотя наиболее древние геологические образования Командор относятся к раннему палеогену (Шмидт, 1978) Васильев (1957) на основании изучения видового состава флоры приходит к выводу, что время отделения Командорских островов относится к концу плейстоцена - началу голоцена (10 тысяч лет дон э) На Командорских островах обнаружены следы четвертичного оледенения (Мараков, 1972), во время которого миграции песцов по льдам, соединяющим острова с материками, представляются вполне вероятными По мнению ряда авторов, изоляция Командорских песцов от материковых наступила сравнительно недавно, в постледниковое время Существенные краниологические различия и различия в размерах тела объясняются не древностью изоляции, а ее полнотой и темпами формооброзования (Цалкин, 1944) Процесс видообразования в условиях островной изоляции обусловлен не только накоплением мутаций, но и условиями обитания, которые влияют на характер накапливаемых мутаций

На относительно короткое время островной изоляции указывает и соотношение значений нуклеотидного и гаплотипического разнообразия Как уже говорилось ранее, низкое нуклеотидное и высокое гаплотипическое разнообразие, полученные для беринговских песцов, указывают на происхождение подвида из исходной предковой популяции с низким значением эффективной численности (Avise, 2000) При этом времени изоляции хватило для восстановления, через мутации, гаплотипического разнообразия, но для восстановления высокого значения нуклеотидного разнообразия этого времени оказалось недостаточно (Avise, 2000) Это позволяет нам косвенно судить о непродолжительном времени изоляции подвида

Несмотря на то, что контрольный регион мтДНК часто используются в качестве индикатора времени расхождения филогенетических групп (Avise, 1994), при определении времени изоляции командорских подвидов, мы сталкиваемся с рядом методологических сложностей Для командорских песцов отсутствуют археологически датированные данные о миграциях, поэтому остается только воспользоваться известными данными о скорости мутирования для псовых (14 2% замен за миллион лет), вычисленную для волков и шакалов (Savolamen et al, 2002) Использование скорости мутирования, определенной для не островных видов псовых должно внести значительную погрешность и полученные значения могут быть завышены, поскольку, когда речь идет об островных формах скорость накопления мутаций возрастает Так же, для определения времени изоляции, были использованы значения межгрупповой генетической дистанция между популяциями (Net distance) Так как, для континентальных песцов свойственен высокий уровень потока генов (Dalen et al, 2005), все континентальные песцы, принадлежащие к разным популяциям, при определении "Net distance" рассматривались как одна группа Из данных, представленных в Таблице 4 видно, что наибольшая межгрупповая генетическая дистанция, наблюдалась между медновскими и континентальными песцами

Таблица 4 Межгрупповая генетическая дистанция между популяциями песцов о Медный, о Беринга и континентальными песцами

Сравниваемые популяции песцов Межгрупповая генетическая дистанция ± стандартная ошибка

командорские - континентальные 0 019 ±0 0084

песцы о Медный - песцы о Беринга 0 0035 ± 0 002

Генетическое расстояние между популяциями песцов о Беринга и о Медный (Net distance) равно 0 003 5±0 002 Что бы получить более точные значения нам необходимо знать каким был генетический полиморфизм на о Медный до эпизоотии Единственным возможным путем является анализ исторической ДНК медновских песцов (мтДНК выделенной из костей и шкур, собранных до эпизоотии) Таким образом, время разделения командорских популяций, оцененное по фрагменту D-петли, составляет 24 648 ± 14 084 тыс лет

Межгрупповая генетическая дистанция между континентальными и командорскими подвидами составила 0,0199 ± 0 0084 Оцененное по фрагменту D-петли, время расхождения популяций континентальных и командорских песцов составляет 140 ± 59 тыс лет Определенное для командорских популяций время изоляции значительно превышает предположительное время изоляции

Как мы и предполагали, использование скорости мутирования, определенной для не островных видов псовых внесло значительную погрешность, и были получены завышенные значения времени островной изоляции

Глава. 6. АНАЛИЗ ВТОРОГО ЭКЗОНА ГЕНА DRB1 В ПОПУЛЯЦИИ О. МЕДНЫЙ

6 1 Анализ полиморфизма второго экзонл гена DRB1 в популяции песцов о Медный Ранее было показано, что островная изоляция могла создать предпосылки для возникновения мономорфизма контрольного региона мтДНК в медновской популяции песцов Вполне возможно, что медновская популяция находится в состоянии инбредной депрессии Тем не менее, поскольку контрольный регион мтДНК относится к нейтральным маркерам, более информативным для оценки инбредной депрессии в популяции является анализ полиморфизма генов главного комплекса гистосовместимости (ГКГ), отвечающих за иммунный ответ

Было проанализировано 15 образцов от неродственных животных из разных частей острова Медный Для всех образцов были получены консенсусные (полученные в результате согласования данных по обеим цепям) нуклеотидные последовательности второго экзона гена DRB1 размером 207 нуклеотидных пар Гетерозиготных особей, среди включенных в исследование, встречено не было, что подтверждалось отсутствием наложения пиков на сиквенсе Все исследованные образцы были гомозиготами В 15 проанализированных образцах был выявлен только один аллель второго экзона гена DRB1 (зарегистрированный нами согласно номенклатуре как, /l//a-DRB* 1, GenBank № EF690694)

Полученный результат нельзя объяснить небольшим объемом выборки, поскольку 15 животных составляет примерно 1/7 часть популяции Анализ дополнительных образцов вряд ли сможет существенно изменить полученный результат Так, в работе (Hedric et al, 2000а) по красным волкам (Cams rti/us), численность популяции которых составляет примерно 100 особей, было проанализировано 228 нуклеотидов второго экзона гена DRB1 для 12 образцов

и выявлено 3 аллеля В дальнейшем (Hednc et а/, 2002) было проанализировано 280 нуклеотидов второго экзона гена DRB1 для 48 образцов п выявлен всего еще одни дополнительный аллель

В норме, гены комплекса гпстосовместпмостп - одни нз самых полиморфных генетических маркеров Гетерознготность по этим генам гораздо выше, чем по нейтральным маркерам У различных видов выявлено от 21 до 126 аллелей гена DRB (O'Brien & Yuhki 1999) Но для видов находящихся на грани вымирания и для маленьких изолированных популяций характерен гораздо меньший уровень полиморфизма Однако, выявленный у медновских песцов мономорфизм по второму экзону гена DRB1 не типичен даже для видов, прошедших через бутылочное горлышко (см табл 5) Подобный мономорфизм среди диких популяций был выявлен только у находящихся на гранн исчезновения островных калифорнийских лис (Urocyon littoiahs) (Aguilar et al, 2004)

См табл 5 Полиморфизм по гену DRB1 в популяциях млекопитающих Знаком V выделены популяции прошедшн через «бутылочное горлышко»

ВИД Количество проанализированн ых особей численное ть популяции количеств о выяв1енн ых аллелей источник

v Красный волк (Cams mjus) 48 100 4 Hedrick el al 2002

v Красный волк (Cams mjus) 12 100 3 Hediick ti al 2000a

Сан Мигеля 25 8 163* 2

Л %-> Санта Розы 29 955* 2

11 S ex о s w Э Санта Круз 22 8 984* 2 Aguilar el al, 2004

=2 © С Сан Николас 26 6 247* 2

O O c Санта Каталины 29 979* 3

Сан Клементе 19 551* 1

v Медновский песец (Alopex lagopus SLtilCnOYi) 15 100-120 1 Джикия и др , 2007 Гольцман и др , 2003

v Мексиканские волки í( uni\ lupus baile\i) 36 240** 5 Hedrick el ul 2000а

Серый волк (Cams lupus) 15 14 000*** 7 Hedí ick et al 2000a Mech and Boitani 2003***

Койот (С anís luirán\) 10 5 000**** 8 Hedrick el al 2000a Baker и al 2004****

Антилопы (Damahscus pygargus philhpsi 44 120 000 22 Van Der Walt el al 2001

v Антилопы bontebok (Damahscin р) taigm pyg"igu\) 45 2500-3000 6 Van Der Walt et al 2001

v Arabian oryx {Ory y leuconx) 57 2000 3 Hedrick et al 2000b

v Севернй морской слон (Ma utmgci an^ustirosli is) 110 175 000 3 Weber et al, 2004

v Сивуч (Lumctopias jubalus) 10 85 000***** 9 Bowen et al, 2006a

Южный морской слон (Mirounga leonina) 2 600 000 5 Weber et al, 2004

Калифорнийский морской лев (¿aluphus cahfortuamis) 227 30 000 40 Bowen et al, 2006

v Большая панда (Aihiropoda пи hmnlci/cti) 60 1000 7 Qm-Hong Wan et al, 2006

* Для островных серых лис указана эффективная численность популяции We И среднее значение образцов

** мексиканские волки из трех содержащих в неволе линий

***10 волков из популяции Северо-западных территорий (Канада) общей численностью

10 ООО особей и 3 волка пз популяции Альберты (Канада) общей численностью 4 ООО особей

**** Все образцы были собраны в округе Лос-Анджелес

***** данные по численности сивучей взяты с веб сайта

Seal Conservation Society's littp //www alaskaoceans net/facts/steller htm

Мономорфизм, выявленный у находящихся на грани исчезновения островных популяций псовых (медновских песцов и островных калифорнийских лис), видимо, связан с тем, что островные популяции характеризуются более низким уровнем генетического разнообразия, чем материковые (Fiankham, 1997) Как уже говорилось ранее, уровень генетического разнообразия может кореллировать с размерами острова - чем меньше остров, тем ниже уровень полиморфизма (Hinten, 2003) Однако эта зависимость не всегда срабатывает в отношении генов ГКГ Так, у калифорнийских островных лис обитающих на крупных островах , выявлен высокий уровень полиморфизма А популяция лис с маленького и наиболее поздно колонизированного острова Сан Николас демонстрирует отсутствие изменчивости по целому ряду нейтральных генетических маркеров (Gilbert et al, 1990, Goldstein eta! Л 999, Roemer et al, 2001 a, 2002) Однако, против ожидания мономорфными по гену DRB1 оказались песцы с большого острова Сан Клементе, полиморфные по целому ряду нейтральных маркеров (Gilbert et а/ 1990, Goldstein et al 1999, Roemer et al 2001a, 2002) А лисы, обитающие на самом маленьком острове Сан Николасе, продемонстрировали высокий уровень гетерозиготности и аллельного разнообразия (Aguilar et al, 2004), что весьма неожиданно еще и потому, что на островах, с которых шло заселение Сан Николаса -Сан Мигеле и Сан Клементе лисы по гену DRB1 мономорфны

Авторы объясняют такой результат тем, что о Сан Николас колонизировался несколько раз (см рис 7), что, однако, не отразилось в выявленном там единственном уникальном гаплотипе мтДНК Так же авторы выдвигают предположение, что последующий генетический дрейф в предковых популяциях с островов Сан Мигель и Сан Клементе привел

к утрате там альтернативных аллелей. Однако один из самых компетентных популяционных генетиков, занимающихся исследованием комплекса гистосовместимости в природных популяциях, Неёпск (2004) подвергает сомнению и полученный результат и сделанные из него выводы.

Рис. 7. Заселение лисами островов. Рисунок из статьи Aguilar сСя/., 2004

Выявленный у медновских песцов мономорфизм может быть как причиной, так и следствием эпизоотии. Но более вероятно, что истина где-то посередине. Вероятно, что объединенное воздействие островной изоляции, дрейфа генов и жесткого селективного отбора по качеству меха в период островного звероводства, могло привести к значительному снижению генетического разнообразия. Первые тревожные симптомы появились еще в 1930-е годы, когда зоотехники Командорского зверосовхоза отмечали, что "медновский песец...окончательно потерял свою былую пышность и чистоту окраса...основное стадо -это "...мелкие, куцые, без признаков настоящей ости, не песцы, а выродки" (Зоотехнический отчет, 1934). В малых изолированных популяциях, при небольших различиях по приспособленности между генотипами, дрейф генов приобретает решающее значение. Менее адаптивный аллель может зафиксироваться в популяции, а более адаптивный утрачен. Чем меньше численность популяции, тем сильнее изменяет частоту аллеля даже случайная гибель особей. В этой связи необходимо отметить, что на о. Медный добыча в первоначальный период проводилась, без каких либо ограничений, а в период островного звероводства значительно возросла - изымалось до половины популяции (Зоотех. отчёт, 1934; Ильина, 1950; Архивы командорского зверозавода, 1944-1960 гг.). Вероятно, эпизоотия 70-80х годов XX века возникла уже на фоне низкого полиморфизма по гену ОКВ1.

Проведенные нами исследования свидетельствуют о наличии в популяции инбредной депрессии и показали отсутствие полиморфизма по одному из самых вариабельных генов

6.2. Анализ полиморфизма второго экзона гена DRB1 в популяции песцов о. Беринга. Были проанализированы 5 образцов от песцов с о. Беринга и один континентальный песец с полуострова Гыдан. Для всех образцов были получены консенсусные (полученные в результате согласования данных по обеим цепям) нуклеотидные последовательности второго экзона гена DRB1 размером 207 нуклеотидных пар. Все исследованные образцы оказались гетерозиготами, что подтверждалось наложениями пиков на сиквенсе (см. рис. 8). Количество гетерозиготных позиций на аллель варьировало от 2 до 17, что не позволяет выявить индивидуальные аллели без дальнейшего клонирования. Для выделения аллелей необходимо клонировать образцы и секвеннровать

Тикий океан

гкг.

минимум 5 клонов для получения достоверных результатов (Murray et al, 1995) Считается, что при секвенировании 5 клонов существует небольшая вероятность (Р = 0, 0625) не выявить все аллели в гетерозиготе, при условии, что каждая аллель амплифицируется с равной частотой (Muiray et al, 1995) Такая работа является темой отдельного исследования и не входит в рамки нашей работы

отмечены стрелками Замена цитозина па аденин обозначена как М, тимина на гуанин - К, цитозина на гуанин - S

Однако уже на основании этих данных мы можем судить о том, что полиморфизмв популяции песцов о Беринга по гену DRB1 гораздо выше, чем в популяции о Медный

б 2 Трансспецнфичный полиморфизм по генам МНС в семействе псовых

Наличие сходных ГКГ аллелей у представителей разных видов родственных таксонов характерно для многих организмов (Edwards & Hedrick, 1998) Клейн (Klein, 1987) назвал этот феномен трансспецифичным полиморфизмом Трансспецифичный полиморфизм по генам МНС выявлен и у псовых (Hedrick et al 2000а) При анализе ГКГ, выяснилось, что все характерные для койотов аллели перемешаны, на филогенетическом древе, с аллелями волков и собак, а некоторые аллели оказались общими для представителей разных видов (Hedrick et al, 2002) Что бы оценить положение единственного выявленного у песцов аллеля гена DRB1, было проведено сравнение 50 последовательностей гена DRB1 от разных представителей псовых (см рис 9)

Нн

DRB1 D24 Cala DRS47 Calu DRB*3 baileyi Calu DRB1 03801 DRB1"03001

-Cala DRB'13

Calu-DRB*i Caru DRB*3 Cala DRB'18 Caru DRB"4 -Cala DRB*14

jCalu-DRB*2 baileyi 'Calu-DRB1*04301

Caru-D RB*2

-Calu-DRB1*03501

Calu-ORB'S baileyi |Calu DRB baileyi Calu DRB*5

i uaiu

-Cala DRB'3

_I Calu-DRB"9

I Calu DRB1"04101

r—Cala DRB*5 4jCala-DRB"4

'Cala-ORB1 "04201 -Urll DRB'1

- Urll DRB"2

r-Ca

I-Cala

Cala DRB*15

Calu-DRB1"03601 Cala DRB'8

Cala DRB*2 Calu DRB1*04501

Calu DRB*4 baileyi Calu DRB1*04401 — DLA DRB1*08701 simensis

-Calu DRB'10 i- DLA DRB1 I—Cala DRB'7

j Calu DRB*7

_PCalu-DRB1 "03701

I— Calu-DRB*1 baileyi -Ca]a-DRB*6

— Cala DRB'16 j DRB1*010011

DRB1*010012 Caru-DRB"1 Calu DRBM1 Calu DRB1*03901

♦ Alia DRB1*1

Рис 9 NJ-дерево показывает положение единственного выявленного у песцов аллеля Alla-DRB*1, среди других представителей псовых Всего представлено 50 аллелей гена DRB1. Calu - cams lupus (волк), Cala - cams latrans (капот); Caru - cams rufus (американский красный волк); DLA-DRB simemsis - cams simemsis- (африканский волк), DRB - cams familiaris (собака), Calu bailey - cams lupus bailey (мексиканский волк), Urli - Urocion htorahs (островные серые лисы), Alia - Alopex lagopus scmenovy (песец о Медный)

Выявленный у песцов аллель Alla-DRB*l уникален, и не встречается у других представителей псовых

ВЫВОДЫ:

1 Уникальные особенности в последовательностях гипервариабельного района контрольного региона мтДНК, а так же уникальные гаплотипы, свидетельствуют о сохранности эндемичных черт островных популяции

2 Максимально высокие значения Рвт для командорских песцов, свидетельствуют об отсутствии генетического потока между островами и материком и полной островной изоляции обеих популяций

3 Заселение обоих островов происходило животными одной предковой популяции, при этом колонизация островов песцами происходила только один раз

4 Островная изоляция стала, по крайней мере одной из причин мономорфизма медновской популяции по контрольному региону мтДНК

5 Популяция о Медный характеризуется инбредной депрессией и отсутствием полиморфизма как по мтДНК так и по одному из самых вариабельных кодирующих участков ядерного генома

6 Популяция о Медный уникальна по гаплотипам контрольного региона мтДНК и аллелю 011В1 По этим признакам она представляет из себя уникальную эволюционную генетическую единицу находящуюся под угрозой полного исчезновения

СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННБ1Х ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Jikiya Е L 2001. Medniy Arctic Fox The tamily composition and parental behavior // Conference thesis Student Conference on Conservation Science, Umveisity of Cambridge, UK.

2 Джикия E Jl 2003 Сравнение генетического родства и родительского вклада в сложных семьях медновского подвида песца Alopex lagopus semenovi Ognev, 1931 11 Международное совещание "Териофауна России и сопредельных территорий" (7-й съезд Териологического общества)

3 Джикия Е Л , Чудакова Д А , Гольцман М Е , Загребельный С В , Колесников А А 2006. Генетический полиморфизм в Командорских популяциях песца // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей Материалы VII международной научной конференции, посвященной 25-летию организации Камч отд Института биологии моря С 329

4 Джикия Е Л , Чудакова Д А , Гольцман М Е , Загребельный С В , Колесников А А 2006 Генетические свидетельства островной изоляции Командорских популяций песца // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей Материалы VII международной научной конференции, посвященной 25-летию организации Камч отд Института биологии моря С 332

5 Ploshnitsa АI, Dzhikiya EL, Goltsman ME 2007 The MIIC-DRB1 monomorphism in the island subspecies of arctic foxes (Alopex lagopus semenovi Ognev 1931) //87th annual meeting of American Society of Mammalogists - Albuquerque, New Mexico, USA, Conference contributions, (P068) /eng/

6 Ploshnitsa Anna, Dzhikiya Ekaterina, Goltsman Mikhail 2007 Genetic monomorphism (control region mtDNA and MHC-DRB1) m the Mednyi Arctic fox // 6lh International Zoo and Wildlife Research Conference on Behaviour, Physiology and Genetics -Berlin, Germany, Conference contributions, p 172 /eng/

7 Джикия E Л , Колесников A A , Чудакова Д A , Загребельный С В , Гольцман М Е 2007 Генетический полиморфизм командорских популяций песцов (Alopex lagopus semenovi Ognev 1931, Alopex lagopus bertngensis Merriam 1902) Генетика, 2007, том 43, №9, с 1239-1245

8 Джикия Е Л , Плошница А И , Колесников А А, Гольцман М Е 2007, Генетический мономорфизм второго экзона гена DRB1 главного комплекса гистосовместимости у песцов (Alopex lagopus semenovi Ognev, 1931) острова Медный (Командорские острова) // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей Материалы VIII международной научной конференции, посвященной 275-летию с начала Второй Камчатской экспедиции (1732-1733 гг ) С 312

9 ЕЛ Джикия, А И Плошница, А А Колесников, М Е Гольцман 2007 Генетический мономорфизм в популяции песцов острова Медный // Международная научная конференция «Молекулярно-генетические основы сохранения биоразнообразия млекопитающих Голарктики» 26-29 ноября 2007 г с 57-60

10 А И Плошница, Е Л Джикия, М Е Гольцман 2007 Analysis of control region of ancient mtDNA in the isolated population of Arctic foxes before a 'bottleneck' // Международная научная конференция «Молекулярно-генетические основы сохранения биоразнообразия млекопитающих Голарктики» 26-29 ноября 2007 г с 191-195

11 ЕЛ Джикия, А И Плошница, А А Колесников, М Е Гольцман 2008 Генетический мономорфизм второго экзона гена DRB1 главного комплекса гистосовместимости у песцов острова Медный [Alopex lagopus semenovi Ognev, 1931) Доклады Академии Наук, 2008, том 418, № 2, с 277-278

Заказ № 196/04/08 Подписано в печать 15 04 2008 Тираж 100 экз Уел пл 1,5

N ООО "Цифровичок", тел (495) 797-75-76, (495) 778-22-20 \v\vw с/г т , е-тш1 т/о@с/г т

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Джикия, Екатерина Левановна

Список использованных сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Общая характеристика рода.

1.1.1 Внешний вид.

1.1.2 Систематическое положение вида.

1.1.3 Распространение.

1.1.4 Социальная структура и размножение.

1.1.5 Пища и кормодобывательные стратегии.

1.1.6 Численность. г 1.1.7 Адаптации.

1.1.8 Филогеографическая структура вида.

1.2 Природа и климат Командорских островов.

1.2.1 Краткая физико-географическая характеристика Командорских островов.

1.2.2 Климат Командорских островов.

1.2.3 Растительный и животный мир островов.

1.3 Командорские подвиды песца.

1.3.1 Современные представления о систематическом положении Командорских подвидов песца

1.3.2 История командорских популяций песца.

1.3.3 Экологические особенности островные командорских подвидов песцов. i Невозможность миграции.

Богатые кормовые ресурсы.

Отсутствие хищничества и межвидовой конкуренции.

Понуляционная структура.

1.3.4 Генетические исследования командорских песцов и не выясненные/спорные вопросы. s 1.4 Митохондриальный геном позвоночных.

1.5 Главный Комплекс Гистосовместимости.

1.6 Генетические особенности островных популяций.

Глава 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.:.

2.1 Полевые исследования и методы их обработки.

2.1.1 Сбор материала.

2.1.2 Качество выборки.

2.1.3 Контроль за загрязнением.

2.1.4 Выделение суммарной ДНК из мышц и кожи.

2.1.5 Подбор праймеров для анализа контрольного региона мтДНК.

2.1.6 Амплификация фрагмента контрольного региона мтДНК.

2.1.7 Амплификацию фрагмента второго экзона гена главного комплекса гистосовместимости второго класса DRB1.

2.1.8 Очистка ПЦР продуктов. j В ыделение из геля.

Очистка ПЦР продукта с помощью щелочной фосфотазы и экзонуклезы.

2.1.9 Определение первичной последовательности нуклеотидов ДНК.

Очистка продуктов сиквенсной полимеразной цепной реакции:. j 2.2 Статистическая обработка молекулярно-генетических данных.

2.2.1 Выравнивание последовательностей.

2.2.2 Выбор оптимальной эволюционной математической модели.

2.2.3 Дифференциация популяций.

2.2.4 Скорректированная межгрупповая генетическая дистанция. j 2.2.5 Эффективная численность самок.

2.2.6 Медианные сети гаплотипов.

2.2.7 Построение деревьев.

Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА мтДНК У КОМАНДОРСКИХ ПЕСЦОВ. f 3.1 Сбор образцов.

1 3.2 Качество выборки.

N 3.3 Исследование контрольного региона мтДНК у командорских песцов.

3.3.1 Ганлотиническое (h) и нуклеотидное (л) разнообразие последовательностей командорских песцов.

Глава 4 СТЕПЕНЬ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ КОМАНДОРСКИХ ПОПУЛЯЦИЙ ПЕСЦОВ.

Глава 5 ПРОИСХОЖДЕНИЕ, ИСТОРИЯ И ВРЕМЯ ИЗОЛЯЦИИ КОМАНДОРСКИХ ПЕСЦОВ.

5.1 Происхождение командорских популяций песцов.

5.2 Определение времени изоляции командорских подвидов песцов.

Глава 6 АНАЛИЗ ВТОРОГО ЭКЗОНА ГЕНА DRB1 В ПОПУЛЯЦИЯХ КОМАНДОРСКИХ ПЕСЦОВ

6.1 Анализ полиморфизма второго экзона гена DRB 1 в популяции песцов о. Медный.

6.2 Анализ полиморфизма второго экзона гена DRB 1 в популяции песцов о. Беринга.

6.3 Трансспецифичный полиморфизм по генам МНС в семействе псовых.

ВЫВОДЫ:.:.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Генетический полиморфизм командорских популяций песцов (Alopex lagopus semenovi Ognev 1931, A.L. beringensis Merriam 1902)"

Актуальность проблемы; На Командорских островах существуют две популяции песцов. В отличие от популяций, населяющих материковые тундры и полярные острова, они абсолютно изолированы. Строгая^ изоляция и своеобразные условия обитания определили их эволюционные особенности, крупные размеры и ряд морфологических черт (Цалкин, 1944; Ильина, 1950), что обусловило выделение обеих популяций-'в обособленные подвиды: Alopex lagopus semenovi Ognev на'о.Медном и А. /. beringensis Meriam на о.Беренга. Оба подвида существуют в сходных физико-географических условиях, в\ отсутствие природных врагов и конкурентов. Как объект исследования они- имеют большую ценность для разработки фундаментальных проблем популяционной экологии, популяционного моделирования и генетики.

Работы по изучению этих популяций* ведутся, довольноf давно- и основные направления исследования включали: изучение основных репродуктивных характеристик популяции. (Барабаш-Никифоров, 1937; Ильина, 1950; Мараков, 1972, Рязанов, Загребельный, 1994; Загребельный, 2000; Рязанов, 2002); исследование пищевого рациона- и некоторых особенностей биологии (Черский, 1920; Барабаш-Никифоров, 1937; Ильина, 1950; Мараков, 1972; Загребельный 1998, 2000); общий морфометрический и краниологический анализ (Черский; 1920; Цалкин, 1944; Ильина, 1950; Мараков, 1964,1972; Загребельный 1998; 2000); исследование поведенческой экологии популяции о-ва Медный (Наумов и др. 1981; Крученкова, Гольцман, 1994; Гольцман и др., 2003; Goltsman et al., 2005а,b) и природоохранные проблемы, связанные с этой популяцией (©всяников 1981, Овсяников, и др., 1981; Goltsman et al., 1996). Генетическая часть исследований также не оставалась в стороне, так были изучены аллозимная изменчивость Берингийских песцов (Засыпкин М.Ю., Засыпкина Е.М., 1998) и хромосомный кариотип Медновских песцов (Буланова, 2003).

Отсутствие единого мнения о статусе командорских популяций песцов, их уникальности и степени изоляции, а также о генетическом состоянии популяций* песцов Командорских островов, послужило предпосылкой для проведения данной работы.

Следует отметить, что недавно была, опубликована работа, посвященная генетическому анализу командорских песцов (Geffen et al., 2007). Предпринятая попытка оценить степень островной изоляции Командорских популяций песцов (Giffen et al., 2007) была проведена на крайне малых выборках, а полученные в работе результаты противоречат ряду биологических и исторических фактов.

Более детальный анализ командорских популяций, основанный на значительно большей выборке, необходим для оценки генетического состояния этих популяций; что особенно важно, так как с момента освоения островов велся искусственный отбор производителей, что, в условиях полной изоляции, неизбежно должно было привести к обеднению генофонда. Подобный анализ также позволит судить об изолированности популяций, степени их дивергенции и времени их формирования.

Цели и задачи исследования

Изучить генетический полиморфизм в популяциях песцов командорских островов по нейтральным и селективно значимым маркерам (контрольному региону мтДНК и ГКГ -DRB1) и оценить современное состояние подвидов. Для достижения цели были поставлены! следующие задачи:

Задачи исследования:

1. Изучить полиморфизм контрольного региона мтДНК песцов популяций о. Беринга и о. Медный;

2. Провести сравнение контрольного региона мтДНК с аналогичными данными о материковых песцах

3. Оценить, степень островной изоляции Командорских подвидов песца.

4. Определить происхождение и время, наступления изоляции популяций.

5. Оценить полиморфизм генов ГКГ популяции о. Медный и о. Беринга.

Научная новизна. С помощью молекулярно-генетических методов проведено сравнение командорских популяций песцов между собой и с материковыми популяциями. Исследованы степень островной изоляции, а также предпринята попытка выяснить, происхождение популяций Командорских островов и время-островной изоляции: Получена подробная характеристика контрольного региона1 мтДНК (основного маркера при изучении* внутривидового полиморфизма)* которая показала уникальность гаплотипов командорских песцов. Полученные результаты показывают, что командорские песцы формируют отдельную, генетически обособленную от других популяций группу. В данной работе впервые приведены результаты исследования полиморфизма одного из наиболее полиморфных ядерных маркеров* - гена DRB1 главного комплекса гистосовместимости (ГКГ). Показано отсутствие полиморфизма по второму экзону гена DRB1, отвечающего за иммунный ответ на чужеродные антигены. В работе заложены основы» для дальнейшего углубленного анализа генов главного комплекса гистосовместимости в командорских популяциях песцов.

Теоретическое значение. Полученные данные крайне важны для понимания влияния изоляции на судьбу островных популяций. Появляется редкая возможность изучения и установления связи между островной изоляцией и генетическими характеристиками естественных популяций диких животных.

Практическая значимость полученных результатов. Обнаруженный в популяции песцов о. Медный мономорфизм по нейтральным и селективно значимым маркерам подтверждает необходимость принятия мер по охране и постоянному мониторингу за состоянием популяции.

Заключение Диссертация по теме "Зоология", Джикия, Екатерина Левановна

ВЫВОДЫ:

1. Уникальные особенности в последовательностях гипервариабельного района контрольного региона мтДНК, а также уникальные гаплотипы, свидетельствуют о сохранности эндемичных черт островных популяции.

2. Максимально высокие значения F§x для командорских песцов, свидетельствуют об отсутствии генетического потока между островами и материком и полной островной изоляции обеих популяций.

3. Заселение обоих островов происходило животными одной предковой популяции, при этом колонизация островов песцами происходила только один раз.

4. Островная изоляция стала, по крайней мере, одной из причин мономорфизма медновской популяции по контрольному региону мтДНК.

5. Популяция о. Медный характеризуется инбредной депрессией и отсутствием полиморфизма, как по мтДНК, так и по одному из самых вариабельных кодирующих участков ядерного генома.

6. Популяция о. Медный уникальна по гаплотипу контрольного региона мтДНК и аллелю DRB1. По этим признакам она представляет из себя уникальную эволюционную генетическую единицу, находящуюся под угрозой полного исчезновения.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Джикия, Екатерина Левановна, Москва

1. Алтухов ЮЛ. Генетические процессы в популяциях / Учеб. пособие. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ИКЦ «Академкнига», 2003.431с.

2. Барабаш-Никифоров' И.И. К биологии командорского песца-, // Труды Арктического института. 1937. Т. 65. С. 145-167.

3. Буланова Н., Пименова Т, Ковальская' Ю., Овсянников Н. Вестник ВОГиС. 2003. №27. С. 4.

4. Батурин А.Д. Островное хозяйство ДВК// Производительные силы Дальнего Востока.-1927- №4.-С. 337-383.

5. Васильев В.Н. Флора и палеогеография Командорских островов. М.: 1957. 402 с.

6. Воронов В.Г. Голубой песец на островах Ушишир (Курильская гряда) // Тр. СахНИИ АН'СССР. Сибирское отд. 1963. Вып.14. С.79-81.

7. Галактионов В.Г. Генетический контроль взаимодействия иммуннокомпетентных клеток // Соровский образовательный журнал. 1997а. №2. С. 28-34.

8. Галактионов В.Г. Как работает иммунная система // Соровский образовательный журнал. 19976. №12. С. 2-9.

9. Галактионов В.Г. Эволюционная иммунология: Учебное пособие /- М.: ИКЦ «Академкнига», 2005.- 408с.

10. Геология СССР. М.: Недра, 1964. Т XXXI. 411. 734 с.

11. И.Гептнер В.Г., Наумов Н.П. Песец Alopex lagopus Linnaeus, 1758. Географическая изменчивость // Млекопитающие Советского Союза, (ред). Т. 2. Часть 1. М.: Высшая школа, 1967. С. 205-208.

12. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1999. 449с.

13. Гольцман М.Е., Крученкова Е.П: Медновский голубой песец, Alopex lagopus semenovi Ognev, 1931 // Красная книга Российской Федерации (животные). 200К С. 627-629.

14. Гольцман М.Е., Крученкова Е.П., Сергеев С.Н., Володин И.А. Песец острова Медного (Alopex lagopus semenovi). Особенности экологииостровной популяции // Зоологический журнал. 2003. Т. 82. № 4. С. 514— 524.

15. Данилина Н.Р. Состояни популяции беринговского песца и проблемы охраны природы Командор // Рациональное природопользование на' Командорских островах. М.: МГУ, 1987. С.84-87.

16. Ильина Е.Д. Островное звероводство. М.: Международная книга. 1950. 302 с.

17. Иохансен В. Рукопись. / Архивные материалы.- Городской? архив г. Петропавловск-Камчатский., 1915. 314с.;

18. Каталог млекопитающих СССР: Плиоцен современность /Акад. наук СССР. Зоол. ин-т; Под: ред. И.М; Громова, Г.И. Барановой; JI.: Наука, Ленингр. отд-ние. 1981. 456 с.

19. Кручепкова Е.П., Гольцман М.Е. 1994; Родительское поведение песца: (Alopex lagopus semenovi) на острове Медном; Факторы, определяющие связь взрослых песцов и детенышей // Зоол. журн. Т. 73. Вып. 5. С! 88103.

20. Мараков С.В. Природа и животный мир Командор // М.: Наука, 1972. 185 с.27;Мелекесцев?ИШ^, Брайцева«0:А., Эрлих Э.Н., и др. Камчатка, Куриллы и Командорские острова // История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока: 1974. М.: Наука, 438 с.

21. Насимович А., Исаков Ю. Песцы, лисы и енотовидные собаки: распределение ресурсов, экология использование: и охрана; М.: Наука, 1985.205с.

22. ЗГ.Новиков Б.В. Песец^^и лисица Севера Дальнего Востока» М::^^ МГУ, 1983; 206 с.

23. Овсяников Н.Г. Медновский песец может исчезнуть // Природа, 1981. 9. С. 59-61.

24. Огнев С.И. Звери Восточной Европы и Северной Азии // М.: Главнаука, 1931.776 с.

25. Павлинов И.Я., Россолимо О.Л: Систематика млекопитающих СССР. М.: МГУ, 1987. 285 с.

26. Степанова К. Д., Белая Г. А. К флоре и растительности Командорских островов // Вопросы ботаники на Дальнем. Востоке: К 100-летию со дня рожд. акад. В. Л. Комарова. Владивосток, 1969. С. 141-165.

27. Суворов Е.К. Командорские осгрова и пушной промысел на них. С.Петербург.: ГУЗиЗ, 1912. 325 с.

28. Франклин Ян. Эволюционные изменения в небольших популяциях // Биология охраны природы. М:: Мир, 1983. С. 160-174.

29. Цалкин В.И. Географическая изменчивость в строении: черепа песцов Евразии // Зоологический журнал. 1944. Т. 23. № 4. С. 156-169.

30. Черский А. И. Командорский; песец.// Материалы; по изучению рыболовного и пушного промысла на дальнем Востоке. Токио. 1920. G. 83-85.

31. Чиркова А.Ф. Песец (Alopex lagopus Linnaeus. 1758); Биология // Млекопитающие Советского Союза: М-: Высшая школа. 1967. Т. 2. Часть > 1.С. 208-259;

32. Шилясиа JLM. К проблеме изучения миграции песца // Пробл. Севера. 1967. Вып.11. С. 91-98;

33. Шмидт О.А. Тектоника Командорских островов и структура Алеутской гряды. М:: Наука: 1978. 100с;

34. Эрлих Э.Н; , Мелекесцев И.В. Командорские острова: История развития рельефа Сибири и : Дальнего Востока: Камчатка, Курильские и Крмадорскис острова // М.: Наука, 1974. С. 337-344.

35. Adalsteinsson S., Hersteinsson P. and Gunnarsson S. Fox colors in relation to colors in mice andssheep // Journal of Heredity. 1987. 78. P. 235-237.

36. Aguirre, A.A., Angerbjorn, A., Tannerfeldt; Mi and Morner, T. Health evaluation of endangered! Arctic fox (Alopex lagopus) cubs in Sweden // Journal of Zoo and Wildlife Medicine. 2000: 31. P. 36-401

37. Aguilar A., Roemer G., Debenham S., Binns. M., Garcclon D. and Wayne R. High MHC diversity maintained! by balancing selection in an otherwise genetically monomorphic mammal // PNAS. 2004. vol. 101. №. 10. P. 34903494.

38. Anderson S:, Bankier A.T., Barrell B.G., de Bruijn M:Hi et al;. Sequence and organization of the human mitochondrial genome // Natore. 1991. 290. P. 45765.

39. Angerbjorn A., Tannerfeldt M., Bjarvall A., Ericson M. et al. Dynamics of the Arctic fox population* in-Sweden// Annales Zoologica Fennici. 1995. 32. P. 55-67.

40. Angerbjorn A., Stroman J. and" Becker D. Home range pattern in Arctic foxes in Sweden//Journal of Wildlife Research. 1997.2. P. 9-14.

41. Angerbjorn A., Tannerfeldt M. and Erlinge S. Predator-prey relations: lemmings and Arctic foxes // Journal of Animal Ecology. 1999. 68. P. 34L49.

42. Arctander • P, Kat! P.W., Aman R.A., Siegismund* H.R. Extreme genetic differences^ among populations of Gazella granti, Grant's gazelle in Kenya // Heredity. 1996. 76. P. 465-75.

43. Audet A.M:, Robbins C.B. and Lariviere S. Alopex lagopus // Mammalian Species. 2002. 713. P. 1-10.

44. Avise J.C., Arnold J., Ball R.M., Bermingham E. et al. Intraspecific Phylogeography: the mitochondrials DNA bridge between population» Genetics and Systematicsi// Annual revive of ecology and Systematics. 1987. 18. P. 489-522:

45. Avise J.C. Molecular Markers, Natural' History and Evolution. Chapman & Hall, 1994.5 lip:

46. Avise J.C. Phylogeography: the history and formation of species. Harvard University Press. 2000.447 p.

47. Awadalla P, Eyre-Walker A, Smith JM. Linkage disequilibrium and recombination in hominid* mitochondrial DNA // Science. 1999. 286. P. 25242535.

48. Bailey E. P. Red foxes, Vulpes vulpes, as biological control agents for introduced arctic foxes, Alopex lagopus, on-Alaskan Islands // Canadian Field-Naturalist. 1992.106. P. 200-205.

49. Baker P.J., Harris S. The behavioural ecology of red foxes in urban Bristol, in D.W. Macdonald and C. Sillero-Zubiri, eds. The biology andconservation of wild canids. Oxford University Press, 2004. P. 207-216.

50. Baker R.O., Bennett J.R., and Coolahan C.C. Coyote Attacks: An Increasing Suburban Problem// Hopland Research & Extension Center, University of California research paper, 2004. Vol. 1. - P. 12-17.

51. Bandelt H. J., Forster P., Rohl A. Median-Joining Networks for inferring Intraspecific Phylogenies // Mol. Biol. Evol. 1999. №16 (1). P. 37-48.

52. Berns V.D. Notes on* the blue fox of Rat Island, Alaska // Canadian Field-Naturalist. 1969. 83. P. 404-405.

53. Billington N. & Herbert P.D.N. Mitohondrial DNA diversity in fishes and its implications for introductions // Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Science. 1991.48(1). Pr 80-94.

54. Birks J.D.S. and Penford N. Observations on the ecology of Arctic foxes Alopex lagopus in Eqalummiut Nunaat, west Greenland // Bioscience. 1990. 32. P. 3-27.

55. Birky C.W., Maruyama J.T., Fuerst P.A. An approach to population and evolutionary genetic theory for genes in mitochondria and chloroplasts and some results // Genetics. 1983. V. 103. P. 513-527.

56. Boore J.L. Survey and summary animal» mitochondrial genomes // Nucleic Acids Research. 1999. Vol. 27. No. 8. P. 1767-1780.

57. Bowen L., Aldridge В., Beckmen K., Gelatt Т., Rea L., Burek K., Pitcher K., and Stott J. L. Differential Expression of Immune Response Genes in Steller

58. Sea Lions (Eumetopias jubatus):, An Indicator of Ecosystem Health? I I EcoHealth. 2006b. 3. P. 109-113.

59. Brown W.M. The mitochondrial genome of animals // Molecular Evolutionary Genetics. Plenum Press. 1985. P. 95-130.

60. Case T.J., Bolder D.T. and Richman A.D. Reptilian extinctions: the last ten thousand years. Conservation biology: the theory and practice of nature conservation, presentation'and management. Chapman and*Hall, 1992. P. 90125.

61. Chesemore D.L. Ecology of the Arctic fox (Alopex lagopus) in-North America a review// The- wild canids. Their systematics, behavioral ecology and evolution / ed. M:W. Fox.- London,Van Nostrand Rheinhold Co., 1975. P. 143-163.

62. Chung M. G. Allozyme diversity and population genetic structure in Hosta jonesii (Liliaceae), a Koreans endemic species // Korean J. Genet. 1994. 16. P. 147-156.

63. Corbet, G.B. and Hill, J.E. A- world1 list of mammalian species.// Oxford University Press,, 1991-. 228 p.

64. Crandall K.A., Bininda-Emonds O.R.P., Mace G.M., Wayne R.K. Considering evolutionary processes in conservation biology // Trends Ecol. Evol. 2000. 15. P. 290-295.

65. Cummins J. M. Fertilization and elimination of the paternal'mitochondrial genome // Hum Reprod. 2000. 15. Suppl 2. P. 92-101.

66. Dalen L., Gotherstrom A., Tannerfeldt M., Angerbjorn A. Is the endangered Fennoscandian arctic fox (Alopex lagopus) population genetically isolated? // Biol. Cons. 2002. Vol. 105. P. 171-178.

67. Dixon, В., Nagelkerke, L.A.J., Sibbing, F.A., Egberts, E. & Stet, R.J.M. Evolution of MHC class II В chain-encoding genes in the Lake Tana barbelspecies flock (Barbus intermedins complex). Immunogenetics. 1996. 44. P. 419^31.

68. Eberhardt L.E., Hanson W.C., Bengtson J.L., Garrott R.A. and Hanson E.E. Arctic fox home range characteristics in an oil-development area // Journal of Wildlife Management. 1982. 46. P. 183-190.

69. Eberhardt L.E., Garrott R.A. and Hanson W.C. Winter movements of Arctic foxes,. Alopex: lagopus, in a petroleum development area // Canadian Field-Naturalist. 1983. 97. P: 66-70.

70. Edwards S.V., Hedrick P.W. Evolution and ecology of MHC molecules: from genomics to sexual selection // Trends Ecol Evol. 19981.13. P! 305-3 Id.

71. Elmhagen В., Tannerfeldt M., Verucci P. and Angerbjorn.A.The Arctic fox -an opportunistic specialist // Journal of Zoology. 2000:251. P. 139-149.

72. Ellstrand N.C., Elam D.R. Population genetic consequences of small population size: implications for plant conservation // Annu. Rev. Ecol. Syst. 1993. 24. P. 217-242.

73. Elson. J.L., Andrews R.M., Chinnery P.F., Lightowlers R.N., Turnbull D.M., Howell N: Analysis of, European mtDNAs for recombination // Am. J.' Hum. Genet. 2001. 68. P: 145-153.

74. Excoffier L., Smouse P. E., Quattro J: M. Analyses of molecular variance inferred from metric distances among DNA gaplotypes: application to human mitochondrial DNA restriction data // Genetics. 1992. Vol. 131. P. 479-491'.

75. Ferris S.D:, Berg W.J. The utility of mitochondria DNA in>fish-genetics and-management; Population genetics and fishery management // Univ. Wash: Press. 1987. P; 277-301.

76. Flajnik M. F., Ohta Y., Namikawa-Yamada C. & Nonaka M. Insight into the primordial MHC from studies in ectothermic vertebrates // Immunologicals Reviews. 1999:167. P: 59-67.

77. Frafjord K., Becker D: and1 Angerbjorn A. Interactions between Arctic and red; foxes in Scandinavia predation and aggression // Arctic. 1989: 42. P. 354— 356.

78. Frafjord K. and'Prestrud P. Home ranges and. movements of Arctic foxes Alopex lagopus in Svalbard // Polar Biology. 1992. 12. P. 519-526.

79. Frafjord K. Circumpolar size variation in the skull of the arctic fox Alopex lagopus // Polar Biology. 1993. 13. P. 235-238.

80. Frafjord K. and Kruchenkova E.P. Kommandor0yene: Berings tragedie, og Stellers fjellrever//Fauna. 1995. 48. P. .190-203.

81. Frankham R. Genetic variation is , related to population size in* wildlife? // Gonserv. Biol. 1996: 2. P. 124-127.

82. Frankham R. Do island populations have less genetic variation, than mainland populations?//Heredity. 1997. 78(3). P. 311-327.

83. Frankham R. Inbreeding and extinction: island population. Conservation Biology. 1998.12. P. 665-675.

84. Frati;F., Hartl G.B., Lovari S., Delibes M. Quaternary radiation and genetic structure of the red fox Vulpes vulpes in the Mediterranean Basin, as revealed by allozymes and*mitochondrial DNA // Journal of Zoology. 1998. 245.P. 4351.

85. Fuglei E. "Physiological; adaptations of, the1 Arctic, fox to high Arctic conditions". Ph.D. dissertation, 2000. University of.Oslo, Oslo, Norway. 170p.

86. Garrott R.A. and Eberhardt L.E. Mortality of Arctic fox pups in northern Alaska//Journal of Mammalogy. 1982. 63. P. 173-174.

87. Geffen E., Mercure A., Girman D.J., Macdonald D.W. Phylogeny of the'foxlike canids: analysis of mtDNA restriction fragment, site, and' cytochrome b sequence data. Journal of Zoology. 1992. 228. P. 27-39.

88. Geffen E., Waidyaratne S., Dalen L., Angerbjorn A. Sea ice occurrence predicts genetic isolation in the Arctic fox // Molecular Ecology. 2007. 16 (20). P. 4241-4255.

89. Genin E., Ober C., Weitkamp L. & Thomson, G. A robust test for assortative mating //European Journal of Human-Genetics. 2000. 8. P. 119-124.

90. Gilbert D.A., Lehman N., O'Brien S.J. and Wayne R.K. Genetic fingerprinting reflects population differentiation in* the California channel island fox // Nature. 1990. 344. P. 764-767.

91. Giles R.E., Blanc H., Cann H.M., Wallace D.C. Maternal inheritance of human mitochondrial DNA // Proc. Natl. Acad. Sci. 1980. 77. P. 6715-6729.

92. Girman D.J., Vila C., Geffen E., Creel'S. Patterns of population subdivision, gene flow and genetic variability in the African wild dog (Lycaon pictus) // Molecular Ecology. 2001. 10. P. 1703-1723.

93. Goltsman M., Kruchenkova E.P. and Macdonald D.W. The Mednyi Arctic foxes: treating a population imperilled'by disease // Oryx. 1996. 30. P. 251258.

94. Goltsman M., Kruchenkova E.P:, Sergeev S., Volodin I.A. "Island syndrome" in a population of Arctic foxes (Alopex lagopus) from Mednyi Island // Journal of Zoology. 2005a. 267 (4). P. 405-418.

95. Goltsman M.E., • Kruchenkova E. P., Sergeev S.S., Johnson P.J. Effects of food availability on dispersal and cub sex ratio in the Mednyi Arctic fox // Behav. Ecol. Sociobiol. 2005b. 59: 198-206.

96. Gottelli D., Sillero-Zubiriand R., Wayne K. Molecular genetics of the most endangered canid; the Ethiopian wolf (Ganis simensis) // Molecular ecology. 1994. №3.P 301-312.

97. Gould S. J., Eldredge N. Punctuated equilibria: The tempo and mode of evolution reconsidered//Paleobiology. 1977. V. 3. P. 115-151.

98. Gunnarsson- E., Hersteinsson P. and Adalsteinsson S. Prevalence and geographical distribution of the ear. canker mite (Otodectes cynotis)- among Arctic foxes (Alopex lagopus) in-Iceland. Journal of Wildlife Diseases. 1991. 27. P. 105-109:

99. Hagelberg E., Goldman N., Lio P., Whelan S. et al. Evidence for mitochondrial DNA recombination in a human population of island'Melanesia // Proc. R. Soc. Lond. Biol. Sci. 1999:266. P: 485-92.

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

101. Hasegawa M., Kishino K., Yano T. Dating the human-ape splitting by a molecular clock of mitochondrial DNA // Journal4 of molecular evolution. 1985: V. 22. P. 160-174.

102. Hedrick P, Whittam TS, ParhanbP. Heterozygosity at individual amino acid sites: extremely high levels for HLA-A and B' genes // Proc. Natl. Acad. Sci. 1991. 88. P. 5897-5901.

103. Hedrick P.W., Lee R.N., Parker K.M. Major histocompatibility complex (MHC) variation in the endangered Mexican wolf and related canids // Heredity. 2000a. 85. P. 617-624.

104. Hedrick P.W., Parker K.M., Gutierres-Espeleta G.A., Rattink A., and Lievers K. Major histocompatibility complex variation in the Arabian oryx // Evolution. 2000b.' 54(6). P. 2145-2151.

105. Hedrick P.W., Lee R.N and^ Garrigan D. Major histocompatibility complex variation in red. wolves: evidence for common- ancestry with coyotes and-balancing selection // Molecular Ecology. 2002. P. 1905-1913.

106. Hedrick P:W. Foxy MHC selection story // Heredity. 20041. 93: P. 237-238.

107. Hersteinsson P. and. Macdonald D.W. Some comparisons between red. and Arctic foxes, Vulpes vulpes and Alopex lagopus, as revealed radio tracking // Symposium of the Zoological Society of London. 1982. 49r P. 259-289.

108. Hersteinsson P. The behavioural ecology of the arctic fox (Alopex lagopus) in Island // PhD. Thesis. Oxford: University Oxford. 1984. 167p.

109. Hersteinsson P. and Macdonald D.W. Diet of Arctic foxes. (Alopex lagopus) in Iceland // Journal of Zoology. 1996. 240. P. 457^74.

110. Hersteinsson P. Monitoring the Icelandic Arctic fox population, in D.W. Macdonald and C. Sillero-Zubiri, eds. The biology and conservation of wild canids. Oxford University Press, 2004. P. 311-319.

111. Hess C.M. & Edwards S.V. The evolution of the major histocompatibility complex in birds. Bioscience. 2002. 52. P. 423-431.

112. Hoelzel A.R. Genetics and ecology of whales and dolphins // Annu Rev Ecol Syst. 1994. V. 25. P. 377-399:

113. Hoelzel, A. RV Stephens, J. C. & O'Brien, S. J. Molecular Genetic Diversity and Evolution at the MHC DQB Locus in Four Species of Pinnipeds // Mol. Biol. Evol. 1999:16. P. 611-618.

114. Horai S.,.Hayasaka K., Kondo R., Tsugane K., Takahata N. Recent African origin of modern humans revealed by complete sequences of hominoidf mitochondrial DNAs //Proc. Natl. Acad. Sci. 1995. 92. P. 532-612.

115. Hughes A. L., Nei M: Pattern of nucleotide substitution at major histocompatibility complex class I loci reveals overdominant selection // Nature. 1988. 335. P. 167-170.

116. Hughes A.L. & Yeager M: Natural selection, and» the evolutionary history of major histocompatibility complex loci // Front. Biosci. 1998. 3. P. 509-516.

117. Jeffery K.J. & Bangham C.R. Do infectious diseases, drive MHC diversity? // Microbes. Infect. 2000. 2. P. 1335-1341'.

118. Kaikusalo A. and Angerbjorn A. The Arctic fox. population-in Finnish Lapland during 30 years, 1964-93 // Annales Zoologica Fennici. 1995. 32. P. 69-77.

119. Kaikusalo A., Mela M. and Henttonen H. Haviaako naali Suomesta? Will the Arctic fox become extinct in Finland?. // Suomen Riista. 2000. 46. P. 57-65. [in Finnish with English summary]

120. Kaneda H., Hayashi J., Takahama S., Taya C. et al. Elimination of paternal mitochondrial DNA in intraspecific crosses during early mouse embryogenesis // Proc. Natl. Acad. Sci. 1995. 92. P. 4542-6125.

121. Kapel C. "Helminths of the Arctic Fox (Alopex lagopus (L.) in Greenland". Ph.D. dissertation. The Royal Veterinary and Agricultural University, Copenhagen, Denmark. 1995. 123p.

122. Keller A., Scarna H., Mermet A., Pujol J.F. Biochemical and .immunological properties of the mouse brain enolases purified by a simple method // J. Neurochem. 1981. 36. P. 1389-1397.

123. Kennedy L.J., Altet L., Angles JlM;, Barnes A. et al; Nomenclature for factors of the Dog Major Histocompatibility System (DEA) 1998: first report of the ISAG DLA Nomenclature Committee // Animal Genetics. 2000.' 31. P. 52-61.

124. Kilpatrick C. W. Genetic structure of insular populations // J. Mammalian: Population Genetics. 1981. P. 28-59.

125. Kivisild Т., Villems R. Questioning evidence for recombination; in: human mitochondrial DNA//Science. 2000: 288. P. 1931- 1933.

126. Klein: Natural History at Major Histocompatibility Complex // Wiley, New York. 1986.775р.

127. Laurenson K., Sillero-Zubiri C., Thompson П., Shiferaw F., ThirgoodlS; & Malcom J. Disease: as a threat to endangered species: Ethiopian? wolves, domestic dogs and'canine pathogens // Animal Conservation. 1998: Г. .Р: 273280.

128. Lyles A.M.,. Dobson A. P. Infectious disease: and intensive management: population dynamics, threatened hosts, and their parasites // Journal of Zoo Wildlife Medicine. 1993. 24. P. 315-326.

129. Macaulay V.,.Richards M., Sykes B. Mitochondrial DNA recombination no need to panic// Proc. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 1999. 266. P. 2037-2039.

130. Makinen A., GustavssonJ., Switonski M., Takagi N. The standard karyotype of the blue fox (Alopex lagopus L.).// Hereditas. 1985.103. P. 33-38.

131. Mech L.D., Boitani L. Wolves: behavior, ecology and*conservation //University of Chicago Press, 2003. P. M0.

132. Mercure A., Ralls K., Koepfli K. P. and Wayne R.K. Genetic subdivisions among smalL canids: mitochondrial. DNA differentiation of swift,, kit, and. Arctic foxes // Evolution. 1993.47. P. 1313-1328.

133. Merriam H. Four New-Arctic Foxes. Proceed. Biol. Soc. Of Washington. 1902. 56-72p.

134. Mikko S., Roed K., Schmutz S. & Andersson L. Monomorphism and polymorphism at» MHC DRB loci in domestic and wild ruminants // Immunolo Reviews. 1999. 167. P. 169-178.

135. Murray B.W., Malik S. and White B.N. Sequence Variation at the the Major Histocompatibility Complex in Beluga Whales (Delphinapterus leucas) // Mol. Biol. Evol. 1995.12(4). P. 582-593.

136. Nei M. Molecular evolutionary genetics. New York:, Columbia University Press, 1987.308p.

137. Nei M., Tajima F. DNA polymorphism detectable by restriction1 endonucleases // Genetic (US). 1981. Vol. 105. P. 207-217.

138. Nei М & Kumar S Molecular Evolution and Phylogenetics. New York: Oxford University Press, 2000. 333p.

139. Nowak M.A., Tarczy-Hornoch K., Austy J. M. The optimal number of major histocompatibility complex molecules in an individual. Proc. Natl. Acad. Sci. 1992. 86. P. 108906-10899.

140. Ober C., Hyslop. Т., Elias S., Weitkamp L. & Hauck W. Human leukocyte antigen matching and, fetal loss: results of a 10-year prospectives // Human Reproduction. 1998. 13. P! 33-38.

141. O'Brien S.-J. & EvermannJ;F. Interactive influence of infectious disease, and; genetic diversity in natural populations // Trends in, Ecology and Evolution. 1988. 3. P. 254-259:

142. O'Brien- S J., Yuhki N; Comparative genome organization- of the major histocompatibility complex: lessons from the Felidae // Immunol. Rev. 1999. 167. P. 133-1441

143. Ohta T. Role of diversifying selection and gene conversionлп evolution major histocompatibility complex loci // Proceedings of the National Academy Sciences USA. 1991. 88. P. 6716T6720.

144. Paetkau D., Amstrup S.G., Born E.W., Calvert W. et al. Genetic structure of the world's polar bear populations // Molecular Ecology. 1999. 8. К 1571-1584.

145. Parsons T.J., Muniec D.S., Sullivan,K., Woodyatt N. et al. A high observed substitution rate in the human mitochondrial DNA control region // Nat. Genet. 1997.15. P. 363-368.

146. Penn D: J. & Potts W. K. The evolution of mating preferences and major histocompatibility complex genes II American Naturalist. 1999. 153. P. 145164.

147. Penn D.J. The scent of genetic compatibility: sexual selection and the major histocompatibility complex //Ethology. 2002. 108. P. 1-21.

148. Ploegh H. & Watts С. Antigen recognition // Curr. Opin. Immunol. 1998. 10.- P: 57-58.

149. Posada D., Crandall K. Modeltest: Testing the model of DNA substitution // Bioinformatics. 1988. V. 14. P. 817-818.

150. Posada D., Grandair K. Selecting the best fit model' of the nucleotide substitution // Systematic Biology. 2001. V. 50. P. 580-601.

151. Potansky V.G. Review of small, species of Ganidae of Russia, and adjacent areas: systematics, distribution and population-dynamics // Lutreola: 1993. 1. P. 22-26.

152. Prestrud'P. Food habits and observations of the hunting1 behaviour of, Arctic foxes, Alopex lagopus, in Svalbard// Canadian Field Naturalist. 1992. 106. P. 225-236:

153. Prestrud, P., Stuve, G. and Holt, G. The prevalence of Trichinella sp. in Arctic foxes (Alopex lagopus) in Svalbard // Journal of Wildlife Diseases. 1993. 29. P. 337-340.

154. Qiu-Hong Wan, Liang Zhu, Hua Wu and Sheng-Guo Fang. Blackwell Publishing Ltd Major histocompatibility complex class П variation in the giant panda (Ailuropoda melanoleuca)// Molecular Ecology. 2006. 15. P. 2441-2450.

155. Reusch T.B.H, Haberli M.A, Aeschlimann P.B, Milinski M. Female sticklebacks, count alleles in a strategy of sexual selection explaining MHC polymorphism // Nature. 2001. 414. P. 300-302:

156. Roemer G.W., Coonan T.J., Garcelon D:K., Bascompte J. and Eaughrin, L. Feral pigs facilitate hyperpredation by golden eagles and indirectly cause the decline of the island fox // Animal Conservation. 2001.4. P. 307-318.

157. Roemer G.W., Donlan GJ. and Courchamp F. Golden eagles, feral pigs and island carnivores: how exotic species turn native predators into prey // Proceedings of the National Academy of Sciences, USA. 2002. 99. P: 791-796.

158. Saitou N., Ner M. The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees // Mol. Biol. Evol. 1987. V. 4. P." 406-425.

159. Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. Molecular cloning: A laboratory manual. 2'edn // Cold Spring Harbor laboratory Press. Prainview. NY. 1989. 320p.

160. Savolainen P., Zhang Y., Luo J., Lundeberg J:, Leitner T. Genetic evidence for an East Asian origin of domestic dogs // Science. 2002. V. 298. P. 1610-1613.

161. Skirnisson K., Eydal M., Gunnarsson E. and Hersteinsson P. Parasites of the Arctic fox (Alopex lagopus) in Iceland // Journal of Wildlife Diseases. 1993. 29. P. 440-446.

162. Smith F.D., May R.M., Pellew R., Johnson Т.Н. and Walter K.R. How much do we know about the current extinction rate? // Trends in Ecology and Evolution. 1993. 8. P. 375-378.

163. Sovada M.A., Anthony R.M. and Batt B.D.J. Predation on waterowl in Arctic tundra and prairie breeding areas: a review// Wildlife Society Bulletin: 2001. 29. P: 6-15.

164. Stet R.J. & Egberts E. The histocompatibility system in teleostean fishes: from multiple histocompatibility loci to a .major histocompatibility complex // Fish Shell. Immunol. 1991.1. P. 1-16.

165. Strand О., Landa A., Linnell J.D.C., Zimmermann B:,, Skogland T. Social organization and^parentalbehavior in the arctic fox // J. of Mammalogy. 2000. V. 81. N. l.P. 223-233.

166. Swofford DL. Paup 4.0-Phylogenetic Analysis Using Parsimony (and Other Methods) //Sinauer Associates, Sunderland. M. A. 1998.

167. Tajima,F. Evolutionary relationship of DNA sequences in finite populations // Genetics. 1983. V. 105. PM37-460.

168. Tannerfeldt M. and Angerbjorn A. Fluctuating resources and the evolutiomof litter size in the Arctic fox // Oikos. 1998. 83. P. 545-559.

169. Van Muiswinkel W.B., Wiegertjes G.F. & Stet RJ.M. The-influence of environmental and genetic factors on the disease resistance of fish // Aquaculture. 1999. 172. P. 103-110:

170. Vigilant L., Stoneking M., Harpendig H., Hawkes K. and Wilson A.C. African populations and?evolution of human mitochondrial DNA,// Science. 1991. V. 253. P. 1503-1507.

171. Ward R.Hi, Frazier B.L., Dew-Jager K. Extensive mitochondrial diversity within a single Amerindian tribe // Proc. Natl. Acad. Sci. 1991. 88. P. 8720724.

172. Wayne R.K., O'Brien* S.J. Allozyme divergence within the Canidae // Systematic Zoology. 1987. 36. P.( 339-355.

173. Wayne R.K., George S., Gilbert D., Collins P. et al. A morphologic and genetic study of the island fox, Urocyon littoralis // Evolution. 1991. V. 5. P. 18491868.

174. Wayne R.K., Geffen E., Girman DJ., Koepfli K.P. et al. Molecular systematics of the Canidae. Systematic Biology. 1997. 46:622-653:

175. Weber D.S., Stewart1 B.S., Schienman J. and Lehman- N. Major histocompatibility complex variation at three class II loci in the northern elephant seal // Molecular Ecology. 2004. 13. P. 711-718.

176. Wegner K.Mi, Reusch N.B.HI, Kalbe M. Multiple parasites are driving major histocompatibility complex polymorphism in the wild // J. Evol. Biol. 2003. 16. P. 224-232.

177. Woolfit M. & Bromham L. Population size and molecular evolution on islands // Proc. R. Soc. В 2005. 272. P. 2277-2282.

178. World Conservation Monitoring Centre. Global biodiversity: status of the earth,s living resources. Chapman and Hall, Lonon. 1992. 465p.

179. Yahnke С. J., JohnsonW. E., Geffen E., Smith D., et al. Darwin's fox: a distinct endangered species in a vanishing habitat. Conserv. Biol. 1996. 10. P. 366-375.

180. Zanneto A., Kremer A. Geographic structure of gene diversity in Quercus petraea. Monolocus patterns of variation // Heredity. 1995. 75. P. 506-517.

Информация о работе

Джикия, Екатерина Левановна
кандидата биологических наук
Москва, 2008
ВАК 03.00.08

Диссертация

Генетический полиморфизм командорских популяций песцов (Alopex lagopus semenovi Ognev 1931, A.L. beringensis Merriam 1902) - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы