Генетические особенности популяционной структуры большого суслика (Spermophilus major Pall.) в связи динамикой населения во времени

Титов С.В., Симаков М.Д., Чернышова О.В., Картавов Н.А., Кузьмин А.А.

RJEE Vol. 5 (4). 2020 | DOI: 10.21685/2500-0578-2020-4-3
Аннотация | PDF (Rus) | Дополнительные файлы

Дата поступления 25.07.20 | Дата опубликования 26.12.2020

 

УДК 599.322.2+575.174

 

С. В. Титов1, М. Д. Симаков2, О. В. Чернышова3, Н. А. Картавов4, А. А. Кузьмин5

 

Пензенский государственный университет, Россия, 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40
1 E-mail: svtitov@yandex.ru, 2 e-mail: maksimakov@bk.ru, 3 e-mail: oliarabbit@yandex.ru, 4 e-mail: nikitakartavov@yandex.ru

 

5 Пензенский государственный технологический университет, Россия, 440039, г. Пенза, проезд Байдукова/ул. Гагарина, 1а/11
E-mail: kuzmin-puh@yandex.com

 

Аннотация. Актуальность и цели. Пространственная подразделенность и временная изоляция популяций, как правило, приводит к ограничению потока генов, снижению уровня гетерозиготности, повышению уровня инбридинга, к потере генетического разнообразия. В некоторых случаях возможны как полное их вымирание, так и коренная перестройка их структуры в связи с прохождением популяциями состояния «бутылочного горлышка» или процесса формирования от ограниченного числа первопоселенцев. В условиях столь противоречивой и ненаправленной динамики населения в ареале постоянно происходят структурные популяционные перестройки. В условиях симпатрического обитания близкородственных видов в тех или иных точках контактов возникают ситуации, при которых наблюдается преодоление симпатрическими видами изоляционных барьеров и появление межвидовых гибридов в случайных контактах неконспецификов [11, 12]. Целью работы было изучение в модельных поселениях большого суслика (Spermophilus major Pall.) особенностей динамики генетической структуры популяций в связи с глубокой изоляцией и волнообразными изменениями численности на фоне существующей симпатрии с крапчатым (S. suslicus Güld.) сусликом. Материалы и методы. Аналитические выборки для генетического анализа составили: популяция S. major близь с. Чириково 2005–2010 гг. – 43 экз. и 2018–2019 гг. – 34 экз.; популяция S. major на о. Пальцинский (2011 г.) – 10 экз. Анализ внутрипопуляционного полиморфизма и генетических различий двух модельных популяций большого суслика проводили, используя результаты анализа изменчивости двух маркеров мтДНК – контрольный регион (С-регион, Dloop) и гена Сyt b, по двум направлениям: по характеру распределения в них митотипов ДНК и по выявлению гаплотипической изменчивости анализируемых выборок по используемым маркерам. Секвенирование фрагментов контрольного региона мтДНК (n = 32) и гена Cyt b (n = 44) проводили на секвенаторе ABI 3500 (Applied Biosystems) с использованием набора реактивов BigDye® Terminatorv 3.1 Cycle Sequencing Kits при первоначальной подготовке проб в амплификаторе SimpliAmp™ Thermal Cycler. Нуклеотидные последовательности были изучены с помощью программ BioEdit 7.0 Mega7.0.21 PopArt и DnaSP 5.10.01. Полученные последовательности выделенных гаплотипов мтДНК (D-loop и Cyt b) были размещены в GeneBank NCBI (MW398128-MW398138; MW398139-MW398148). Все результаты были проверены статистическими тестами (Microsoft Office Excel 2010, STATISTICA 10.0). Результаты. Анализ изменчивости фрагментов контрольного региона Dloop и гена Cyt b мтДНК показал, что анализируемые популяции большого суслика хорошо дифференцированы и различаются друг с другом. Анализ двух временных состояний популяции у с. Чириково выявил достоверные отличия между ними – несмотря даже на то, что поиск этих различий осложняется хорошо выраженной митотипической структурой. Тестирование последовательностей двух временных выборок популяции большого суслика с. Чириково по степени их дифференциации показало, что индексы Таджимы (T’s D) имеют положительные значения по обоим маркерам мтДНК. При этом индексы имеют значения, указывающие на действие стабилизирующего отбора после быстрого роста численности, произошедшего по данным наблюдений после сильной депрессии и прохождения популяцией состояния «бутылочного горлышка». Выводы. Проведенные генетические исследования динамически меняющихся и надежно изолированных популяций большого суслика показали, что использование маркеров мтДНК позволяет достаточно точно изучить их генетическую структуру и успешно воссоздать историю формирования поселений. Особенно такие исследования актуальны при изучении динамики контактных участков зон симпатрии гибридизирующих близкородственных видов. Как показали наши исследования, именно в тех точках ареала, где наблюдается взрывная демографическая ситуация, связанная с прохождением популяциями состояния «бутылочного горлышка» и восстановлением численности, а также отмечается присутствие симпатрического вида, и фиксируются случаи межвидовой гибридизации большого суслика с другими представителями р. Spermophilus.

 

Ключевые слова: большой суслик, генетическая структура популяции, временная динамика, изменчивость, митохондриальные маркеры, Поволжье.

 

Благодарности. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках проекта №18-04-00687 а.

 

Для цитирования: Генетические особенности популяционной структуры большого суслика (Spermophilus major Pall.) в связи с динамикой населения во времени / С. В. Титов, М. Д. Симаков, О. В. Чернышова, Н. А. Картавов, А. А. Кузьмин // Russian Journal of Ecosystem Ecology. – 2020. – Vol. 5 (4). – https://doi.org/10.21685/2500-0578-2020-4-3

Яндекс.Метрика
Copyright © 2016 RJEE. Электронное издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Свидетельство о регистрации Эл № ФС 77 - 62950 от 04 сентября 2015 г.