Генетическое разнообразие пашенной полевки Microtus agrestis (Arvicolinae, Rodentia) центральной части Северной Евразии по данным анализа гена цитохрома b

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Проведен анализ генетического разнообразия пашенной полевки с включением новых данных по полным последовательностям гена цитохрома b из наименее изученной области видового ареала – центральной части Северной Евразии (20 локалитетов Восточно-Европейской равнины, Урала, Западной и Восточной Сибири). Полученные результаты в целом согласуются с современными представлениями о филогеографической структуре вида, но указывают на ранее неучтенную генетическую неоднородность Восточной клады, занимающей всю азиатскую часть ареала вида и его европейскую часть до Северной и Восточной Европы. Проведенное на примере Урала сопоставление результатов анализа генетического разнообразия с возрастом палеонтологических находок позволяет предполагать, что климатические изменения позднего плейстоцена и голоцена могли приводить не к полному вымиранию вида на территориях региона, а к пространственному перераспределению его популяций с последующим полным или частичным замещением одних генетических групп другими.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. Э. Ялковская

Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: lida@ipae.uran.ru
Россия, Екатеринбург

П. А. Сибиряков

Институт зоологии Республики Казахстан

Email: lida@ipae.uran.ru
Казахстан, Алматы

М. А. Крохалева

Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук

Email: lida@ipae.uran.ru
Россия, Екатеринбург

Е. А. Маркова

Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук

Email: lida@ipae.uran.ru
Россия, Екатеринбург

А. В. Бородин

Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук

Email: lida@ipae.uran.ru
Россия, Екатеринбург

С. А. Борисов

Иркутский научно-исследовательский противочумный институт Сибири и Дальнего Востока

Email: lida@ipae.uran.ru
Россия, Иркутск

М. В. Чибиряк

Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук

Email: lida@ipae.uran.ru
Россия, Екатеринбург

А. В. Бобрецов

Печоро-Илычский государственный природный биосферный заповедник

Email: lida@ipae.uran.ru
Россия, пос. Якша

Список литературы

  1. Млекопитающие России: систематико-географический справочник. М.: Т-во научн. изданий КМК, 2012. 604 с.
  2. Shenbrot G.I., Krasnov B.R. An Atlas of the Geographic Distribution of the Arvicoline Rodents of the World (Rodentia, Muridae: Arvicolinae). Sofia & Moscow: Pensoft Publ., 2005. 336 p.
  3. Kryštufek B., Vohralik V., Zima J., Zagorodnyuk I. Microtus agrestis (errata version published in 2017) // The IUCN Red List of Threatened Species. 2016. https://dx.doi.org/10.2305/IUCN.UK.2016-3.RLTS.T13426A22349665.en
  4. Borodin A., Markova E., Zinovyev E. et al. Quaternary rodent and insect faunas of the Urals and Western Siberia: connection between Europe and Asia // Quat. Inter. 2013. V. 284. P. 132-150. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2011.07.050
  5. Jaarola M., Searle J.B. A highly divergent mitochondrial DNA lineage of Microtus agrestis in southern Europe // Heredity. 2004. V. 92. P. 228–234.
  6. Paupério J., Herman J.S., Melo-Ferreira J. et al. Cryptic speciation in the field vole: A multilocus approach confirms three highly divergent lineages in Eurasia // Mol. Ecol. 2012. V. 21. P. 6015–6032. https://doi.org/10.1111/mec.12024
  7. Herman J.S., Stojak J., Paupério J. et al. Genetic variation in field voles (Microtus agrestis) from the British Isles: selective sweeps or population bottlenecks? // Biol. J. Linn. Soc. 2019. V. 126. № 4. P. 852–865. https://doi.org/10.1093/biolinnean/bly213
  8. Kryštufek B., Shenbrot G.I. Voles and Lemmings (Arvicolinae) of the Palaearctic Region. Univ. Maribor: Univ. Press, 2022. 437 p.
  9. Herman J.S., Searle J.B. Post-glacial partitioning of mitochondrial genetic variation in the field vole // Proc. R. Soc. B. 2011. V. 278. P. 3601–3607. https://doi.org/10.1098/rspb.2011.0321
  10. Herman J.S., McDevitt A.D., Kawałko A. et al. Land-bridge calibration of molecular clocks and the Post-Glacial colonization of Scandinavia by the eurasian field vole Microtus agrestis // PLoS One. 2014. V. 9. № 8. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0103949
  11. Searle J.B., Kotlík P., Rambau R.V. et al. The Celtic fringe of Britain: Insights from small mammal phylogeography // Proc. R. Soc. B. 2009. V. 276. P. 4287–4294. https://doi.org/10.1098/rspb.2009.1422
  12. Beysard M., Perrin N., Jaarola M. et al. Asymmetric and differential gene introgression at a contact zone between two highly divergent lineages of field voles (Microtus agrestis) // J. Evol. Biol. 2012. V. 25. P. 400–408. https://doi.org/10.1111/j.1420-9101.2011.02432.x
  13. Stojak J., Borowik T., Górny M. et al. Climatic influences on the genetic structure and distribution of the common vole and field vole in Europe // Mammal. Res. 2018. V. 64. P. 19–29. https://doi.org/10.1007/s13364-018-0395-8
  14. Stojak J., Tarnowska E. Polish suture zone as the goblet of truth in post-glacial history of mammals in Europe // Mammal. Res. 2019. V. 64. P. 463–475. https://doi.org/10.1007/s13364-019-00433-6
  15. Равкин Ю.С., Богомолова И.Н., Шубилин С.М. и др. Пространственно-типологическая неоднородность населения мелких млекопитающих Западной Сибири (равнинная и горная территория) // Сиб. экол. журн. 2009. № 3. С. 475–487.
  16. Zinovyev E.V., Gilev A.V., Khantemirov R.M. Changes in the entomofauna of the southern Yamal Peninsula in connection with shifts of the northern timberline in the Holocene // Entomological Revi. 2001. V. 81. № 9. P. 1146–1152.
  17. Haynes S., Jaarola M., Searle J.B. Phylogeography of the common vole (Microtus arvalis) with particular emphasis on the colonization of the Orkney archipelago // Mol. Ecol. 2003. V. 12. P. 951–956. https://doi.org/10.1046/j.1365-294x.2003.01795.x
  18. Brunhoff C., Galbreath K.E., Fedorov V.B. et al. Holarctic phylogeography of the root vole (Microtus oeconomus): Implications for late Quaternary biogeography of high latitudes // Mol. Ecol. 2003. V. 12. P. 957–968. https://doi org/10.1046/j.1365-294x.2003.01796.x
  19. Сибиряков П.А., Товпинец Н.Н., Дупал Т.А. и др. Филогеография обыкновенной полевки Microtus arvalis (Rodentia, Arvicolinae) формы obscurus: новые данные по изменчивости митохондриальной ДНК // Генетика. 2018. Т. 54. № 10. С. 1162–1176. https://doi.org/10.1134/S0016675818100132
  20. Markova A.K., Puzachenko A.Yu., Glushankova N.I. The Likhvin (=Holsteinian, =Hoxnian) small mammal faunas of Europe (MIS 11) with reference to the easternmost Likhvin small mammal locality Rybnaya Sloboda (Volga basin, Russia) // Quat. Int. 2022. V. 674-675. P.18–30. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2022.12.002
  21. Смирнов Н.Г., Большаков В.Н., Бородин А.В. Плейстоценовые грызуны севера Западной Сибири. М.: Наука, 1986. 146 с.
  22. Бородин А.В. Полевки (Arvicolinae, Rodentia) Урала и Западной Сибири (эоплейстоцен–голоцен): Дис. ... док. биол. наук. Екатеринбург: ИЭРиЖ УрО РАН, 2012. 585 с.
  23. Смирнов Н.Г. Разнообразие мелких млекопитающих Северного Урала в позднем плейстоцене и голоцене // Материалы и исследования по истории современной фауны Урала. Екатеринбург: Екатеринбург, 1996. С. 39–83.
  24. Kuzmina E.A., Smirnov N.G., Ulitko A.I. New data on Late Pleistocene–Holocene small mammal communities from the Ural–Sakmara interfluve, Southern Urals // Quat. Int. 2016. V. 420. P. 56–64. https://doi.org//10.1016/j.quaint.2016.02.007
  25. Смирнов Н.Г., Большаков В.Н., Косинцев П.А. и др. Историческая экология животных гор Южного Урала. Свердловск: УрО АН СССР, 1990. 224 с.
  26. Смирнов Н.Г., Кузьмина Е.А., Коурова Т.П. Новые данные о грызунах Северного Урала в позднеледниковье // Биота Приуральской Субарктики в позднем плейстоцене и голоцене. Екатеринбург: 1999, С. 68–77.
  27. Смирнов Н.Г. Мелкие млекопитающие Среднего Урала в позднем плейстоцене и голоцене. Екатеринбург: Наука, Уральское отд., 1993. 62 с.
  28. Изварин Е.П. Формирование фауны мелких растительноядных млекопитающих западного склона Среднего Урала в позднем плейстоцене и голоцене: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Екатеринбург: ИЭРиЖ УрО РАН, 2017. 20 с.
  29. Фадеева Т.В., Смирнов Н.Г. Мелкие млекопитающие Пермского Предуралья в позднем плейстоцене и голоцене. Екатеринбург: Гощицкий, 2008. 172 с.
  30. Jaarola M., Searle J.B. Phylogeography of field voles (Microtus agrestis) in Eurasia inferred from mitochondrial DNA sequences // Mol. Ecol. 2002. V. 11. P. 2613–2621. https://doiorg/10.1046/j.1365-294x.2002.01639.x
  31. Liu Sh., Jin W., Liu Y. et al. Taxonomic position of Chinese voles of the tribe Arvicolini and the description of 2 new species from Xizang, China // J. Mammal. 2017. V. 98. № 1. P. 166–182. https://doi.org/10.1093/jmammal/gyw170
  32. Lissovsky A.A., Petrova T.V., Yatsentyuk S.P. et al. Multilocus phylogeny and taxonomy of East Asian voles Alexandromys (Rodentia, Arvicolinae) // Zool. Scr. 2018. V. 47. № 1. P. 9–20. https://doi.org/10.1111/zsc.12261
  33. Aljanabi S.M., Martinez I. Universal and rapid salt-extraction of high-quality genomic DNA for PCR-based techniques // Nucl. Acids Res. 1997. V. 25. P. 4692–4693. https://doi.org/10.1093/nar/25.22.4692
  34. Tougard C., Brunet–Lecomte P., Fabre M., Montuire S. Evolutionary history of two allopatric Terricola species (Arvicolinae, Rodentia) from molecular, morphological, and palaeontological data // Biol. J. Linn. Soc. 2008. V. 93. P. 309–323. https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.2007.00926.x
  35. Hall T.A. Bio-Edit: A user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT // Nucl, Acids Symp. Series. 1999. V. 41. P. 95–98.
  36. Tamura K., Peterson D., Peterson N. et al. MEGA6: Molecular evolutionary genetics analysis version 6.0 // Mol. Biol. Evol. 2013.V. 30. P. 2725–2729. https://doi.org/10.1093/molbev/mst197
  37. Ronquist F., Teslenko M., Van Der Mark P. et al. MrBayes 3.2: Efficient Bayesian phylogenetic inference and model choice across a large model space // Systematic Biol. 2012. V. 61. P. 539–542. https://doi.org/10.1093/sysbio/sys029
  38. Nylander J.A.A. MrModeltest v2. Program distributed by the author. 2004. Evolutionary Biology Centre, Uppsala Univ.
  39. Bandelt H.-J., Forster P., Röhl A. Median-joining networks for inferring intraspecific phylogenies // Mol. Biol. Evol. 1999. V. 16. P. 37–48.
  40. Leigh J.W., Bryant D. POPART: Full-feature software for haplotype networkconstruction // Methods Ecol. Evol. 2015. V. 6. P. 1110–1116. https://doi.org/10.1111/2041-210X.12410
  41. Excoffier L., Laval G., Schneider S. Arlequin (version 3.0): An integrated software package for population genetics data analysis // Evol. Bioinformatics Online. 2005. V. 1. P. 47–50. https://doi.org/10.1177/117693430500100003
  42. Librado P., Rozas J. DnaSP v5: A software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data // Bioinformatics. 2009. V. 25. P. 1451–1452. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btp187
  43. Бердюгин К.И., Большаков В.Н., Балахонов В.С. и др. Млекопитающие Полярного Урала. Екатеринбург: изд-во Уральского ун-та, 2007. 384 с.
  44. Бобрецов А.В. Популяционная экология мелких млекопитающих равнинных и горных ландшафтов северо-востока Европейской части России. М.: Т-во науч. изданий КМК, 2016. 381 с.
  45. Кривцов В.А., Водорезов А.В. Физическая география и ландшафты России. Электронное учебное пособие. Рязань: Изд-во РГУ им. С.А. Есенина, 2016. 408 с.
  46. Абрамсон Н.И., Родченкова Е.Н., Костыгов А.Ю. Генетическая изменчивость и филогеография рыжей полевки (Clethrionomys glareolus, Arvicolinae, Rodentia) на территории России с анализом зоны интрогреcсии мтДНК близкородственного вида красной полевки (Сl. rutilus) // Генетика. 2009. Т. 45. № 5. С. 610–623. https://doi.org/10.1134/S1022795409050044
  47. Melnikova (Rodchenkova) E.N., Kshnyasev I.A., Bodrov S.Yu. et al. Sympatric area of Myodes glareolus and M. rutilus (Rodentia, Cricetidae): historic and recent hybridization// Proc. Zool. Institute RAS. 2012. V. 316. № 4. P. 307–323.
  48. Kobashi T., Severinghausa J.P., Brook E.J. et al. Precise timing and characterization of abrupt climate change 8200 years ago from air trapped in polar ice // Quat. Sci. Rev. 2007. V. 26. № 9–10. P. 1212–1222. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2007.01.009
  49. Li C., Li Y.-X., Zheng Y. et al. A high-resolution pollen record from East China reveals large climate variability near the Northgrippian-Meghalayan boundary (around 4200 years ago) exerted societal influence // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2018. V. 512. С. 156–165. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2018.07.031
  50. Markova E.A., Strukova T.V., Borodin A.V. Can we infer humidity gradients across the Ural Mountains during the Late Quaternary using Arvicoline rodents as an Environmental Proxy? // Rus. J. Ecol. 2022. V. 53. № 6. P. 485–499. https://doi.org/10.1134/s1067413622060108

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Ареал M. agrestis [3], точки сбора нового материала и географическая локализация данных базы GenBank, анализируемых в работе

Скачать (704KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Филогенетическое дерево M. agrestis, реконструированное методом Байесова анализа для 348 гаплотипов cytb (1140 пн). I–VI – клады: I – Восточная, II – Центрально-Европейская, III – Скандинавская, IV – Западно-Европейская, V – Французская, VI – Северо–Британская. Ia–Ic – группы гаплотипов Восточной клады. Черные круги – оригинальные гаплотипы (Magr1–Magr37). Цифры над ветвями – постериорные вероятности (BI > 0.70). Окружности с цифрами на ветвях гаплогруппы Ic – постериорные вероятности (BI > 0.65) для подгрупп, включающих гаплотипы с территории Урала

Скачать (402KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Медианная сеть 348 гаплотипов cytb (1140 пн) M. agrestis. I–VI клады: I – Восточная, II – Центрально-Европейская, III – Скандинавская, IV – Западно-Европейская, V – Французская, VI – Северо–Британская. Ia–Ic – гаплогруппы Восточной клады. Черные круги – оригинальные гаплотипы (Magr1–Magr37)

Скачать (665KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Географическое положение гаплогрупп Восточной клады M. agrestis

Скачать (712KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Группы гаплотипов, обнаруженные у M. agrestis в трех локалитетах Северного, пяти локалитетах Среднего и пяти локалитетах Южного Урала (а) и разнообразие ландшафтов (б), в которых рассматриваемый вид встречается (+) или не встречается (−) на Северном, Среднем и Южном Урале (на примере западного склона)

Скачать (202KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».