Preview

Вавиловский журнал генетики и селекции

Расширенный поиск

Филогеография и гибридизация врановых птиц Палеарктики

https://doi.org/10.18699/VJ19.487

Полный текст:

Аннотация

Природная гибридизация значительно увеличивает фенотипическую и генотипическую изменчивость и формирует внутривидовую структуру, изучением которой занимается филогеография. Нами исследована изменчивость митохондриального и полного геномов птиц семейства врановые Corvidae, родов Corvus, Pica, Cyanopica, Perisoreus и Nucifraga. Анализируя классический случай естественной гибридизации между серой и черной воронами (Corvus corone cornix и C. c. corone) в Сибири, мы не обнаружили предполагаемого уменьшения приспособленности гибридов, однако установили ассортативность скрещиваний, которая должна ограничивать ширину гибридной зоны. В результате использования нескольких подходов и генетических маркеров не найдено различий между серой и черной воронами, но в процессе секвенирования митохондриального генома установлено наличие дифференциации на два гаплотипа в пределах ареала восточной черной вороны. При полногеномном секвенировании нами впервые обнаружена явная диверсификация чистых форм и гибридов по SNP и исследованы участки генома с повышенной дифференциацией – «островки видообразования». Сопоставление геномов птиц из европейской и сибирской гибридных зон выявило частично разные участки, ответственные за меланогенез, с признаками дивергентного отбора. Сравнительная филогеография десяти видов врановых, широко распространенных в Палеарктике, позволила выделить две категории ареалов: с дифференциацией на западные и восточные группы гаплотипов и без такого разделения. Это можно объяснить различными экологическими предпочтениями: к полуоткрытым биотопам у птиц первой группы и к лесам у второй. Представители второй группы пережили плейстоценовые оледенения в предполагаемом единственном лесном рефугиуме с последующим бутылочным горлышком, что объясняет их гомогенность, а виды первой группы могли сформироваться в нескольких местах. Один из таких видов – сорока Pica pica – имеет разрыв ареала в Забайкалье, который в настоящее время заполняется. Принадлежащие разным гаплогруппам популяции, различающиеся по фенотипам, мтДНК и вокализации, образуют зону контакта с ограниченной гибридизацией, но в целом репродуктивно изолированы. Таким образом, современная динамика видовых ареалов формирует филогеографическую структуру видов.

Об авторе

А. П. Крюков
Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии, Дальневосточное отделение Российской академии наук.
Россия
Владивосток.


Список литературы

1. Anijalg P., Ho S.Y.W., Davison J., Keis M., Tammeleht E., Bobowik K., Tumanov I.L., Saveljev A.P., Lyapunova E.A., Vorobiev A.A., Mar¬kov N.A., Kryukov A.P., Kojola I., Swenson J.E., Hagen S.B., Eiken H.G., Paule L., Saarma U. Large-scale migrations of brown bears in Eurasia and to North America during the Late Pleistocene. J. Biogeogr. 2018;45:394-405. DOI 10.1111/jbi.13126.

2. Avise J.C. Phylogeography: The History and Formation of Species. Harward Univ. Press, 2000.

3. Blinov V.N., Blinova T.K., Kryukov A.P. Interactions of Hooded and Carrion Crows (Corvus cornix L., C. corone L.) in their zone of sympatry and hybridization: the zone structure and possible isolating factors. In: Rossolimo O.L. (Ed.). Hybridization and Species Prob¬lem in Vertebrates. Moscow: Moscow State University Publ., 1993; 97-117. (in Russian)

4. Blinov V.N., Kryukov A.P. Evolutionary stability of hybrid zones: as- sortative mating instead of elimination of hybrids in Carrion and Hooded Crows. Doklady Akademii Nauk = Proceedings of the Rus-sian Academy of Sciences. 1992;325(5):1085-1087. (in Russian) Fok K.W., Wade C.M., Parkin D.T. Inferring the phylogeny of disjunct populations of the azure-winged magpie Cyanopica cyanus from mi-tochondrial control region sequences. Proc. R. Soc. Lond. B. 2002; 269:1671-1679. DOI 10.1098/rspb.2002.2057.

5. Haas F., Pointer M., Saino N., Brodin A. An analysis of population ge¬netic differentiation and genotype-phenotype association across the hybrid zone of carrion and hooded crows using microsatellites and MC1R. Mol. Ecol. 2009;18:294-305. DOI 10.1111/j. 1365-294X. 2008.04017.x.

6. Haring E., Daubl B., Pinsker W., Kryukov A., Gamauf A. Genetic di-vergences and intraspecific variation in corvids of the genus Cor-vus (Aves: Passeriformes: Corvidae) - a first survey based on mu-seum specimens. J. Zool. Syst. Evol. Res. 2012;50(3):230-246. DOI 10.1111/j.1439-0469.2012.00664.x.

7. Haring E., Gamauf A., Kryukov A. Phylogeographic patterns in wide-spread corvid birds. Mol. Phylogenet. Evol. 2007;45(3):840-862. DOI 10.1016/j.ympev.2007.06.016.

8. Harrison R.G. Hybrid zones: windows on evolutionary process. Oxford Surv. Evol. Biol. 1990;7:69-128.

9. Hewitt G.M. Hybrid zones: natural laboratories for evolutionary stud-ies. Trends Ecol. Evol. 1988;3:158-167.

10. Klicka J., Zink R.M. The importance of recent ice ages in speciation: a failed paradigm. Science. 1997;277:1666-1669.

11. Kryukov A.P., Blinov V.N. Interaction of Hooded and Carrion crows (Corvus cornix L., C. corone L.) in the zone of sympatry and hybrid¬ization: is there selection against hybrids? Zhurnal Obshchey Biolo- gii = Journal of General Biology. 1989;50(1):128-135. (in Russian)

12. Kryukov A.P., Blinov V.N. Hybrid zone of Hooded and Carrion crows in Siberia. J. Ornithologie. 1994;135:47.

13. Kryukov A., Iwasa M.A., Kakizawa R., Suzuki H., Pinsker W., Ha¬ring E. Synchronic east-west divergence in azure-winged magpies (Cyanopica cyanus) and magpies (Pica pica). J. Zool. Syst. Evol. Res. 2004;42:342-351.

14. Kryukov A., Spiridonova L., Mori S., Lobkov E., Redkin Ya., Go- roshko O., Arkhipov V., Haring E. Deep phylogeographic breaks in magpie Pica pica across the Holarctic: concordance with bioacous¬tics and phenotypes. Zool. Sci. 2017;34:185-200. DOI 10.2108/ zs160119.

15. Kryukov A., Spiridonova L., Nakamura S., Haring E., Suzuki H. Com¬parative phylogeography of the two crow species, Jungle crow Cor- vus macrorhynchos and Carrion crow Corvus corone. Zool. Sci. 2012;29(8):484-492. DOI 10.2108/zsj.29.484.

16. Kryukov A.P., Suzuki H. Phylogeography of carrion, hooded and jungle crows (Aves, Corvidae) inferred from partial sequencing of the mi¬tochondrial cytochrome b gene. Genetika = Genetics. 2000;36:922- 929. (in Russian)

17. Kryukov A.P., Uphyrkina O.V., Chelomina G.N. Analysis of the Crow genomes (Corvidae, Passeriformes) from the zone of overlapping areas and hybridization. Genetika = Genetics. 1992;28(6):136-140. (in Russian)

18. Mayr E. Systematics and The Origin of Species. New York: Columbia Univ. Press, 1942.

19. Mayr E. Animal Species and Evolution. Cambridge, Mass: The Belknap Press; Harward Univ. Press, 1963.

20. Nazarenko A.A. On faunistic cycles (extinction - expansion - extinc-tion...) with special reference to the East Palearctic dendrophilous avifauna. Zhurnal Obshchey Biologii = Journal of General Biology. 1982;43(6):823-835. (in Russian)

21. Poelstra J.W., Vijay N., Bossu C.M., Lantz H., Ryll B., Muller I., Bag- lione V, Unneberg P., Wikelski M., Grabherr M.G., Wolf J.B.W. The genomic landscape underlying phenotypic integrity in the face of gene flow in crows. Science. 2014;344:1410-1414. DOI 10.1126/ science.1253226.

22. Roslik G.V., Kryukov A.P. A karyological study of some Corvine birds (Corvidae, Aves). Genetika = Genetics. 2001;37(7):796-806. (in Rus¬sian)

23. Saino N., Villa S. Pair composition and reproductive success across a hybrid zone of Carrion Crows and Hooded Crows. Auk. 1992;109: 543-555.

24. Spiridonova L.N., Kryukov A.P. Genetic variability of carrion and hooded crows and their hybrids according to RAPD-PCR data. Tsi- tologiya i Genetika = Cytology and Genetics. 2004;38(2):31-39. (in Russian)

25. Uphyrkina O.V., Vasiliev V.A., Kryukov A.P., Ryskov A.P. Genomic fingerprints in crows: a study of the genetic structure of populations of the hybrid zone. Genetika = Genetics. 1995;31(7):753-757. (in Russian)

26. Vijay N., Bossu C.M., Poelstra J.W., Weissensteiner M.H., Suh A., Kryukov A.P., Wolf J.B.W. Evolution of heterogeneous genome dif¬ferentiation across multiple contact zones in a crow species com¬plex. Nat. Commun. 2016;7:13195. DOI 10.1038/ncomms13195.

27. Wolf J.B.W., Bayer T., Haubold B., Schilhabel M., Rosenstiel P., Tautz D. Nucleotide divergence vs. gene expression differentiation: comparative transcriptome sequencing in natural isolates from the carrion crow and its hybrid zone with the hooded crow. Mol. Ecol. 2010;19:162-175. DOI 10.1111/j.1365-294X.2009.04471.x.


Просмотров: 157


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-0462 (Print)
ISSN 2500-3259 (Online)