Особенности биологии и экологии Кряквы обыкновенной - Курсовая работа

Кряква обыкновенная (Anas platyrhynchos) - это самый известный и многочисленный вид уток, имеющий голарктическое распространение. В мировой фауне кряква обыкновенная представлена подвидами А. pconboschas(Рис.№1) и Ар. Помимо фундаментального значения подобного исследования, знание распределения и структуры популяций необходимо для разработки мер по сохранению поголовья и увеличения численности обыкновенной кряквы, которая является ценным охотничьим видом и занимает первое место по добыче среди водоплавающих видов птиц. Последствия такой гибридизации могут быть весьма впечатляющими" например, в Новой Зеландии (куда кряква была интродуцирована в начале XX века) гибриды между кряквой и черной уткой (A. superciliosa) могут составлять 50 % всей популяции (Gillespie, 1985). Использование современных молекулярно-генетических методов для изучения филогеографической структуры обыкновенной кряквы и ее гибридизации с пестроносой кряквой на Дальнем Востоке России позволит выявить внутривидовую генетическую подразделенность обыкновенной кряквы, которая является результатом как исторических, так и современных событий, дать оценку ее гибридизации с пестроносой кряквой и прогнозировать возможные последствия для вступающих в гибридизацию видов.A zonorhyncha Для исследования гибридизации применен комплекс молекулярно-генетических методов, который позволил оценить генетическую изменчивость и дифференциацию гибридизующих видов на уровне тотальной клеточной ДНК (RAPD-PCR анализ), митохондриальной ДНК и ядерной ДНК У обоих видов выявлены идентичные линии митохондриальной ДНК и типы аллелей шестого интрона гена орнигиндекарбоксилазы. Впервые исследована филогеографическая структура обыкновенной кряквы с использованием МТДНК. Выявлена роль места зимовки в формировании популяционно-генетической структуры вида. Показано, что распределение двух основных линий МТДНК у обыкновенной кряквы в Голарктике может быть обусловлено гибридизацией Результаты данного исследования позволяют оценить недоступный для морфологического шага эффект межвидовой гибридизации на генетическую целостность гибридизирующих таксонов, обыкновенной и пестроносой крякв.A.platyrhynchos и A.zonorhyncha, несмотря на значительную внутривидовую генетическую изменчивость, обладают высоким генетическим сходством. ЯАРЭ-спектры фенотипического гибрида также не отличаются от родительских видов. A.platyrhynchos и A.zonorhyncha родительских видов выявил сложное, мозаичное распределение признаков у гибрида, а также появление новых признаков, как промежуточных между гомологичными признаками родительских форм, так и уникальных. У гибрида отмечены некоторые признаки обыкновенной кряквы, типично проявляющиеся при ее гибридизации с другими видами уток. Данные секвенирования участков МТДНК и ЯДНК подтвердили гипотезу гибридизации между обыкновенной и пестроносой кряквами на юге Дальнего Востока России.

Кряква обыкновенная (Anas platyrhynchos) - это самый известный и многочисленный вид уток, имеющий голарктическое распространение.

Ежегодно значительная часть всего вида совершает сезонные перелеты, дистанция которых составляет тысячу и более километров. Есть небольшое число оседлых популяций, однако это, скорее, исключение из общего правила.

В мировой фауне кряква обыкновенная представлена подвидами А. pconboschas(Рис.№1) и Ар. Platyrhynchos(Рис.№2).

Рис.№1.Самец кряквы подвида A.pconboschas

Ареал первого подвида ограничен юго-восточным и юго-западным побережьями Гренландии. Второй занимает огромные пространства в Евразии и в северной части Северной Америки, что, по-видимому, является результатом дальних перемещений и обмена особями между удаленными друг от друга территориями.

Несмотря на большое число исследований, посвященных крякве, ее фитогеография и популяционно-генетическая структура не изучены до сих пор. Помимо фундаментального значения подобного исследования, знание распределения и структуры популяций необходимо для разработки мер по сохранению поголовья и увеличения численности обыкновенной кряквы, которая является ценным охотничьим видом и занимает первое место по добыче среди водоплавающих видов птиц.

Рис.№2.Самец кряквы обыкновенной (Anas platyrhynchos)

Кряква обыкновенная часто упоминается в литературе в связи с гибридизацией с другими представителями рода Anas речных уток. В ряде случаев гибридизация принимает интрогрессивный характер и может привести к постепенному поглощению вида, вступающего в гибридизацию с обыкновенной кряквой. Последствия такой гибридизации могут быть весьма впечатляющими" например, в Новой Зеландии (куда кряква была интродуцирована в начале XX века) гибриды между кряквой и черной уткой (A. superciliosa) могут составлять 50 % всей популяции (Gillespie, 1985). Хотя известно, что обыкновенная кряква вступает в гибридизацию с китайской пестроносой кряквой (A. zonorhyncha) в местах их контакта, какие-либо оценки данного явления не приводились.

Использование современных молекулярно-генетических методов для изучения филогеографической структуры обыкновенной кряквы и ее гибридизации с пестроносой кряквой на Дальнем Востоке России позволит выявить внутривидовую генетическую подразделенность обыкновенной кряквы, которая является результатом как исторических, так и современных событий, дать оценку ее гибридизации с пестроносой кряквой и прогнозировать возможные последствия для вступающих в гибридизацию видов.

1. Методология исследований

Целью настоящей работы является изучение гибридизации обыкновенной кряквы с пестроносой на юге Российского Дальнего Востока и анализ филогеографической структуры обыкновенной кряквы

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи: 1. Изучить особенности генетического разнообразия и дифференциации обыкновенной и пестроносой крякв и их фенотипического гибрида с помощью RAPD-PCR анализа.

2. Реконструировать филогенетические взаимоотношения гаплотипов ЧТДНК и аллелей шестого интрона гена орнитиндекарбоксилазы (ODC-6) у обыкновенной и пестроносой крякв.

3.Дать оценку генетической дифференциации обыкновенной и пестроносой крякв по данным изменчивости МТДНК и ODC-6.

4.Провести анализ филогеографической и популяционно-генетической структуры обыкновенной кряквы с использованием МТДНК

5.Выявить влияние гибридизации обыкновенной кряквы с близкородственными видами и сортировки линий (lineage sorting) МТДНК на генетическую структуру обыкновенной кряквы в разных регионах.

Впервые с помощью молекулярных маркеров проведено исследование межвидовой гибридизации обыкновенной A platyrhynchos и пестроносой А zonorhyncha крякв на юге Дальнего Востока России Дане детальное морфологическое описание фенотипического гибрида A platyrhynchos х A zonorhyncha Для исследования гибридизации применен комплекс молекулярно-генетических методов, который позволил оценить генетическую изменчивость и дифференциацию гибридизующих видов на уровне тотальной клеточной ДНК (RAPD-PCR анализ), митохондриальной ДНК и ядерной ДНК У обоих видов выявлены идентичные линии митохондриальной ДНК и типы аллелей шестого интрона гена орнигиндекарбоксилазы.

Впервые исследована филогеографическая структура обыкновенной кряквы с использованием МТДНК. Выявлена роль места зимовки в формировании популяционно-генетической структуры вида. Показано, что распределение двух основных линий МТДНК у обыкновенной кряквы в Голарктике может быть обусловлено гибридизацией A.platyrhynchos с A.zonorhyncha на юге Российского Дальнего Востока, тогда как на североамериканском континенте незавершенной сортировкой линий гаплотипов МТДНК A.platyrhynchos Выявлено преобладание одностороннего направления генного потока через Берингию.

3. Обсуждение результатов исследований

Результаты данного исследования позволяют оценить недоступный для морфологического шага эффект межвидовой гибридизации на генетическую целостность гибридизирующих таксонов, обыкновенной и пестроносой крякв. Проведенное исследование демонстрирует важность использования больших выборок для реконструкции филогении близкородственных видов в связи с возможной пара- или полифилией исследуемых таксонов.

Выявленная низкая генетическая дифференциация вместе с данными о миграциях и расселении обыкновенной кряквы, свидетельствует об обмене генами между достаточно удаленными друг от друга географическими популяциями. В то же время, обнаружено и ограничение генного потока через Берингию в азиатском направлении из Северной Америки. Достаточно дифференцированной генетически оказалась частично оседлая популяция обыкновенной кряквы Алеутских островов.

Помимо, большое значение для промысла и спортивной охоты, утки известны как переносчики возбудителей многих инфекционных заболеваний, среди которых в последнее время наиболее часто упоминается вирус птичьего гриппа. Очагом этой инфекции считают Юго-Восточную Азию, где зимуют преимущественно утки из Дальневосточного региона.

Таким образом, знание популяционно-генетической структуры уток в целом и, в частности, кряквы обыкновенной, как вида доминирующего по численности, необходимо не только для выделения популяционных единиц для хозяйственного управления, но и для изучения возможных путей переноса различных вирусных инфекций в ходе миграций утиных. генетический пестроносый кряква гибридизация1. По данным ИАРО-РСЯ анализа близкородственные виды A.platyrhynchos и A.zonorhyncha, несмотря на значительную внутривидовую генетическую изменчивость, обладают высоким генетическим сходством. ЯАРЭ-спектры фенотипического гибрида также не отличаются от родительских видов. Высокое генетическое сходство A.platyrhynchos и A.zonorhyncha несомненно является предпосылкой для успешной межвидовой гибридизации и появления жизнеспособных и фертильных гибридов.

2. Сравнительный анализ морфологии гибрида A.platyrhynchos и A.zonorhyncha родительских видов выявил сложное, мозаичное распределение признаков у гибрида, а также появление новых признаков, как промежуточных между гомологичными признаками родительских форм, так и уникальных.

У гибрида отмечены некоторые признаки обыкновенной кряквы, типично проявляющиеся при ее гибридизации с другими видами уток.

3. Данные секвенирования участков МТДНК и ЯДНК подтвердили гипотезу гибридизации между обыкновенной и пестроносой кряквами на юге Дальнего Востока России.

Неравное соотношение А и В групп гаплотипов МТДНК согласуется с гипотезой асимметричной гибридизации. Асимметрия подразумевает преимущественный тип скрещивания самцов пестроносой кряквы с самками обыкновенной кряквы, а не наоборот.

4. Наличие двух групп гаплотипов МТДНК у обыкновенной кряквы A.platyrhynchos в Азии (Приморский край) и в Северной Америке (Аляска, Алеутские острова) согласуется с гипотезой гибридизации A.platyrhynchos с A.zonorhyncha на юге Российского Дальнего Востока и гипотезой незавершенной сортировки линий гаплотипов МТДНК A.platyrhynchos ,1 на североамериканском континенте.

5. Значительные различия в соотношении А и В групп гаплотипов в выборках A.platyrhynchos от западной России до Аляски свидетельствуют в пользу преимущественно одностороннего межконтинентального потока генов в направлении с запада на восток через Берингию.

6.В целом современному популяционному подразделению A.platyrhynchos соответствует слабая географическая структурированность генетической изменчивости по данным МТДНК. Эта ситуация, особенно выраженная в Евразии, обусловлена влиянием генного потока между популяциями.

1. Куликова И. В., Челомина Г. Н., Журавлев Ю. Н Низкая генетическая дифференциация и тесные эволюционные связи между Anas platyrhynchos и Anas poecilorhyncha // Генетика 2003. Т 39, № 10 С. 1353-1362.

2. Куликова И. В., Журавлев Ю Н , МАККРЕКЕН К.Г Генетическая дифференциация черной и обыкновенной крякв: данные ядерной и митоховдриальной ДНК. Материалы II Международной орнитологической конференции, Улан-Уде. 2003 С. 12-16.

3. Куликова И. В., Журавлев Ю. Н. Применение молекулярно-генетических маркеров для исследования межвидовой гибридизации Материалы 7ой Путинской школы-конференции молодых ученых "Биология-наука XXI века". Пущино. 2003. С. 183.

4. Allendorf F.W., Leary R.F., Spruell P., Wenburg J.K. The problems with hybrids: setting conservation guidelines // Trends in Ecology and Evolution. 2001. V. 16, N 11. P. 613-622.

5. Caraway V., Carr G.D., Morden C.W. Assessment of hybridization and introgression in lava-colonizing Hawaiian Dubautia (Asteraceae: Madiinae) using RAPD markers //Am. J. Bot. 2001. V. 88. P. 1688-1694.

6. Гричик В.В. Географическая изменчивость птиц Беларуси (таксономический анализ).-Мн.,1994.-С.284-286.

7. Куликова, И.В. Филогеография обыкновенной кряквы Anas Platyrhynchos и ее гибридизация с пестроносой кряквой Anas Zonorhyncha : Дис. ... канд. биол. наук : 03.00.15 Владивосток, 2005 140 с.

Размещено на .ru