Невыраженность популяционно-генетической структуры серого журавля Grus grus L.

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье представлен расширенный по сравнению с предыдущими исследованиями анализ популяционно-генетической структуры мигрирующего широкоареального вида с высокой численностью – серого журавля Grus grus L. С использованием семи высокополиморфных микросателлитных локусов получены высокие значения показателей генетического разнообразия, одинаковые в выборках западного (G. g. grus) и восточного (G. g. lilfordi) подвидов, и низкие коэффициенты генетической дифференциации между этими подвидами (FST = 0.008, GST = 0.002). По данным AMOVA, 99% генетической изменчивости сосредоточено внутри особей G. grus. С использованием алгоритма Байесовской кластеризации не выявлено четкой популяционно-генетической структуризации вида согласно STRUCTURE, однако визуализация пространственных паттернов генетической изменчивости в Geneland показала наличие кластера “чистых” подвидов G. g. grus и G. g. lilfordi, окружающего кластер особей из зоны интерградации этих подвидов. Такой результат на фоне очень низких значений F-статистики генетической дифференциации может указывать на едва уловимые генетические отличия журавлей из этой зоны, возможно, имеющие мутационный характер. Более низкое аллельное разнообразие и отсутствие уникальных аллелей у восточного подвида G. g. lilfordi позволяет выдвинуть предположение о его относительной эволюционной молодости и недавнем происхождении от восточных маргинальных популяций номинативного западного подвида.

Об авторах

Е. А. Мудрик

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: mudrik@vigg.ru
Россия, 119991, Москва

Е. И. Ильяшенко

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук; Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук

Email: mudrik@vigg.ru
Россия, 119991, Москва; Россия, 119011, Москва

В. Ю. Ильяшенко

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук

Email: mudrik@vigg.ru
Россия, 119011, Москва

П. А. Казимиров

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Email: mudrik@vigg.ru
Россия, 119991, Москва

А. В. Шатохина

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Email: mudrik@vigg.ru
Россия, 119991, Москва

Т. А. Кашенцева

Окский государственный природный биосферный заповедник

Email: mudrik@vigg.ru
Россия, 391072, Рязанская обл., Брыкин Бор

К. Д. Кондракова

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук; Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук

Email: mudrik@vigg.ru
Россия, 119991, Москва; Россия, 119011, Москва

К. А. Постельных

Окский государственный природный биосферный заповедник

Email: mudrik@vigg.ru
Россия, 391072, Рязанская обл., Брыкин Бор

Ю. М. Маркин

Окский государственный природный биосферный заповедник

Email: mudrik@vigg.ru
Россия, 391072, Рязанская обл., Брыкин Бор

Д. В. Политов

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Email: mudrik@vigg.ru
Россия, 119991, Москва

Список литературы

  1. Prange H., Ilyashenko E.I. Eurasian crane // Crane Conservation Strategy. Baraboo, Wisconsin, USA: Int. Crane Foundation, 2019. P. 397–423.
  2. Bird Life International. 2016. Grus grus. The IUCN Red List of Threatened Species 2016. https://doi.org/10.2305/IUCN.UK.2016-3.RLTS.T2-2692146A86219168.en
  3. Ильяшенко В.Ю. О систематике серого журавля // Журавли Евразии (биология, распространение, миграция, управление). 2011. Вып. 4. С. 93–103.
  4. Ильяшенко В.Ю., Белялов О.В. Новый подвид серого журавля Grus grus korelovi ssp. n. (Aves: Gruidae) из Центрального и Восточного Тянь-Шаня // Русс. орнитол. журн. 2011. Т. 20. № 687. С. 1803–1811.
  5. Ильяшенко В.Ю., Касабян М.Г., Маркин Ю.М. Морфологическая изменчивость серого журавля – Grus grus (Linnaeus, 1758) (Aves: Gruidae) // Журавли Евразии (биология, распространение, миграции). 2008. Вып. 3. С. 50–82.
  6. Crane conservation strategy / Eds Mirande C.M., Harris J.T. Baraboo, Wisconsin, USA: Int. Crane Foundation, 2019. 454 p.
  7. Ilyashenko E., Markin Y. Changing of the Eurasian crane staging areas distribution in the European part of Russia from 1982 to 2007 // Proc. of the Cranes, Agriculture, and Climate Change Workshop (Muraviovka Park. Russia, 28 May–3 June, 2010). 2012. P. 88–99.
  8. Пранге Х. Распространение и миграции серого журавля на западноевропейском пролетном пути // Журавли Евразии (биология, распространение, разведение). М.–Н. Цасучей: Изд-во “Белый ветер”. 2015. Вып. 5. С. 287‒312.
  9. Ильяшенко Е.И. Оценка численности журавлей (Gruiformes, Gruidae) Северной Евразии в начале 21 века // Зоол. журнал. 2016. Т. 95. № 8. P. 976–980. https://doi.org/10.7868/S0044513416080043
  10. Hasegawa O., Ishibashi Y., Abe S. Isolation and characterization of microsatellite loci in the red-crowned crane Grus japonensis // Mol. Ecol. 2000. V. 9. № 10. P. 1677–1678.
  11. Jones K.L., Henkel J.R., Howard J.J. et al. Isolation and characterization of 14 polymorphic microsatellite DNA loci for the endangered whooping crane (Grus americana) and their applicability to other crane species // Conserv. Gen. Res. 2010. V. 2. № 1. P. 251–254. https://doi.org/10.1007/s12686-010-9196-3
  12. Meares K., Dawson D., Horsburgh G. et al. Characterisation of 14 blue crane Grus paradisea (Gruidae, AVES) microsatellite loci for use in detecting illegal trade // Conserv. Genet. 2008. V. 9. P. 1363–1367. https://doi.org/10.1007/s10592-007-9490-0
  13. Мудрик Е.А., Кашенцева Т.А., Редчук П.С., Политов Д.В. Данные по микросателлитной изменчивости подтверждают низкую генетическую дифференциацию западного и восточного подвидов серого журавля (Grus grus L.) // Мол. биология. 2015. Т. 49. № 2. С. 297–304. https://doi.org/10.7868/S002689841502010X
  14. Ильяшенко Е.И., Ильяшенко В.Ю., Викельски М., Цао Л. Предварительные результаты слежения за серыми журавлями, помеченными в европейской части России и Западной Сибири в 2019–2021 гг. // Инф. бюлл. РГЖЕ. 2022. № 16. С. 157–169.
  15. Zhang L., Zhang Z., Shen F. et al. Identification and characterization of polymorphic microsatellite loci in the red-crowned crane // Genet. Mol. Res. 2015. V. 14. № 4. P. 15169–15176. https://doi.org/10.4238/2015.November.25.5
  16. Krajewski C., Sipiorski J.T., Anderson F.E. Complete mitochondrial genome sequences and the phylogeny of cranes (Gruiformes: Gruidae) // Auk. 2010. V. 127. № 2. P. 440–452. https://doi.org/10.1525/auk.2009.09045
  17. Lazar I., Jr., Lazar I., Sr. GelAnalyzer 19.1. www.gelanalyzer.com
  18. Van Oosterhout C., Hutchinson W.F., Wills D.P., Shipley P. MICRO-CHECKER: Software for identifying and correcting genotyping errors in microsatellite data // Mol. Ecol. Notes. 2004. V. 4. № 3. P. 535–538. https://doi.org/10.1111/J.1471-8286.2004.00684.X
  19. Peakall R., Smouse P.E. GenAlEx 6.5: Genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research – an update // Bioinformatics. 2012. № 28. P. 2537–2539. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts460
  20. Pritchard J.K., Stephens M., Donnelly P. Inference of population structure using multilocus genotype data // Genetics. 2000. V. 155. № 2. P. 945–959. https://doi.org/10.3410/f.1015548.197423
  21. Guillot G., Estoup A., Mortier F., Cosson J.F. A spatial statistical model for landscape genetics // Genetics. 2005. V. 170. № 3. P. 1261–1280. 10.1534/genetics.104.033803' target='_blank'>http://doi.org/doi: 10.1534/genetics.104.033803
  22. Guillot G., Mortier F., Estoup A. Geneland: A program for landscape genetics // Mol. Ecol. Notes. 2005. V. 5. № 3. P. 712–715. 10.1111/j.1471-8286.2005.01031.x' target='_blank'>http://doi.org/doi: 10.1111/j.1471-8286.2005.01031.x
  23. Guillot G. Inference of structure in subdivided populations at low levels of genetic differentiation. The correlated allele frequencies model revisited // Bioinformatics. 2008. V. 24. P. 2222–2228. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btn419
  24. Guillot G., Renaud S., Ledevin R. et al. Unifying model for the analysis of phenotypic, genetic and geographic data // System. Biol. 2012. V. 61. № 6. P. 897–911. https://doi.org/10.1093/sysbio/sys038
  25. Guillot G., Santos F. A computer program to simulate multilocus genotype data with spatially auto-correlated allele frequencies // Mol. Ecol. Res. 2009. V. 9. № 4. P. 1112–1120.
  26. Guillot G., Santos F. Using AFLP markers and the Geneland program for the inference of population genetic structure // Mol. Ecol. Res. 2010. V. 10. № 6. P. 1082–1084. https://doi.org/10.1111/j.1755-0998.2010.02864.x
  27. Guillot G., Santos F., Estoup A. Analysing georeferenced population genetics data with Geneland: A new algorithm to deal with null alleles and a friendly graphical user interface // Bioinformatics. 2008. V. 24. № 11. P. 1406–1414. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btn136
  28. Guillot G., Santos F., Estoup A. Population genetics analysis using R and the Geneland program. Lyngby, Denmark: Technical University of Denmark, 2011.
  29. Evanno G., Regnaut S., Goudet J. Detecting the number of clusters of individuals using the software STRUCTURE: A simulation study // Mol. Ecol. 2005. V. 14. № 8. P. 2611–2620. https://doi.org/10.1111/j.1365-294X.2005.02553.x
  30. Kopelman N.M., Mayzel J., Jakobsson M. et al. Clumpak: A program for identifying clustering modes and packaging population structure inferences across K // Mol. Ecol. Res. 2015. V. 15. № 5. P. 1179–1191. https://doi.org/10.1111/1755-0998.12387
  31. Anselin L., Syabri I., Kho Y. GeoDa: An introduction to spatial data analysis // Handbook of Applied Spatial Analysis: Software Tools, Methods and Applications. Berlin, Heidelberg: Springer, 2010. P. 73–89. https://doi.org/10.1007/978-3-642-03647-7_5
  32. Schnute J.T., Boers N., Haigh R. et al. PBS mapping: Mapping Fisheries Data and Spatial Analysis Tools // Fisheries and Oceans Canada. 2022. https://github.com/pbs-software/pbs-mapping
  33. R CoreTeam. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria: 2021. https://www.R-project.org
  34. Мевес В. Постоянство использования гнездовых участков журавлями в округе Мекленбург-Западная Померания (Северо-Восточная Германия) // Журавли Евразии: биология, охрана, управление. М., Цасучей: Изд-во “Белый ветер”, 2015. Вып. 5. С. 68–76.
  35. Кондракова К.Д., Маркин Ю.М., Постельных К.А. и др. Перемещения неполовозрелых серых журавлей в центре европейской части России // Орнитология. 2021. Т. 45. С. 75–80.
  36. Sviridova T.V., Grinchenko O.S., Wikelski M., Ilyashenko E.I. Geographical connectivity, migration routes, and wintering grounds of the common crane in the Northern Moscow Region // Arid Ecosystems. 2023. V. 13. № 2. P. 196–207. https://doi.org/10.1134/S2079096123020142
  37. Hayes M.A. Dispersal and Population Genetic Structure in Two Flyways of Sandhill Cranes (Grus canadensis). Madison, Wisconsin (US): The University of Wisconsin-Madison. 2015. 277 p.
  38. Nesbitt S.A., Schwikert S.T., Folk M.J. Natal dispersal in Florida sandhill cranes // J. Wildl. Manage. 2002. P. 349–352.
  39. Haase M., Höltje H., Blahy B. et al. Shallow genetic population structure in an expanding migratory bird with high breeding site fidelity, the western eurasian crane Grus grus grus // J. Ornithol. 2019. V. 160. P. 965–972. https://doi.org/10.1007/s10336-019-01688-1
  40. Mudrik E.A., Ilyashenko E.I., Goroshko O.A. et al. The demoiselle crane (Anthropoides virgo) population genetic structure in Russia // Vavilov J. Genetics and Breeding. 2018. V. 22. № 5. P. 586–592. https://doi.org/10.18699/VJ18.398
  41. Мудрик Е.А., Горошко О.А., Сурмач С.Г. и др. Однородность генофонда западной и восточной популяций даурского журавля Antigone vipio на разных пролетных путях // Генетика. 2022. Т. 58. № 5. С. 570–580. https://doi.org/10.31857/S001667582205006X
  42. Мудрик Е.А., Политов Д.В. Молекулярно-генетические подходы в изучении и сохранении популяционных генофондов журавлей (Gruidea, Aves) // Усп. соврем. биологии. 2022. Т. 142. № 5. P. 477–486. https://doi.org/10.31857/S004213242205009X
  43. Parau L.G., Wink M. Common patterns in the molecular phylogeography of western palearctic birds: A comprehensive review // J. Ornithol. 2021. V. 162. P. 937–959. https://doi.org/10.1007/s10336-021-01893-x
  44. Haase M., Ilyashenko V. A glimpse on mitochondrial differentiation among four currently recognized subspecies of the common crane Grus grus // Ardeola. 2012. V. 59. № 1. P. 131–136. https://doi.org/10.13157/arla.59.1.2012.131

Дополнительные файлы


© Е.А. Мудрик, Ю.М. Маркин, К.А. Постельных, К.Д. Кондракова, Т.А. Кашенцева, А.В. Шатохина, П.А. Казимиров, В.Ю. Ильяшенко, Е.И. Ильяшенко, Д.В. Политов, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах