Информация о гранте

Грант РНФ 24-24-00158

Роль рефугиумов в сохранении генетического разнообразия у лесных видов юга Дальнего Востока

Год начала: 2024
Год окончания: 2025

Происходящие в настоящее время глобальные климатические изменения, а также все возрастающий антропогенный пресс приводят к стремительному изменению, а в некоторых случаях и к утрате биоразнообразия. На протяжении нескольких веков специалисты из разных областей биологии интересовал вопрос «Что определяет биоразнообразие?». Настоящий проект направлен на изучение процессов ответственных за формирование и поддержание биологического разнообразия на территории юга Дальнего Востока и понимание роли рефугиумов в становлении генетического разнообразия у лесных видов. В результате проекта планирует изучить особенности внутривидовой структуры трех лесных видов, посмотреть распределение основных филогенетических линий у лесных видов и оценить возможности существования множественных рефугиумов для исследованных видов на территории юга Дальнего Востока России. В качестве объектов исследования были выбраны два фоновых вида грызунов, типичных обитателей лесных экосистем юга Дальнего Востока России: Apodemus peninsulae и Craseomys rufocanus. А так же амурская долгохвостка Takydromus amurensis Peters, 1881 один из видов ящериц эндемичного для востока Азии рода. Для решения поставленной задачи планируется использовать интегративный подход с применением классических морфологических и генетических методов. Для генетического анализа планируется применить принципы и инструменты, используемые для ландшафтной генетики. Научная значимость проекта состоит в том, что полученные результаты позволят проанализировать микроэволюционные процессы, обеспечат представление о взаимосвязи видов и среды, позволят оценить особенности ландшафта препятствующие потоку генов и как влияют антропогенные изменения среды на структуру популяции. Полученные результаты значительно улучшат наше понимание о динамике популяций, что необходимо как для разработки эффективных планов управления и сохранения, так и для эффективной борьбы с видами-вредителями и переносчиками особо опасных болезней.
Участник(и):
Цуканова Виктория Дмитриевна
Шпеко Вероника Сергеевна
Попова Анастасия Андреевна
Результаты:
2024

В рамках выполнения работ по гранту РНФ, целью которого является проверка гипотезы о существовании “множественных рефугиумов” для лесных видов на территории юга Дальнего Востока:

- Впервые получены предварительные данные по изменчивости участка гена цитохрома b у 9 особей амурской долгохвостки юга Дальнего Востока России. Кроме этого впервые для рода Takydromus по данным изменчивости нуклеотидных последовательностей фрагмента гена цитохрома b мтДНК построена сеть гаплотипов, которая поддержала разделение 18 видов рода на две экологические формы: лесные и луговые, эволюция которых шла параллельно. Показано, что освоение представителями рода Takydromus лесных биомов привело к увеличению видового разнообразия внутри рода.

- Проведен анализ изменчивости гена цитохрома b у 11 особей восточноазиатских мышей с южных отрогов Сихотэ-Алиня (горах Пржевальского). В результате обнаружено высокое генетическое разнообразие, обусловленное присутствием на данной территории особей с гаплотипами трех филогенетических линий. Большая часть особей (72.73%) в популяции имели «Amur»-гаплотипы. Отмечено что частота особей с гаплотипами «Korea» на южных отрогах Сихотэ-Алиня (9.09%), значительно ниже, чем в популяции на самом юге Приморского края в Хасанском районе (38.46%). На южных отрогах Сихотэ-Алиня впервые для территории Дальнего Востока России обнаружены две особи с гаплотипами «Manchuria». Ранее в литературе была отмечена только одна находка особи с подобным гаплотипом в провинции Хэйлунцзян северо-востока Китая.

- Впервые проведен анализ изменчивости фрагмента гена цитохрома b (cytb) у красно-серой полевки на юго-западе Приморья. Обнаружено шестнадцать новых для вида гаплотипов, относящихся к двум филогруппам. В результате этой работы показана целесообразность выделения F-гаплотипов в отдельную филогенетическую группу и подразделенность филогруппы D на две подгруппы. Получены предварительные данные о распределении мтДНК линий у красно-серой полевки на юге края. Обнаружена тенденция к снижению частоты встречаемости С-2-гаплотипов с севера на юг и D-гаплотипов с запада на восток. Показано присутствие только D-гаплотипов на юго-западе Приморья, что указывает на барьерную роль Суйфуно-Ханкайской равнины для распространения красно-серой полевки.

За отчетный период было опубликовано две статьи в рецензируемых изданиях (Журнал Генетика и Амурский зоологический журнал) и одна отправлена в печать (журнал Известия РАН).

2025

1. Анализ участка гена цитохрома b мтДНК для амурской долгохвостки показал низкое генетическое разнообразие для вида: гаплотипическое разнообразие равно 92%, нуклеотидное – 0.92%, что значительно ниже, чем считалось ранее (Jeong et al., 2013). В целом, показатель нуклеотидного разнообразия оказался сопоставим со средним значением (1.10%) для отдельных локальных популяций китайской долгохвостки, и ниже, чем разнообразие у видов T. formosanus и T. viridipunctatus, обитающих на острове Тайвань (1.36% и 1.73%, соответственно). Полученные нами данные свидетельствуют о низком уровне потока  генов между отдельными географическими популяциями амурской долгохвостки (Nm варьирует от 0.09 до 0.26). Также показан достоверно высокий уровень подразделенности T. amurensis Приморского края от особей других географических популяций Китая («Lia» и «Hei») и Южной Кореи («Kor»). Высказано предположение о существования в прошлом рефугиума на юге Сихотэ-Алиня для амурской долгохвостки. По полученным данным подготовлена рукопись статьи Шереметьевой И.Н., Поповой А.А., Горобейко У.В., Масловой И.В. «Генетическая изменчивость гена цитохрома b мтДНК амурской долгохвостки Takydromus amurensis Peters, 1881 на юге Дальнего Востока России» в журнал Генетика.

2. В результате выполнения проекта получены новые данные по изменчивости цитохрома b двух фоновых лесных видов грызунов (восточноазиатской мыши и красно-серой полевки), которые указывают на высокое генетическое разнообразие региона, прежде всего западного макросклона Сихотэ-Алиня, как за счет собственных, сохранившихся в рефугиумах, гаплотипов, так и за счет особей, имеющих гаплотипы линий, сформированных за пределами Приморского края (линия «Korea»  из Кореи для восточноазиатской мыши  и филогруппа D из северо-востока Китая для красно-серой полевки).   Впервые проанализирована частота встречаемости разных филогенетических линий на территории Приморского края для восточноазиатской мыши и красно-серой полевки.  Выявлена неравномерность распределения гаплотипов разных линий для обоих видов на восточном и западном макросклоне Сихотэ-Алиня.  Анализ показал, что на Сихотэ-Алине гаплотипы «Manchuria» встречаются у особей восточноазиатской мыши только в трех локальных популяциях: западной части гор Пржевальского, Ливадийского хребта и восточного макросклона Сихотэ-Алиня. А F-гаплотипы встречаются у особей красно-серой полевки только в четырех локальных популяциях на Сихотэ-Алине: восточной части гор Пржевальского, Ливадийского хребта, Партизанского хребта и Холодного хребта. Высказано предположение что  гаплотипы  «Manchuria» для восточноазиатской мыши и  F и С-1 гаплотипы для красно-серой полевки маркируют территории, которые можно считать рефугиумами, сыгравшими важную роль в поддержании генетического разнообразия региона.  Сравнении распределения гаплотипов разных линий для двух лесных видов грызунов позволило предположить, что полное отсутствие гаплотипов других филогрупп кроме D (подгруппы D-1 и D-2) на юго-западе Приморья у красно-серой полевки и отсутствие гаплотипов линии «Manchuria» у восточноазиатской мыши свидетельствует о частичной барьерной роль Суйфуно-Ханкайской равнины для распространения лесных видов. Полученные данные свидетельствуют, об общем для двух видов лесного рефугиума, который располагался на юго-востоке Приморского края на Ливадийском хребте и прилежащих территориях. 

За отчетный период (2025 год) было опубликовано 2 статьи в рецензируемых изданиях, которые входят в WOS и включены в Единый государственный перечень научных изданий — «Белый список»: в журнале Генетика и в журнале Известия РАН. 

Публикации:

Genetic Variability of the mtDNA Cytochrome b Gene of the Amur Grass Lizard Takydromus amurensis Peters, 1881 in the South of the Russian Far East

Sheremetyeva I.N., Popova A.A., Gorobeyko U.V., Maslova I.V.

В журнале Russian Journal of Genetics

DOI: 10.1134/S1022795425700498

Эволюция лесов восточноазиатского флористического царства увеличила количество видов у азиатских травяных ящериц (Takydromus)

Шереметьева И.Н., Попова А.А.

В журнале Известия Российской академии наук. Серия биологическая

DOI: 10.31857/S1026347025050074