OAKS OF THE WESTERN CAUCASUS: SPECIES STRUCTURE AND HYBRIDIZATION INVESTIGATED BY GENETIC MARKERS

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The geographic distribution and hybridization patterns of six roburoid oak species growing in the Western Caucasus, as well as the ecological association of the species and their hybrids were studied using 18 nuclear microsatellite loci. The wide distribution of limestone oak Q. calcarea Troitsky, a species genetically and ecologically distinct from sessile oak Q. petraea and downy oak Q. pubescens, was confirmed in the studied region. Five species were found in a genetically pure form (Q. robur, Q. hartwissiana, Q. petraea, Q. calcarea, and Q. pubescens). Using the Bayesian clustering method, their individuals are grouped into separate clusters according to their taxonomic affiliation. These species grow sympatrically in the Western Caucasus, occupying different ecological niches. The morphological features that distinguish pure individuals are stable and consistent with the genetic data. Hybridization is observed in all species, but the number of hybrids between species varies significantly. The largest number of hybrids is formed between the short-pen-duncle oaks Q. pubescens, Q. calcarea and Q. petraea. According to the degree of hybridization, two zones are clearly distinguished in the Western Caucasus: the area of distribution of Q. pubescens, where hybrids accounted for more than half of the composition in all populations (64.3% in mean), and the area outside the range of Q. pubescens, where the proportion of hybrid samples was significantly lower (10.6%). In all populations involving Q. pubescens in the extreme west of the Caucasus, a high level of introgression is revealed between Q. pubescens and Q. calcarea, with a predominance of hybrid samples over pure individuals, with a continuum of transitional morphological forms. Significant heterogeneity is observed in the composition of species and hybrids depending on the location of the sampling points and habitat conditions. The proportion of the Q. pubescens cluster, identified using the Bayesian clustering STRUCTURE, is highest in the driest habitats near the seashore and decreases with distance from the sea and in more humid ecotopes, reflecting different ecological properties of Q. pubescens and Q. calcarea, as well as ecological properties of hybrids, depending on the contribution of genes of the parental species. The high-mountain species Q. macranthera, extremely rare in the Western Caucasus, was not observed in the studied populations in pure form, but was found in hybrids.

Sobre autores

S. Semerikova

Institute of Plant and Animal Ecology, Ural Branch, Russian Academy of Science

Autor responsável pela correspondência
Email: s.a.semerikova@ipae.uran.ru
Yekaterinburg, Russia

Bibliografia

  1. Грудзинская И.А. Широколиственные леса предгорий Северо-Западного Кавказа // Широколиственные леса Северо-Западного Кавказа / Отв. ред. В. Н. Сукачев и С. В. Зонн. М.: Изд-во АН СССР, 1953. С. 5–185.
  2. Меницкий Ю.Л. Дубы Кавказа. Обзор кавказских представителей секции Quercus. Л.: Наука, 1971. 196 с.
  3. Зернов А.С. Иллюстрированная флора юга Российского Причерноморья. М.: Тов-во научн. изд. КМК, 2013. 588 с.
  4. Колесников А.И. Лесоводственно-дендрологическое исследование Черноморского побережья Кавказа. Очерк первый: Район Анапа–Новороссийск // Труды абхазской научно-исследовательской лесной опытной станции АБЛОС / Ред. А.И. Колесников. М.: Лесная пром-сть, 1966. Вып. 2. С. 19–186.
  5. Семериков Л.Ф. Популяционная структура древесных растений (на примере видов дуба европейской части СССР и Кавказа). М.: Наука, 1986. 140 с.
  6. Полежай П.М. Методические указания по определению видов дуба и образованных ими насаждений в Краснодарском крае / Кавказский фил. Всесоюзного НИИ лесоводства и механизации лесного хозяйства. Сочи, 1979. 20 с.
  7. Остапенко И.Б. Гумидные дубравы // Лісівництво І Агролісомеліорація. Харків: УкрНДІЛГА, 2008. Вип. 114. С. 106–110.
  8. Троицкий Н.Д. Предварительные итоги изучения дубов Крымского государственного заповедника и прилегающего района южного берега Крыма (систематика в связи с условиями произрастания) // Журнал РБО. 1931. Т. 16. № 4. С. 313–354.
  9. Троицкий Н.Д. Растительность известняков и неизвестковых пород в Крымском заповеднике // Бот. журн. СССР. 1936. Т. 21. № 5. С. 565–631.
  10. Красная книга Краснодарского края (растения и грибы) / Отв. редактор С.А. Литвинская. Краснодар: ООО Дизайн Бюро № 1, 2007. 640 с.
  11. Конспект флоры Кавказа: в 3 т. / Под ред. Кудряшовой Г.Л., Татанова И.В. СПб.; М.: Тов-во научн. изд. КМК, 2012. T. 3. Ч. 2. 623 с.
  12. Тахтаджян А.Л. Флористические области Земли. Л.: Наука, 1978. 247 с.
  13. Семерикова С.А., Алиев Х.У., Семериков Н.В., Семериков В.Л. Филогеография видов дуба на Кавказе по результатам анализа хлоропластной ДНК // Генетика. 2023. Т. 59. № 7. С. 772–788. https://doi.org/10.31857/S001667582307010X
  14. Семерикова С.А., Подергина С.М., Ташев А.Н., Семериков В.Л. Филогеография видов дуба в Крыму выявляет плейстоценовые рефугиумы и пути миграций // Экология. 2023. Т. 54. № 3. С. 188–203. https://doi.org/10.31857/S0367059723030058
  15. Меницкий Ю.Л. Дубы Азии. Л.: Наука, 1984. 315 с.
  16. Красильников Д.И. Изменчивость листа у западно-кавказских дубов // Уч. зап. естеств.-геогр. фак. Краснодарского пед. ин-та. 1957. Т. 19. Вып. 19. С. 93–127.
  17. Новопокровский И.В., Матвеева М.М. Дубы района Новороссийск–Геленджик, их экология, систематика и история // Уч. зап. НИИ биол. Ростов. ун-та. 1938. Вып. 1. С. 5–110.
  18. Красильников Д.И. Об экологии дубов Краснодарского края // Ботан. журн. 1957. Т. 42. № 2. С. 272–274.
  19. Красильников Д.И. Дуб пушистый (Quercus pubescens Willd.) в лесах Западного Кавказа // Ботан. журн. 1963. Т. 48. № 5. С. 661–669.
  20. Красильников Д.И., Полежай П.М., Семериков Л.Ф. Микроэволюция в популяциях кавказских дубов // Бюлл. МОИП. Отд. биол. 1978. Т. 83. № 3. С. 129–135.
  21. Зернов А.С. Флора Северо-Западного Кавказа. М.: Тов-во научн. изд. КМК, 2006. 664 с.
  22. Литвинская С.А., Муртазалиев Р.А. Флора Северного Кавказа (Атлас-определитель). М.: Фитон XXI, 2013. 688 с.
  23. Ена А.В. Природная флора Крымского полуострова. Симферополь: Н. Орiанда, 2012. 232 с.
  24. Плугатарь Ю.В. Леса Крыма. Ялта: ГБУ РК “НБС-ННЦ”, 2015. 385 с.
  25. Инвентаризация основных таксономических групп и сообществ, созологические исследования Сочинского национального парка — первые итоги первого в России национального парка / Под ред. Б.С. Туниева. М.: Престиж, 2006. 83 с. (Научные труды Сочинского национального парка. Вып. 2.)
  26. Бондаренко С.В. Анализ лесной флоры Северо-Западного Кавказа // Изв. Самарского научного центра РАН. 2011. Т. 13. № 1. С. 42–49.
  27. Семерикова С.А., Алиев Х.У., Семериков В.Л. Дифференциация и таксономическая идентификация робуроидных дубов Крымско-Кавказского региона по ядерным микросателлитным маркерам // Генетика. 2024. Т. 60. № 8. С. 28–47. https://doi.org/10.31857/S0016675824080035
  28. Падутов В.Е. Процессы гибридизации дуба черешчатого и дуба скального по результатам молекулярно-генетического анализа // Труды БГТУ. 2021. Сер. 1. № 2. С. 93–102.
  29. Шутилов В.А. Интрогрессивная гибридизация и изменчивость кавказских видов дуба // Бот. журн. 1968. Т. 53. № 2. С. 243–253.
  30. Красильников Д.И. Грузинский дуб в таксономических отношениях со скальным (сидячецветным) дубом // Научн. тр. Краснодар. пед. ин-та. 1966. Вып. 64. С. 134–144.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).