Введение к работе
Актуальность проблемы. Группы близкородственных видов рыб, таких, как рогатковидные Байкала, обитающие в небольших, относительно замкнутых водоемах могут рассматриваться в качестве удобного объекта для изучения процессов симпатрического видообразования и эволюции в целом Среди них наиболее интересный пример симпатрических видов демонстрируют юломянки
В открытой пелагиали Байкала обитает два вида рогатковидных рыб -большая (Comephorus baicalensis Pallas, 1776) и малая (С dybowski Korotneff, 1905) голомянки Сопасно современной классификации голомянки -единственные представители эндемичного рода Comephorus семейства Comephondae букета видов рогатковидных рыб оз Байкал Привлекательность Comephondae для изучения процессов видообразования у симпатрических видов связана со следующими их особенностями 1 Голомянки - это бчизкородственные виды Согласно молекулярно-генетическим исследованиям время, прошедшее с момента отделения видов от предковой формы, может исчисляться десятками тысяч лет (Kontula et al, 2003) 2 Ареалы обиіания видов в значительной степени перекрываются - представители малой и большой голомянок распространены по всему Байкалу, за исключением прибрежной зоны, и встречаются на всех глубинах озера 3 По сравнению с другими видами байкальских рогатковидных, голомянки наиболее хорошо изучены
Однако, несмотря на многочисленность исследований по голомянкам, до сих пор нет единого мнения об их популяционной структуре Исследования, проведенные с использованием комплекса морфометрических признаков, не дали конкретного ответа на вопрос о подразделенности на популяции данных видов или ее отсутствии (Коряков, 1964, Стариков, 1977, Аношко, 1998) Остаются, также, неясными причины и время появления двух сестринских видов, роль геологической истории водоема в процессах видообразования
В настоящей работе для исследования внутривидового генетическою полиморфизма и процессов видообразования семейства Comephondae использован анализ полиморфизма микросателлитной ДНК и анализ нуклеотцдной последовательности митохондриалыюго гена цитохрома Ъ
Цели и задачи исследования Цель настоящей работы состояла в исследовании генетического разнообразия и эволюционной истории семейства голомянок (Comephondae) с помощью молекулярно-генетических методов В конкрегные задачи работы входило
-
Провести исследования внутривидового генетического полиморфизма двух видов семейства голомянок на основе полиморфизма длин микросателлитных локусов и на основе анализа нуклеотидных последовательностей митохондриалыюго гена цитохрома b
-
Оценить степень генетической изоляции между особями собранными из разных котловин Байкала - южной, средней и северной
-
Сравнить результаты анализа внутривидового генетического полиморфизма и межвидовой дивергенции полученные с помощью маркеров микросателлитной и митохондриалыюй ДНК
4 Провести оценку времени дивергенции видов и реконструировать
эволюционную историю семейства голомянок
Научная новизна Впервые для популяционно-гекетического исследования байкальских организмов применен анализ полиморфизма микросателлитных чокусов Показано, что эти генетические маркеры, разработанные для внебайкальских рогатковидных рыб, могут быть использованы для байкальских видов Впервые на основе молекулярно-генетических данных определена популяционная структура двух видов семейства голомянок Исследованы филогенетические взаимоотношения этих видов между собой С помощью анализа митоходриального гена цитохрома Ь выявлено наличие двух генетических групп у большой голомянки Показано происхождение малой голомянки от предковой формы большой голомянки Сделаны предположения о возможных факторах, имевших место в геологическом прошлом Байкальского региона, которые могли способствовать разделению предковой популяции на генетические группы и виды
Положения, выносимые на защиту
-
Малая голомянка представлена в Байкале единой генетически не подразделенной популяцией
-
Большая юломянка генетически не подразделена в пределах озера Байкал по ядерным маркерам, однако имеет две генетические группы, различающиеся по митохоидриалыюй ДНК
-
Образование двух видов голомянок и генетических групп большой голомянки связано с резкими изменениями климата в ледниковую стадию MIS4 45-75 тыс лет назад
Научно-практическое значение. Результаты исследований генетического разнообразия и эволюции голомянок могут помочь в понимании особенностей протекания эволюционных процессов в пелагиали озера Байкал, а также процессов микроэволюции в целом За время работы были определены и депонированы в международную базу данных GenBank 34 нуклеотидных последовательности митохондриалыюго гена цитохрома b малой (номера доступа EU693082 - EU693115) и 37 нуклеотидных последовательностей большой (номера доступа EU699772 - EU699808) голомянок Проведенные в данной работе выбор, тесгирование и оптимизация семи микросателлитных локусов позволят в дальнейшем использовать их для изучения других видов байкальских Cottoidei
Апробация работы и публикации. Результаты работы представлялись На 3-ем международном совещании «Видообразование в древних озерах мира» (SIAL) Иркутск, Россия 2002 г, на региональной научно-практической конференции «Структура и функционирование экосистем Байкальского региона» в г Улан-Удэ в 2003 г, на первом Байкальском симпозиуме по эволюционной биологии (BWEB) в Иркутске в 2004 г, на VIII Всероссийском популяционном семинаре «Популяции в пространстве и времени» в 2005 в Нижнем Новгороде, на Четвертой Верещагинской Байкальской конференции в Иркутске в 2005, на Международной конференции «Проблемы популяционной экологии животных» в г Томске в 2006 г
По результатам работы опубликовано 8 печатных работ, в том числе две в рецензируемых журналах
Структура и объем диссертации Работа включает следующие разделы введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты, обсуждение, выводы, список литературы (201 источник) Диссертация изложена на 113 страницах, содержит 18 рисунков и 15 таблиц
Похожие диссертации на Исследование генетического разнообразия и процессов видообразования эндемичного семейства рыб озера Байкал - голомянок (Comephoridae)
