Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 14
1.1. Генетические исследования 14
1.1.1. Изоферментный анализ кротов 15
1.1.2. Цитологический анализ и исследования ДНК кротов 17
1.2. Фенетические исследования 20
1.2.1. Фенетика в изучении популяционной изменчивости 20
1.2.2. Фенетические исследования кротов 26
1.3. Морфометрические исследования 27
1.3.1. Применение морфометрии в изучении млекопитающих 27
1.3.2. Морфометрические исследования кротов 28
1.4. Исследования кротов в литве 30
1.5. Особенности экологии и биологии кротов 31
1.5.1. Местообитание, пищевой рацион, структура ходов, активность, линька кротов
1.5.2. Изменчивость возрастного и полового состава, биология, размножения кротов
1.6. Определение границ природных популяций 48
1.6.1. Изучение внутривидовой структуры 50
1.6.2. Изучение эволюционных факторов 52
1.7. Пробелы в систематике и филогении кротов рода talpa 1.7.1. Систематический обзор исследуемых кротов 56
1.7.2. Таксономия и биология кротов Talpa europaea, живущих на территории Литвы, и сибирского крота Talpa 59
(Asioscalops) altaica
1.7.3. Предполагаемое распространение исследуемых кротов 62
Глава 2. Характеристика исследованных территорий 63
2.1. Физико-географическая характеристика литвы 63
2.1.1. Климат 63
2.1.2. Геология и ландшафт 64
2.1.3. Почвы 69
2.1.4. Гидрология 70
2.2. Палеогеографический обзор территории литвы, влияние оледенения на формирование 71
Исследуемых регионов страны и миграцию кротов
2.2.1. Влияние оледенений на формирование исследуемых территорий (обзор исследуемых территорий в свете 73
оледенений)
2.3. Исследуемые местности на территории литвы 91
2.3.1. Физико-географические и геоморфологическое районирование исследуемых местностей на территории Литвы
2.3.2. Характеристика исследуемых местностей на территории Q1 Литвы по зонам структуры почвы
2.3.3. Характеристика исследуемых местностей на территории Литвы по некоторым климатическим факторам и 94 химической нагрузке почв
2.4. Исследуемые местности на территории россии 102
2.4.1. Ильменский государственный заповедник 102
2.4.2. Окрестности новосибирского Академгородка 103
2.4.3. Маслянинский район Новосибирской обл., северо- . п~ западное предгорье Салаирского кряжа
2.4.4. Республика Алтай 106
Глава 3. Материал и методы исследований 108
3.1. Сбор материала 108
3.2. Методика молекулярных исследований 111
3.2.1. Метод изоферментного анализа 111
3.3. Методика фенетических исследований 119
3.4. Методика морфометрических исследований 122
3.4.1. Морфометрический анализ черепа 122
3.4.2. Морфометрический анализ тела 124
3.5. Статистический анализ данных 125
Глава 4. Результаты исследований и их обсуждение 126
4.1. Генетические исследования кротов (talpa europaea l.) в Литве
4.1.1. Описание исследованных полиморфных белков и изоферментов
4.1.2. Генетическая структура кротов в Литве 129
4.1.2.1. Частота аллелей субпопуляций кротов в Литве 129
4.1.2.2. Частота генотипов субпопуляций кротов в Литве 130
4.1.3. Внутривидовая генетическая изменчивость кротов в n. Литве
4.1.4. Зависимость генетической структуры субпопуляций кротов от природных факторов
4.2. Фенетические исследования кротов (talpa europaea l.) в литве
4.2.1. Неметрические признаки черепа крота 144
4.2.2. Зависимость неметрической изменчивости от возраста и т ло пола
4.2.3. Частоты неметрических вариантов признаков 149
4.3. Морфометрические исследования кротов (talpa europaea l.) в Литве
4.3.1. Морфометрический анализ черепа кротов 158
4.3.2. Морфометрический анализ тела кротов 159
180 180
4.4. Особенности экологии и биологии кротов 171
4.5. Филогения и систематика исследуемых кротов семейства talpidae
4.5.1. Многомерный анализ параметров тела и черепа обыкновенного и сибирского кротов
4.5.2. Различия морфологических показателей кротов Talpa и „г Asioscalops
Выводы 189
Список литературы
- Генетические исследования
- Морфометрические исследования кротов
- Физико-географическая характеристика литвы
- Генетические исследования кротов (talpa europaea l.) в Литве
Введение к работе
Актуальность проблемы
Целесообразность изучения кротов рода Talpa - Talpa europaea и Talpa (Asioscalops) altaica не вызывает сомнений. Анализ литературных данных показал, что эколого-генетические исследования данных групп кротов на территории Евразии практически не проводились.
Кроты относятся к отряду насекомоядных (Insectivora = Lipotyphla), семейству кротовых (Talpidae), в котором ныне описано 16 родов и 30 видов (Gorman, Stone, 1990). Семейство кротовых распространено в Европе, Азии и Северной Америке. На территории Литвы его представляет лишь один вид -обыкновенный крот {Talpa europaea Linnaeus, 1758). Ареал, занимаемый данным видом, наибольший по сравнению с другими видами семейства - он распространен в Европе, а также в зоне лесов и лесостепей Западной Сибири. Северная граница ареала проходит через Шотландию, Южную Швецию, Западную Финляндию, район Кандалакша, устья р. Онеги, побережье Белого моря и около 64 с.ш. пересекает Урал в направлении Ирбита и Тюмени. В южном направлении обыкновенный крот распространен до северной части Пиренейского полуострова и побережья Средиземного моря. Восточная граница неизвестна (Baleisis, 1988). Распространен на всей территории Литвы: наиболее многочислен в Средней Литве, где преобладают дерново-карбонатные почвы, а реже всего встречается в подзолистых и лесных почвах Юго-Восточной Литвы. Кажущаяся неравномерность распределения местообитаний кротов в Литве определена отсутствием данных из отдельных территорий (Likeviciene, 1962; Baleisis, 1988; Balciauskas et al., 1999).
Ареал сибирского крота {Talpa {Asioscalops) altaica Nykolsky, 1883) охватывает широкую территорию Западной и Средней Сибири, а также Южного Забайкалья, но точная граница не установлена (Юдин, 1989).
На территории Литвы исчерпывающих исследований по изучению по-пуляционной структуры кротов нет, совершенно не изучена феногенетиче-
екая изменчивость данных насекомоядных. Малочисленны работы по их морфометрии, биологии и экологии. Следовательно, морфометрические и феногенетические исследования с использованием материала из различных местностей Литвы актуальны и дают возможность оценить нынешнюю ситуацию с видом Talpa europaea на территории республики.
Крот {Talpa europaea) имел самую большую экономическую ценность по сравнению со всеми насекомоядными, встречающимися в Литве. Зверьков отлавливали из-за красивых, достаточно прочных шкурок - на переработку их доставлялось до 200 тыс. в год.
Крот истребляет многих насекомых-вредителей, жизненный цикл которых связан с почвой. С другой стороны, это насекомоядное, роя подземные ходы, наносит вред огородам, посевам и лугам, в особенности молодым росткам, которые гибнут, в связи с тем, что крот поднимает на поверхность и обрывает их корни (Mesch, 1984). Кротовины, образуемые при рытье глубинных ходов, затрудняют сенокос. Кроме того, в рационе крота преобладают дождевые черви, активно участвующие в формировании гумуса, следовательно, при значительной численности кротов, численность этих беспозвоночных значительно уменьшается (Gumbelyte, 1961).
Таким образом, крот является ценным пушным зверьком, истребляет значимую часть вредителей растений, а также увеличивает аэрацию почвы, но, в то же время, он вредит огородам, посевам и портит луга (Likeviciene, 1962). Вред, наносимый кротом сельскому хозяйству, за последнее десятилетие возрос в связи с тем, что эти зверьки все больше приспосабливаются к жизни в синантропных биотопах; кроме этого, крот играет значительную средообразующую роль в лесных биоценозах (Лисенков, 2000). Более глубокие знания биологии и экологии крота помогут в разрешении выше упомянутых проблем.
Несмотря на довольно многочисленные публикации по частным вопросам морфологии и таксономии, систематика семейства Talpidae до сих пор остается недостаточно разработанной. Это можно объяснить обитанием раз-
7 ных групп кротов в довольно близких экологических условиях, что наложило
отпечаток на их организацию и привело к проявлению сходных признаков (иногда - вторичному), но, в то же самое время, вследствие особенностей экологии, они сохранили ряд примитивных черт организации. В оценке признаков при построении семейства Talpidae на эти обстоятельства должно обращаться больше внимания, чем при разработке систематики наземных форм млекопитающих. Существенным препятствием в разработке систематики исследуемой группы животных является недостаточность коллекционных материалов, позволяющих строить не умозрительные, а базирующиеся на новой, солидной, фактической основе, классификации. Данные, полученные с помощью рестриктазного анализа повторяющихся областей ДНК (Банникова и др., 1996), отражают сложность филогенетических связей и определенную независимость морфологической, кариотипической и молекулярно-генетической эволюцией в семействе Talpidae. Данные исследования обусловят усовершенствование методики генетического анализа, которая в будущем предоставит возможность определить популяционную и видовую специфику не только изучаемых видов, но и других групп млекопитающих.
Выдвинут ряд в разной степени аргументированных классификаций семейства Talpidae, но убедительной, общепринятой системы нет. Все они могут рассматриваться лишь на уровне рабочих гипотез. В систематике сибирских представителей подсемейства Talpinae, несмотря на неоспоримый вклад в изучение данной группы насекомоядных на морфологической основе СУ. Строганова (1948) и Б.С. Юдина (1989), наиболее спорным следует считать правомерность выделения в самостоятельный род (Asioscalops) сибирского крота, предложенного СУ. Строгановым (1957), а также внутривидовую систематику Talpa europaea и Asioscalops altaica. Эти разногласия обусловлены почти полной неизученностью внутривидового полиморфизма, что затрудняет определение таксономической значимости признаков и способствует произвольной оценке ранга отдельных систематических категорий. С учетом актуальности и неразрешенности обозначенных выше вопросов пла-
8 нировалось установить таксономический ранг и критерии ныне выделяемых
двух видов кротов Т. еигораеа и Т. (As.) altaica, определив их морфогенети-
ческую структуру, степень дивергенции и филогенетические связи.
Сведения о границах ареалов обыкновенного и сибирского крота противоречивы и нуждаются в уточнении. Комплексных работ по определению геноморфологических и филогенетических связей между данными видами насекомоядных не проводилось, в то время как роющие формы, в силу экологического своеобразия, представляют особо ценный материал для популяци-онно-генетических и эволюционных исследований. Вопрос об общих механизмах пространственно-популяционной изменчивости до сих пор оставался открытым.
Ситуация меняется в связи с установлением международных связей на основе подписанного в 2004 г. и ныне действующего договора между Институтом экологии Вильнюсского университета и Институтом систематики и экологии животных СО РАН, что позволило сформировать интеграционную исследовательскую программу с рабочим названием «Молекулярно-генетическая, фенетическая и морфологическая изменчивость кротов рода Talpa и определение таксономических критериев». Проведенные в данной работе комплексные исследования, охватывающие территорию Палеарктики, открывают перспективы широкого международного сотрудничества.
Цель и задачи исследований
Цель работы - определить популяционную структуру кротов Talpa еигораеа, обитающих в различных регионах Литвы, изучив их феногенетиче-скую и морфологическую дифференциацию, уточнить таксономический ранг сибирских кротов рода Asioscalops.
9 Задачи исследований:
Определить молекулярно-генетические признаки кротов Литвы, проведя анализ изоферментных систем.
Выделить и изучить фенетические признаки черепа кротов Talpa еигораеа, при этом установив фенетические дистанции между популяциями из разных эколого-географических регионов Литвы.
Провести морфометрический анализ параметров черепа и тела кротов и сопоставить их в соответствии с эколого-географическим положением популяций.
Определить некоторые особенности биологии и экологии кротов из различных географических регионов.
Установить соответствие между средовыми факторами и генетическими, фенетическими и морфометрическими характеристиками особей в различных географически удаленных популяциях.
Установить корреляцию между генетическими, фенетическими и морфометрическими характеристиками кротов в эколого-географическом пространстве, определив целесообразность их применения для исследований популяционной структуры котов.
Выделить морфогенетические признаки обыкновенного и сибирского кротов, установить их таксономический ранг.
Научная новизна
Впервые проведен комплексный феногенетический анализ кротов Talpa еигораеа в Литве на популяционном уровне. Полученные данные отражают сложность филогенетических связей и определенную независимость морфологической, фенетической и молекулярно-генетической эволюции кротов Т. еигораеа. Многомерный анализ морфометрических показателей подтвердил родовую самостоятельность сибирского крота {Asioscalops Stroganov, 1941).
10 В Литве впервые собрано большое количество материала, на основании
которого проведен морфометрический анализ тела и черепа кротов, фенети-ческий анализ неметрических признаков черепа и изоферментный анализ печени, изучены некоторые аспекты биологии и экологии этих насекомоядных. Как в Литве, так и в других странах аналогичные работы не проводились. В данной диссертации для определения внутривидовой изменчивости кротов в Литве впервые применялись фенетический и изоферментный методы исследований, при этом определена целесообразность их применения для определения популяционной структуры кротов, что послужит предпосылкой для такого же рода анализа других видов млекопитающих.
Впервые проанализировано влияние таких природных факторов как ледник, географические расстояния, реки, рельеф местности на геноморфо-логическую структуру кротов.
Практическая значимость работы заключается в возможности дальнейшего использования как феногенетических, так и морфометрических признаков для оценки популяционной структуры кротов рода Talpa. Результаты исследований использованы в курсе лекций по зоологии в высших учебных заведениях Литовской Республики.
Основные положения, выносимые на защиту:
Определена возможность использования кротов Talpa europaea в качестве удобного объекта популяционного феногенетического мониторинга в геохронологическом пространстве в силу особенностей их организации.
Установлено, что кроты родов Talpa, Asioscalops и Mogera хорошо различаются между собой как по ряду метрических, габитуальных и краниальных, признаков, так и по комплексным показателям.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы были представлены на 7 конференциях, из которых 5 являются международными: Jaunujq mokslininkq. konferencija "Gyvmrq ekologija - 2" (Vilniaus Ekologijos institutas, 2000 m. geguzes 25 - 26 d., Vilnius); Jaunujq mokslininkq konferencija "Gyvuni ekologija - 3" (Vilniaus Ekologijos institutas, 2001 m. geguzes 24 - 25 d., Vilnius); 5th Baltic Theriological Conference (Lithuanian Theriological Society, Baltic Environmental Forum an Institute of Ecology, April 15 - 18, 2002, Birstonas, Lithuania); Conference "Molecular ecology, evolution and systematics" (University of Vytautas Magnus, Vilnius University, Lithuanian Veterinary Academy, April 20 - 23, 2002, Birstonas, Lithuania); «Сибирская зоологическая конференция, посвященная 60-летию Института систематики и экологии животных СО РАН» (Новосибирск, 2004.09.15 - 22 d.); Ill Международная научно-практическая конференция (Караганда, 2004); 6 Baltic Theriological Conference (Latvian Theriological Society, November 11-15,2005, Kempeni, Latvia).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ:
Стародубайте М., Потапов М.А. Многомерный анализ морфометриче-ских показателей подтверждает родовую самостоятельность сибирского крота (gen. Asioscalops Stroganov, 1941)// Вестник Красноярского государственного университета. - 2006. - Вып. 6. - С. 26-30.
Стародубайте М., Сруога А., Буткаускас Д. Изоферментный анализ и некоторые особенности экологии крота (Talpa europaea L.) II Актуальные проблемы экологии: Мат-лы III Междунар. науч.-практ. конф. - Караганда: Изд-во КарГУ, 2004. - Ч. 1. - С. 218-219.
Стародубайте М., Сруога А., Буткаускас Д., Мозалене Е., Паулаускас А. Изоферментный анализ и некоторые особенности экологии крота {Talpa europaea L.) в Литве // Сибирская зоологическая конференция, посвященная 60-летию Института систематики и экологии животных СО РАН: Тез. докл. (Новосибирск, 15 - 22 сентября 2004 г.). - Новосибирск: ООО «Талер-Пресс», 2004. - С. 329.
4. Paulauskas A., Starodubaite M. Isoensyme analysis of European mole {Talpa
europaea Linnaeus) from Lithuania II Acta Zoologica Lituanica. - 2003. - V. 13, №3.-P. 299-305.
Starodubaite M. Genetic variability of the Common mole {Talpa europaea Linnaeus, 1758) in Lithuania II Conference "Molecular ecology, evolution and systematics" (University of Vytautas Magnus, Vilnius University, Lithuanian Veterinary Academy, April 20 - 23, 2002, Birstonas, Lithuania). - Birstonas: University of Vytautas Magnus, 2002. - P. 38.
Starodubaite M. Kurmio {Talpa europaea Linnaeus, 1758) biologijos ypatu-mai II Jaunujq mokslininki^ konferencija "Gyvunq ekologija - 2" (Vilniaus Ekologijos institutas, 2000 m. geguzes 25 - 26 d., Vilnius). - Vilnius: Vilniaus Ekologijos institutes, 2000. - P. 32-33.
Starodubaite M. Kurmio {Talpa europaea) kuno ir kaukoles morfometrija Lie-tuvoje II Theriologia Lituanica. - 2004. - №4. - P. 33-38.
Starodubaite M. Кштпіц {Talpa europaea Linnaeus, 1758) genetiniai tyrimai Lietuvoje II Jaunujij mokslininkq. konferencija "Gyvunu_ ekologija - 3" (Vilniaus Ekologijos institutas, 2001 m. geguzes 24 - 25 d., Vilnius). - Vilnius: Vilniaus Ekologijos institutes, 2001.- P. 7.
Starodubaite M., Sruoga A., Butkauskas D., Paulauskas A., Potapov M. Genetic variability of the Common Mole {Talpa europaea) in different regions of Lithuania II 6th Baltic Theriological Conference (Latvian Theriological Society, November 11-15, 2005, Kempeni, Latvia). - Kempeni: Latvian Theriological Society,2005.-P. 52.
Благодарности.
Выражаю огромную благодарность своему научному руководителю, заведующему лабораторией экологических основ охраны генофонда животных, к.б.н. Михаилу Анатольевичу Потапову, высококвалифицированному специалисту, за руководство, ценные советы и замечательные человеческие качества.
Особую признательность и благодарность хочу выразить моему научному консультанту чл.-корр. РАН, д.б.н. Вадиму Ивановичу Евсикову за искреннюю поддержку и внимание.
За сердечную заботу благодарю к.б.н. Веру Ивановну Родькину.
Глубоко признательна к.б.н. Павлу Владимировичу Чащину, предоставившему часть материала.
Глубокую признательность выражаю всем сотрудникам Института систематики и экологии животных СО РАН и Института экологии Вильнюсского университета, а особенно габил. д., проф. Аниоласу Сруоге и заведующему лабораторией Популяционной генетики д. Дал юсу Буткаускасу, за всяческую поддержку.
Сердечно благодарю руководителя отделом Иностранных связей Академии наук Литвы, Президента Лиги защиты прав человека Литвы Марию Нийоле Стачиокене за неоценимую помощь, моральную поддержку, а также высокие человеческие качества, и, конечно, своих родителей и друзей, приложивших все усилия, чтобы данная работа состоялась.
Работа выполнена на базе Института экологии Вильнюсского университета и Института систематики и экологии животных СО РАН в рамках договора о научном сотрудничестве между ними, действующего начиная с 2004 года.
Генетические исследования
Одним из методов исследования популяционной изменчивости является использование генетических маркеров. Ныне, наряду с другими методами исследований (биохимическим, фенетическим, морфометрическим), он обрел важную роль. Иссл едуя полиморфные системы некоторых ферментов, используя метод электрофореза, в Восточной Азии определена генетическая изменчивость лягушек Rana pirica. Проанализировано 140 индивидов из популяций Хоккайдо и Сахалина, в том числе и 12 особей R. ornativentris с о. Ханшу и остальной части Японии. Определена небольшая генетическая изменчивость Rana pirica и большое генетическое сходство между популяциями данного вида с о. Хоккайдо и Сахалина. Между данными популяциями зафиксированы лишь небольшие отличия. Очевидно, что степень генетической изменчивости между исследуемыми амфибиями с о. Хоккайдо и остальной части Японии небольшая - фауну данных земноводных объединяют близкие филогенетические связи (Trakimas et al., 2003).
Проведено аллозимное сравнение по 20 белковым локусам мышевидных грызунов рода Microtus. У всех исследованных животных установлено 10 мономорфных локусов (LDH-1, LDH-2, LDH-per, IDH-1, IDH-2, PGM, AAT-2, MOR-1, MOR-2, Alb), а остальные 10 локусов изменчивы на популяци онном, внутривидовом либо межвидовом уровнях. Для всех сравниваемых пар видов обнаруживаются локусы, по которым зафиксированы различающиеся аллели в выборках разных видов. Наименьшие величины генетических дистанций (Nei, 1972) определены при внутривидовых сравнениях (0,022-0,030). Полученные значения для всех видовых форм (0,143 и 0,398) включают и дистанцию между Microtus maximoviczi и М. (maximoviczi) gromowi (0,292) (Фрисман и др., 2004).
Для выявления таксономического ранга и оценки уровня сохраняющегося генетического потенциала был проведен молекулярно-генетический анализ ДНК дальневосточных леопардов из популяции юга Приморского Края и леопардов из неволи, как происходящих из Северной Кореи, так и рожденных в зоопарках. Анализ проводился с использованием секвенирования, участков митохондриальных генов (CR и NADH-5) и генотипирования 25 ядерных микросателитных локусов. Выяснено, что живущая в неволе популяция дальневосточного леопарда (Panthera pardus orientalis) происходит как минимум от двух географически и генетически близких природных подвидов основателей (P. p. orientalis и P. p. japonensis) и может рассматриваться как» природная популяция, существовавшая на данной территории еще в XIX в., когда имел место поток генов между этими двумя подвидами (Уфыркина, 2004).
Изучение генетического разнообразия кротов с использованием алло-зимов начато в Америке (Yates, Greenbaum, 1982), в Европе основателем исследований данных насекомоядных, начатых в 1984 г., является M.G. Filippucci с соавт. (1987). Первые исследования были связаны с изучением таксономии кротов. Изоферментный анализ позволил выделить в роде Talpa виды europaea, romana, caeca (Filippucci et al., 1987). В продолжение систе матических исследований оценивалась генетическая изменчивость изофер-ментов кротов. Исследованы 38 локусов изоферментов методом электрофо-резного анализа, 15 локусов {Mdh-1, Ldh-l, Ldh-2 и др.) оказались мономорф-ными во всех исследованных популяциях из Испании, Австрии, Италии и Греции видов Т. еигораеа, Т. готапа, Т. caeca, Т. occidentalism Т. stankovici. Остальные 19 локусов (Ме-1, Ме-2, Np, Est-1, Est-2, ldh-2, Ada и др.) имели свойственные видам аллели. Всем популяциям была свойственна небольшая генетическая изменчивости, независимо от величины выборки. В отдельных популяциях средняя ожидаемая гетерозиготность в локусе (НЕ) составляла от 0,000 до 0,006. При изучении частот аллелей 38 локусов установлена генетическая дистанция (D) по Нею (Nei, 1972) в выборках вида Talpa еигораеа из Италии и Греции, значение которой было равно 0, а средняя внутривидовая генетическая дистанция - 0,007. Определены яркие различия между Т. еигораеа из Австрийских Альп и Северной Италии в связи с очень высокой частотой аллеля Мрі в австрийской выборке, который не обнаружен в выборке из Италии. Считается, что низкая генетическая изменчивость и мономорфизм исследованных локусов является феноменом, отражающим приспособление гомозигот к подземному образу жизни в относительно постоянной и узкой нише (Filippucci et al., 1987).
Схожие результаты получены при анализе 44 кротов из Италии и Швейцарии с применением изоферментного анализа в геле крахмала (Suchentrunk et al., 1995). Изучены 33 изоферментные системы, кодируемые 44 локусами. В двух локусах (Est-1, Est-D) проявилось разнообразие аллелей. Значение средней установленной гетерозиготности (по 44 локусам) составляло 0,003, а доля полиморфных локусов в каждом исследованном виде (Т. еигораеа, Т. caeca), соответственно, - 2,3 %. В выборках Т. еигораеа из различных регионов определено значительное отклонение от равновесия Харди-Вайнберга в связи с дефицитом гетерозигот в Est-І локусе. Дефицит гетерозигот, по всей видимости, обусловлен довольно небольшой плотностью популяции на исследуемой территории. Число гомозиготных генотипов может возрасти из-за небольшой эффективной численности и большой склонности к инбридингу. Значение генетической дистанции между регионами по Нею (Nei, 1972) составляло от 0 до 0,002. Значимое разнообразие частот аллелей между выборками отражает обособленность генофондов и, соответственно, ограниченный поток генов.
Таким образом, все данные исследования подтверждают, что дробление видового генофонда кротов ускоряет изоляция отдельных геномных вариантов и фиксация дрейфа генов в малочисленных популяциях.
Был проведен изоферментный анализ кротов Talpa europaea из четырех отдельных местностей Литвы: Kairenai, Puvociai, Zuvintas и Kupiskis. При использовании метода вертикального электрофореза в полиакриламидном геле определена генетическая изменчивость ферментов печени кротов - неспецифического белка, малатдегидрогеназы, маликэнзима и эстераз. Определено восемь полиморфных локусов: в Est-І локусе - 4 аллеля, в Est-2 - 4, в Est-З -5, в Mdh-1 - 3, в Ме-1 - 4, в Np-2 - 2, в Np-4 - 4, в Np-5 - 2 аллеля. В выборках из отдельных местностей частоты аллелей и генотипов различались. Наибольшее число аллелей и генотипов определено в выборке из Puvociai, наименьшее - в Zuvintas (Paulauskas, Starodubaite, 2003).
Морфометрические исследования кротов
Работа „Биология алтайского крота" (Бородулина, 1953) посвящена некоторым особенностям морфометрии и этологии, половой и возрастной по-пуляционной структуре исследуемой группы насекомоядных.
На территории Литвы морфологию крота изучала Н. Ликявичене. Проведя морфометрический анализ 466 особей, она определила следующие параметры: средняя масса тела самок (Q = 87,9 г) и самцов (Q = 99,8 г), средняя длина тела (L = 129 мм - самок, L = 147 мм - самцов), средняя длина хвоста (С = 32 мм - самок, С = 38 мм - самцов) и средняя длина ступни (Р = 18 мм -самок, Р = 19 мм - самцов) (Likeviciene, 1962).
Почти в то же самое время проведенные схожие исследования (Gumbelyte, 1961) показали, что морфометрические промеры тела кротов больше, чем у самок, однако, по сравнению с результатами, полученными Н.
Ликявичене, за исключением средней длины хвоста (38,96 мм) и ступни (19,14 мм), величины других исследованных параметров были несколько меньше. По исследованию 19 кротов получены данные величины: средняя масса тела самок (Q = 81,75 г) и самцов (Q = 92,55 г), средняя длина тела (L = 128 мм - самок, L = 136,82 мм - самцов), средняя длина хвоста (С = 30,9 мм -самок, С = 38,96 мм - самцов), средняя длина ступни (Р = 17,7 мм - самок, Р = 19,14 мм - самцов). Тем не менее, приняв во внимание факт, что разрыв между величиной выше упомянутых выборок слишком велик, соответственно, п = 466 и n = 19, данное несоответствие может быть проигнорировано.
Морфометрические данные использовались при изучении географического разнообразия крота (Tapla europaea), обитающего в различных биотопах: на полях, в лесах, а также на 2000 м над уровнем моря. На основании этих данных были установлены таксономические различия между Т. готапа, Т. occidentalis, Т. stankovici, Т. europaea, Т. caeca sensu lato, Т. готапа sensu lato (из Македонии и Италии). Биометрический анализ краниометрических параметров показал явные морфологические различия между исследованны- ми группами кротов. Методом краниальной аллометрии было выделено два подвида кротов, обитающих в отдельных частях Западной и Центральной Ев- . pone (Stein, 1962), - Т. europaea europaea с массивным черепом, и Т. е. cinerea с узким, более мелким черепом. Кроме выше указанных подвидов, другими авторами (Petrov, 1971; Grulich, 1969) также описан подвид Т. е. pancici. Существует мнение, что в Европе обитают различные экотипы кротов, отличающиеся между собой размерами тела (Stein, 1962).
Спустя несколько десятилетий для исследования географической изменчивости популяционной структуры кротов (Talpa europaea) в Европе итальянские ученые также применили метод морфометрических исследований. Результаты, полученные при анализе 15 метрических признаков нижней челюсти Talpa europaea, позволили выделить 4 различные фенетические группы данного вида (Loy, Corti, 1996).
Морфометрический анализ некоторых параметров тела и черепа кротов {Talpa europaea), обитающих на территории Литвы, проводился с целью изучения как вышеупомянутых метрических признаков, так и определения морфологических различий между особями из семи географически отдаленных точек страны, расстояние между которыми составляло от 7 до 265 км. Достоверных различий между изучаемыми параметрами кротов из вышеуказанных точек Литвы проведенный анализ не показал. В данной работе представлены значения изучаемых морфометрических признаков тела (Q, L, С, Р) и черепа (КБД, ДВРЗ, МШ, СШ, НШЧ, НВЧ), которые сравнивались с данными, опубликованными в книге «Фауна Литвы. Млекопитающие» (Lietuvos fauna, 1988) (Starodubaite, 2004).
Физико-географическая характеристика литвы
Климат Литвы является переходным между Западно-Европейским морским и Евроазиатским континентальным (Mazvila, 1998). Климат Литвы находится под наиболее частым влиянием Атлантического циклона, который приносит влагу и сглаживает температурные различия. Западной части страны, в особенности прибрежной территории Балтийского моря, свойствен более ярко выраженный морской климат, а в восточных регионах преобладает континентальный климат (Kausyla, 1981; Lietuvos klimato zinynas, 1991; 1992; 1996).
Средняя многогодовая температура воздуха составляет 6,2 С, абсолютный температурный максимум - 37,5 С, зарегистрирован в июле, минимум - (-49,9 С) - в январе. Период вегетации (при средней температуре воздуха не ниже 10 С) в среднем продолжается 145 дней в год.
По количеству осадков территория Литвы относится к зоне избыточной влажности, в связи с тем, что не все осадки могут испаряться. В год в среднем выпадает 661,5 мм осадков. Распределение осадков в Республике неравномерно: наибольшее количество осадков (до 900 мм) выпадает в западной предветренной части Жямайтийсских возвышенностей, а на равнинах центрального и северного регионов среднее годовое количество осадков составляет 500 мм. Наиболее дождливые месяцы в Литве - июль и август.
Первый снег обычно выпадает 15 - 20 ноября, а постоянный снежный покров образуется в конце декабря и держится 70 - 100 дней. Средняя толщина снежного покрова - 5 см в западной и, соответственно, 20 - 25 см в восточной части страны. Зима на территории Литвы сопровождается регулярными и длительными оттепелями. Окончательно снег обычно растаивает в конце марта.
Основные геоморфологические черты Литвы сформировались во время нескольких оледенений, начавшихся в плейстоцене. Последний ледник покрывал почти всю территорию Литвы, за исключением самой юго-западной ее части. В настоящее время из ледниковых накоплений сформировались крупные моренные структуры. Регрессирующие ледники и талая вода Besitraukiantys сформировали моренные и акваглациальные образования рельефа, которые позже подверглись трансформации эрозионными термокарстовыми и зольными процессами.
Биогенные процессы интенсивно меняют поверхность планеты. Фауна механически сопутствует тлению. Все животные, ведущие роющий образ жизни, формируют сложные разных размеров системы подземных ходов, которые часто образуют впадины. В них также легко просачиваются почвенные и грунтовые воды, обуславливающие размывания, суффозии и карст. Зооген-ные формы рельефа разнообразнее, чем фитогенные. В средних широтах -это вырытые животными норы и образованные насыпи - кротовины.
Ландшафту Литвы свойственны моренные, приозерные ледниковые и старинные алювные равнины, холмы, холмистые моренные возвышенности, прибрежные равнины, зандровые равнины и долины рек. Наивысшая точка Литвы - 293 м.
На Куршской дуге и на континентальном взморье постираются песчаные сопки. Континентальные сопки покрывают флувиоглациальные и алювные пески. Песчаные равнины с низкоплодородной почвой поросшие сплошным сосняком, в низовьях образованы озера или комплексы болот и топей.
Холмистый, озерный ландшафт преобладает в возвышенностях восточной и южной части Литвы, а в западных - расположены крупные Жямай-тийсские возвышенности. На данных территориях мозаично сменяют друг друга участки лесов, озер, долин рек и сельского хозяйства. В низменностях, долинах и вокруг озер распространены болота, топи и прочие мокроты. Центральной, южной и юго-восточной частям Литвы свойствен широкий однообразный ландшафт моренных и лимноглациальных равнин. В данных регионах, в силу плодородных почв, наиболее развито сельское хозяйство. Леса маломасштабные, с преобладанием ели, березы, ольхи либо осины (широко-лиственные леса распространены на юго-западе) (Cesnulevicius, 1998).
Классификация растительности в Литве проводиться на основании Braun - Blankuet системы (Braun - Blankuet, 1964). Распространение лесов в Республике обусловлено влиянием природных, антропогенных и исторических факторов. Обычно, в регионах с плодородными почвами, в связи с окультуриванием, меньше лесов. Данным регионам свойственна фрагментация леса. Леса в Литве занимают площадь в 1 967 700 га, а лесонасажденная часть страны составляет 31,7 % (Lietuvos miskq ukio statistika, 2004). Наибольшая часть леса регистрируется в округах Алитуса (48,9 %) и Вильнюса (43,6%), а, соответственно, наименьшая - в округах Мариямполе (21,1 %) и Клайпеды (23,3 %).
Генетические исследования кротов (talpa europaea l.) в Литве
Кроты как подземная роющая форма млекопитающих, в силу своей экологической пластичности, являются ценным объектом для определения их как внутривидовой и межвидовой популяционной структуры, так и филогенетических связей между ними.
Окружающая среда - динамическая природная система. Все компоненты ландшафта, как в прошлом, так и в настоящее время, в большей или меньшей мере обуславливает его черты, соответственно, влияя на жизненные условия определенных групп животных.
Таким образом, в данной работе намечается определить влияние отдельных природных факторов (географического расстояния, ледника, структуры почвы, распределения сети рек, климата и т. п.) и их комплекса на по-пуляционную дифференциацию отдельных групп семейства Talpidae, а также на формирование филогенетических связей между ними.
Идеальные популяции практически не встречаются в природе, ибо всегда существуют естественные факторы, сдвигающие их с точки равновесия, нарушающие их стабильность - случайный дрейф генов, мутации, миграция и естественный отбор.
Если считать доказанным, что последние 10 тыс. лет биосфера не претерпевала резких изменений и лишь аккумулировала локальные деформации, то следует признать, что сегодня мы являемся свидетелями переломного этапа в эволюции природы и в состоянии окружающей среды. Как генетические, так и морфологические исследования показали, что природные популяции находятся под влиянием комплекса природных факторов, обуславливающих как направленные, так и случайные процессы в группах живых организмов (Алтухов, 2003). Генетическая изменчивость является предпосылкой возникновения эволюционных адаптации к изменяющимся природным условиям (Lande, Barrowclough, 1989).
Таким образом, целесообразно проследить и изучить эволюцию на фоне выше упомянутых факторов.
Исследование изоферментных систем (малатдегидрогеназы, маликэн-зима, эстеразы, неспецифического белка) методом электрофореза в полиак-риламидном геле показало различную активность и полиморфизм ферментов во всех выбранных системах.
Определена стабильность и информативность эстераз и неспецифического белка, поэтому генетический анализ кротов проводился на основе данных систем.
Кроме того, при изучении биохимических маркеров нельзя рассчитывать найти межпопуляционные различия по каждому из изученных локусов (Яблоков, Ларина, 1985).
Выявлены 2 зоны активности эстераз и, соответственно, 3 локуса (Est -1, Est - 2 и Est - 3). Из-за недостаточной активности и информативности, ло-кусы Est- 1 и Est - 2 не анализировались. В полиморфном локусе Est - 3 определено 2 аллеля (рис. 8). Следовательно, дальнейший анализ проводился по данному локусу.
Аллельные фракции у взрослых индивидов из различных выборок между собой по подвижности не отличались, тем не менее, в Puvociai №1 аллелям ткани печени локуса Est - 3 добытого молодняка (п=6) присуща меньшая подвижность. При этом в анализируемом локусе проявляется дополнительная медленная фракция, в геле мигрирующая быстрее по сравнению с миграционной подвижностью в электрофореграмме Est- 3 локуса у взрослых особей.
Таким образом, в виду полученных результатов, для сравнения исследуемых выборок кротов, мы ограничились использованием результатов, полученных при электрофорезном анализе, лишь у взрослых индивидов.
Определено 6 локусов неспецифического белка (Np- 1, Np- 2, Np - З, Np-4, Np- 5, Np- 6), которые за исключением Np- 2 локуса, проявили слабую активность, в связи с этим, для дальнейшего анализа был выбран данный локус. В локусе Np- 2 определено 2 аллеля (рис. 9).
![Анатомическая изменчивость пояса и свободных нижних конечностей во взаимосвязи с показателями физического развития и типами телосложения девушек 17 - 20 лет Саратовского региона [Электронный ресурс]](/i/i/4229/186098.png "Анатомическая изменчивость пояса и свободных нижних конечностей во взаимосвязи с показателями физического развития и типами телосложения девушек 17 - 20 лет Саратовского региона [Электронный ресурс] Аристова Ирина Сергеевна")
