Главная » 2014 » Июль » 27 » Скачать Генетическое разнообразие, филогенетические связи и систематика палеарктических сусликов рода Spermophilus : Подроды Citellus бесплатно
5:48 AM
Скачать Генетическое разнообразие, филогенетические связи и систематика палеарктических сусликов рода Spermophilus : Подроды Citellus бесплатно
Генетическое разнообразие, филогенетические связи и систематика палеарктических сусликов рода Spermophilus : Подроды Citellus и Colobotis
Диссертация
Автор: Цвирка, Марина Владимировна
Название: Генетическое разнообразие, филогенетические связи и систематика палеарктических сусликов рода Spermophilus : Подроды Citellus и Colobotis
Справка: Цвирка, Марина Владимировна. Генетическое разнообразие, филогенетические связи и систематика палеарктических сусликов рода Spermophilus : Подроды Citellus и Colobotis : диссертация кандидата биологических наук : 03.00.08, 03.00.15 Владивосток, 2005 162 c. : 61 05-3/892
Объем: 162 стр.
Информация: Владивосток, 2005
Содержание:
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
11 Систематика сусликов рода Spermophilus в классических зоологических исследованиях Род Суслики -Spermophilus F Cuvier, 1825 (=Citelliis Oken, 1816) Подрод Настоящие суслики Citelliis Oken, 1816 Подрод Пустынно-степные суслики Colobotis Brandt,
12Спорные вопросы систематики изучаемых видов сусликов рода Spermophilus
121 Крапчатый суслик Spermophilus suslicus Giildenstaedt,
122 Малът Spermophiluspygmaeus PaWas, 1778 и горный S т/лу/'с//5 Menetrie, 1832 суслики
123 Желтый суслик Spermophilusfulvus Lichtenstein,
124 Большой суслик Spermophilus major Pallas,
125 Краснощекий суслик Spermophilus erythrogenys Brandt,
13 Генетические исследования сусликов рода Spermophilus
131 Использование щггогенетических методов в систематике и филогении сусликов
132 Аллозимные исследования сусликов
133 Иммуннологические исследования сусликов
134 Молекулярные исследования и филогения сусликов
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
21 Сведения об использованном материале
22 Кариологический анализ
221 Приготовление хромосомных препаратов
222 Кариотипирование
223 Рутинное окрашивание хромосом
224 Дифференциальное окрашивание хромосом для выявления структурного гетерохроматина (С- окраска)
225 Дифференциальное окрашивание ядрышкообразующих районов хромосом (NOR-окраска)
23 Молекулярно-генетический анализ
231 Выделение ДНК
232 Электрофорез вагарозном геле нативно11 ДНК
233 Условия проведения RAPD-PCR реакции
234 RAPD-PCR-анализ
235 Описание генетического разнообразия
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
31 Цитогенетическая характеристика сусликов рола Spermophilus
311 Кариологическое исследование сусликов подрода Citellus
3111 Различия хромосомных наборов двух близких видов сусликов Spermophilus pygmaeus и S musicus
3112 Цитогенетические различия двух хромосомных форм крапчатого суслика Spermophilus suslicus
312 Кариологическое исследование сусликов подрода Colobotis
3121 Цитогенетические различия краснощекого суслика Spermophilus erythrogenys
3122 Цитогенетическая характеристика большого суслика Spermophilus major
32 Генетическое разнообразие и филогенетические взаимоотношения сусликов рода Spermophilus по данным RAPD-PCR-анализа
321 Молекулярная дифференциация и филогения сусликов рода Spermophilus
322 Генетическое разнообразие и филогенетические связи сусликов подрода Citellus
323 Генетическое разнообразие и филогенетические связи сусликов подрода Colobotis
ГЛАВА 4 ОБСУЖДЕНИЕ
41 Генетическая дифференциация сусликов рода Spermophilus
411 Цитогенетическая и молекулярная дифференциация сусликов подрода Citellus
412 Цитогенетическая и молекулярная дифференциация сусликов подрода Colobotis
42 Молекулярная дивергенция и филогенетические связи в двух группах (подроды Citellus и Colobotis) палеарктических сусликов рода Spermophilus
43 Особенности формообразования у видов сусликов с различной пространственной структурой ареалов
44 Естественная гибридизация алло- и парапатрических видов сусликов рода Spermophilus
45 Таксономическая интерпретация полученных результатов
Введение:
Актуальность проблемы. Широкое применение цитогенетических методов исследования позволило выявить большое разнообразие внутривидовой кариотипической изменчивости во многих группах. Только за последние несколько десятков лет у ряда видов млекопитающих, в том числе и у сусликов рода Spemophihis, обнаружены внутривидовые хромосомные формы. Эти формы ^ эволюционно молоды, часто географически обособлены и, по определению одного из основоположников теории хромосомного видообразования Н.Н. Воронцова (1999), кансдая из них может быть "кандидатом в новый вид". Однако их таксономический ранг зачастую невозможно установить традиционными зоологическими методами вследствие высокого морфологического сходства.Решить многие спорные таксономические вопросы позволяют новые методы молекулярной генетики, которые выявляют маркеры, успешно дифференцирующие близкие формы, и, кроме того, позволяют оценить генетическое родство таксонов на более совершенном уровне и получать информацию об их филогенезе и разнообразии. Использование комплексного подхода — молекулярно-генетического анализа в сочетании с методами кариосистематики, биохимической генетики и сравнительной морфологии является приоритетным направлением в исследовании биоразнообразия, которое вносит существенный вклад в изучение эволюционных процессов и механизмов видообразования в природе.Исследование различных механизмов видообразования принято проводить на целых группах близкородственных видов. Суслики голарктического рода Spermophiliis Cuvier, 1825 служат удобной экспериментальной моделью для изучения комплекса систематических, эволюционных и генетических вопросов.Они отличаются высокой численностью, быстрой сменой поколений, достаточно хорошей морфологической изученностью. Для них характерны слабые * морфологические различия близких видов и широкая изменчивость генетических признаков. Хромосомный полиморфизм, способность к гибридизации и чг 6 существование гибридных зон у некоторых видов сусликов обеспечивают устойчивый интерес к этой группе наземных беличьих.Палеарктические суслики рода Spermophihis распространены на огромных пространствах Евразии, смена ландшафтных и климатических условий на территории которой способствуют созданию уникальных ситуаций для внутривидовой генетической изменчивости этих грызунов. Изучение меж- и внутривидовой изменчивости сусликов с различной структурой их ареалов if> позволяет проследить процесс генетической дифференциации таксонов разного уровня на всех последовательных этапах видообразования. Уже первые кариологические (Воронцов, Ляпунова, 1969; 1970; Lyapunova and Vorontsov, 1970) и аллозимные (Nadler et al., 1977; 1982) работы, проведенные в 60-80 гг. прошлого века, решили некоторые спорные вопросы таксономии сусликов Палеарктики и показали, что классификация рода Spermophihis соответствует узкой трактовке объема вида. Однако, ряд вопросов, связанных с проблемами систематики (установление таксономического ранга некоторых внутривидовых форм, с недостаточно четкой морфологической дифференциацией) (Орлов и др., 1978, Korablev, 1994) и филогении данной группы, сохраняются до сих пор. Их решению препятствует слабая изученность генетических аспектов разнообразия сусликов на молекулярном уровне. Использование комплексного подхода (цитогенетические и молекулярные методы) в исследовании генетического разнообразия рода Spermophihis позволит расширить представления о степени дифференциации близких форм неясного таксономического ранга, уточнить филогенетические связи таксонов более высокого уровня и тем самым помочь в решении спорных вопросов систематики.Цель и задачи исследования. Цель работы - изучить особенности генетического разнообразия и филогенетические взаимоотношения палеарктических сусликов рода Spermophihis и уточнить таксономический статус некоторых внутривидовых форм двух подродов (Citelhis и Coloholis) на основании данных цитогенетического и молекулярного исследований. Для достижения цели были поставлены следующие задачи: 1. Изучить распределение цитогенетических признаков (гетерохроматина и ядрышковых организаторов) в кариотипах сусликов двух подродов {CiteUiis и Colobotis).2. Изучить генетическое разнообразие сусликов с помощью молекулярных RAPD-PCR маркеров.3. Выяснить характер изменчивости цитогенетических и молекулярных характеристик сусликов рода Spermophiliis на разных таксономических уровнях.4. Реконструировать фено- и филогенетические связи между географическими популяциями, видами и подродами сусликов по данным RAPDPCR.5. Использовать полученные цито генетические и молекулярные характеристики для решения спорных вопросов систематики сусликов.Основные положения, выносимые на защиту.1. Подтверждена обоснованность выделения в составе рода Spermophiliis подродов CiteUiis и Colobotis.2. Уровень генетической дифференциации видов в подродах Citelliis и Colobotis одинаково высок.3. Подтверждена видовая самостоятельность Spermophiliis siislicus (Giildenstaedt, 1770) и S. odessamis Nordmann, 1842 {=meridiooccidentalis Migulin, 1927), рассматривавшихся до этого в качестве одного вида или подвидов.Подтверждена видовая самостоятельность S. erythrogenys Brandt, 1841, S. hrevicauda Brandt, 1843 {=intermediiis Brandt, 1844) и S. pallidicauda Satunin, 1903, рассматривавшихся до этого в качестве подвидов.4. Установлена гибридизация между бледнохвостым S. pallidicauda и алашанским S. alaschaniciis сусликами в двух популяциях Монголии, Научная новизна. Впервые выполнено сравнительное исследование разных хромосомных форм сусликов двух подродов {CiteUiis и Colobotis) со спорным таксономическим статусом комплексом цитогенетических и молекулярных методов. Исследование различных кариоморф двух видов сусликов (крапчатого S. siislicus и краснощекого S. erythrogenys) показало, что отличия меиоду ними достигают уровня "хороших" видов рода Spermophilus.Критический анализ дифференцированных форм на хромосомном и молекулярном уровнях выявил целесообразность повышения их таксономического статуса до уровня самостоятельных видов: Spermophilus suslicus (Giildenstaedt, 1770) и S. odessamis Nordmann, 1842 (=mendiooccidentalis Migulin, 1927), S. erythrogenys Brandt, 1841, S. hrevicauda Brandt, 1843 {=intermedius Brandt, 1844) и S. pallidicauda Satunin, 1903.Впервые проведен сравнительный анализ генетического полиморфизма наземных беличьих методом RAPD-PCR позволил выяснить особенности генетического разнообразия, реконструировать филогенетические связи и уточнить систематические положение исследуемых форм рода Spermophilus.Показано, что подроды, виды и географические популяции сусликов рода Spermophilus генетически высоко дискретны.Теоретическая и практическая значимость. Работа представляет исследование генетических и эволюционных аспектов изменчивости сусликов рода Spermophihis. Уточнение систематического положения ряда форм сусликов Палеарктики является вкладом в разработку систематики и филогении группы.Выявленные молекулярные и цитогенетические маркеры могут быть использованы для более широкого изучения популяций с целью дискриминации морфологически близких форм, обнаружения генетических гибридов, внешне неотличимых от родственных видов и поиска свидетельств межвидовой гибридизации. В связи с тем, что суслики являются основными компонентами степных (аридных) биогеоценозов, переносчиками ряда инфекционных заболеваний человека и животных, вредителями сельского хозяйства, установление их таксономического статуса также важно для решения практических задач эпидемиологии и паразитологии. Результаты изучения генетического разнообразия могут служить основой для разработки природоохранных мероприятий и стратегии сохранения редких видов сусликов.Полученные цитогенетические и молекулярные данные по генетическому разнообразию двух подродов {Citellus и Colohotis) палеарктических сусликов свидетельствуют в пользу принятия узкой концепции объема вида.Апробация работы. Результаты работы были представлены на IV Международном маммалогическом конгрессе в Брно в 2003, на международных конференциях MAPEEG (2001) во Владивостоке, "Систематика, филогения и палеонтология мелких млекопитающих" (2003) в Санкт-Петербурге, "Фауна Казахстана и сопредельных стран" (2003) в Алма-Аты, международных симпозиумах "Систематика и филогения грызунов и зайцеобразных" (2000) и Териофауна России и сопредельных территорий" (2003) в Москве, на VI всероссийском съезде Териологического общества (1999) в Москве, региональных конференциях и конкурсах молодых ученых БПИ ДВО РАН (1997, 1998, 1999, 2003).Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ.Структура и объем диссертации. Диссертации состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 162 страницах, иллюстрирована 13 таблицами и 26 рисунками.Список литературы включает 202 наименования, из них 74 на иностранных языках.Гранты РФФИ. Работа выполнена при частичной поддержке грантов РФФИ 04-04-48001, 03-04-39016-ГФЕН. Благодарности. Автор выражает глубокую признательность своим научным руководителям - к.б.н. В.П. Кораблеву и д.б.н. Г.Н. Челоминой - за обучение и помощь в освоении лабораторных методов, методические указания и всестороннюю поддержку. Благодарю О.В. Брандлера, М.Р., Ахвердяна, Е.А. Ляпунову (ИБР АН РФ), Е.И. Жолнеровскую (ИСиЭЖ СО РАН), О.А. Ермакова и СВ. Титова (Пензенский педагогически университет) за предоставление исследовательского материала. Искренне благодарю д.б.н. М.П. Тиунова, д.б.н.А.С. Лелея, д.б.н. А.П. Крюкова, к. б. н. К.В. Коробицыну, а также всех сотрудников лаборатории эволюционной зоологии и генетики БПИ ДВО РАН за критические замечания, ценные советы и рекомендации по оформлению работы.
