Данные митохондриальной ДНК позволяют выделить субпопуляции широкоареального вида журавлей красавки (Anthropoides virgo)

Впервые изучен полиморфизм последовательностей фрагмента гена мтДНК цитохрома b и на его основе охарактеризована популяционно-генетическая структура журавля красавки (Anthropoides virgo Linnaeus, 1778) на 6ольшей части ареала в России. Для 157 осо6ей идентифицировано 18 гаплотипов, девять из которых оказались уникальными. Европейские вы6орки характеризовались 6ольшей гаплотипической и нуклеотидной изменчивостью и 6олее сильной генетической дифференциацией, чем азиатские. Поток генов между разными частями ареала красавки, вероятно, осуществляется через птиц, гнездящихся в 3ауралье. О6щая генетическая дифференциация вида составила >20 % (F_ST = 0.265, p < 0.001). Структура генофонда сформирована тремя основными гаплотипами, один из которых прео6ладает в Aзово-Черноморском регионе, второй – в Прикаспийском и Волго-Уральском, а третий наи6олее распространен в азиатских вы6орках. Исходя из соответствия внутривидовой генетической дифференциации красавки пролетным путям птиц из разных частей ареала, мы предлагаем в структуре вида выделить следующие су6популяции: 1) азово-черноморско-чадскую; 2) прикаспийско-суданскую; 3) зауральско-индийскую; 4) южноси6ирско-индийскую; 5) 6айкальско-индийскую; 6) за6айкальско-индийскую. Полученные данные создают основу для мониторинга генетического разноо6разия красавки и разра6отки научного о6основания мер охраны генофонда как вида в целом, так и его отдельных су6популяций.

1. Belik V.P., Guguyeva E.V., Vetrov V.V., Milobog Y.V. The Demoiselle Crane in the northwestern Caspian lowland: distribution, number, and breeding success. In: Cranes of Eurasia (Biology, Distribution, Migrations, Management). Vol. 4. Moscow, 2011;157-174 (in Russian)

2. BirdLife International. Anthropoides virgo. The IUCN Red List of Threatened Species. 2018. Available at: https://dx.doi.org/10.2305/IUCN.UK.2018-2.RLTS.T22692081A131927771.en

3. BirdLife International. Anthropoides virgo (Europe assessment). The IUCN Red List of Threatened Species. 2021. Available at: https://dx.doi.org/10.2305/IUCN.UK.2021-3.RLTS.T22692081A166235355.en

4. Bivand R.S., Pebesma E., Gomez-Rubio V. Applied Spatial Data Analysis with R. NY: Springer, 2013. doi 10.1007/978-1-4614-7618-4

5. Campitelli E. ggnewscale: Multiple Fill and Colour Scales in ’ggplot2’. R package version 0.5.0.9000. 2024. doi 10.5281/zenodo.2543762

6. Clement M., Snell Q., Walke P., Posada D., Crandall K. TCS: estimating gene genealogies. In: Proceedings 16th International Parallel and Distributed Processing Symposium. IEEE, 2002;184. doi 10.1109/IPDPS.2002.1016585

7. Hasegawa M., Kishino H., Yano T.-A. Dating of the human-ape splitting by a molecular clock of mitochondrial DNA. J Mol Evol. 1985; 22(2):160-174. doi 10.1007/BF02101694

8. Hoang D.T., Chernomor O., von Haeseler A., Minh B.Q., Vinh L.S. UFBoot2: improving the ultrafast bootstrap approximation. Mol Biol Evol. 2018;35(2):518-522. doi 10.1093/molbev/msx281

9. Ilyashenko E.I. Demoiselle Crane (Anthropoides virgo). In: Mirande C.M., Harris J.T. (Eds) Crane Conservation Strategy. Baraboo, Wisconsin, USA: International Crane Foundation, 2019;383-396

10. Ilyashenko E.I. Demoiselle crane. In: The Red Book of the Russian Federation. Animals. Moscow: VNII Ecologiya Publ., 2021;689-691 (in Russian)

11. Ilyashenko E.I., Mudrik E.A., Andryushchenko Yu.A., Belik V.P., Belyalov O.V., Wikelski M., Gavrilov A.E., Goroshko O.A., Guguyeva E.V., Korepov M.V., Mnatsekanov R.A., Politov D.V., Postelnykh K.A., Lei C., Ilyashenko V.Yu. Migrations of the Demoiselle Crane (Anthropoides virgo, Gruiformes): remote tracking along flyways and at wintering grounds. Biol Bull. 2022;49(7):863-888. doi 10.1134/S1062359022070068

12. Ilyashenko E.I., Kondrakova K.D., Mudrik E.A., Wikelski M., Lei S., Ilyashenko V.Yu. The feature of the use by the Demoiselle Crane (Anthropoides virgo, Linneaus 1758) the European part of the range in the spring-summer and the pre-migratory periods. Arid Ecosystems. 2024;14(2):209-217. doi 10.1134/S2079096124700100

13. Kahle D., Wickham H. ggmap: spatial visualization with ggplot2. R J. 2013;5(1):144-161. doi 10.32614/RJ-2013-014

14. Kalyaanamoorthy S., Minh B.Q., Wong T.K.F., von Haeseler A., Jermiin L.S. ModelFinder: fast model selection for accurate phylogenetic estimates. Nat Methods. 2017;14(6):587-589. doi 10.1038/nmeth.4285

15. Katoh K., Misawa K., Kuma K., Miyata T. MAFFT: a novel method for rapid multiple sequence alignment based on fast Fourier transform. Nucleic Acids Res. 2002;30(14):3059-3066. doi 10.1093/nar/gkf436

16. Kearse M., Moir R., Wilson A., Stones-Havas S., Cheung M., Sturrock S., Buxton S., Cooper A., Markowitz S., Duran C., Thierer T., Ashton B., Mentjies P., Drummond A. Geneious Basic: an integrated and extendable desktop software platform for the organization and analysis of sequence data. Bioinformatics. 2012;28(12):1647-1649. doi 10.1093/bioinformatics/bts199

17. Leigh J.W., Bryant D. PopART: full-feature software for haplotype network construction. Methods Ecol Evol. 2015;6(9):1110-1116. doi 10.1111/2041-210X.12410

18. Librado P., Rozas J. DnaSP v5: a software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data. Bioinformatics. 2009;25(11):1451- 1452. doi 10.1093/bioinformatics/btp187

19. Minh B.Q., Schmidt H.A., Chernomor O., Schrempf D., Woodhams M.D., von Haeseler A., Lanfear R. IQ-TREE 2: new models and efficient methods for phylogenetic inference in the genomic era. Mol Biol Evol. 2020;7(5):1530-1534. doi 10.1093/molbev/msaa015

20. Mudrik Е.А., Ilyashenko Е.I., Goroshko O.A., Kashentseva T.А., Korepov М.V., Sikorskiy I.A., Dzhamirzoev G.S., Ilyashenko V.Yu., Politov D.V. The Demoiselle crane (Anthropoides virgo) population genetic structure in Russia. Vavilov J Genet Breed. 2018;22(5):586- 592. doi 10.18699/VJ18.398

21. Mudrik E.A., Ilyashenko E.I., Ilyashenko V.Yu., Postelnykh K.A., Kashentseva T.A., Korepov M.V., Goroshko O.A., Nechaeva A.V., Politov D.V. Genetic diversity and differentiation of the widespread migratory Demoiselle Crane, Grus virgo, on the northern edge of the species’ distribution. J Ornithol. 2022;163(1):291-299. doi 10.1007/s10336-021-01919-4

22. Pebesma E.J., Bivand R. Classes and methods for spatial data in R. R News. 2005;5(2):9-13

23. R Core Team. R: A Language and Environment for Statistical Computing. Manual. Vienna, Austria: R Foundation for Statistical Computing, 2022

24. Slowikowski K. ggrepel: Automatically Position Non-Overlapping Text Labels with ’ggplot2’. 2024. Available at: https://ggrepel.slowkow.com/

25. Strimas-Mackey M. smoothr: Smooth and Tidy Spatial Features. 2023. Available at: https://github.com/mstrimas/smoothr

26. Sun C.-H., Liu H.-Y., Xu P., Lu C.-H. Genetic diversity of wild wintering red-crowned crane (Grus japonensis) by microsatellite markers and mitochondrial Cyt B gene sequence in the Yancheng reserve. Anim Biotechnol. 2020;32(5):531-536. doi 10.1080/10495398.2020.1725538

27. Toparslan E., Karabag K., Bilge U. A workflow with R: phylogenetic analyses and visualizations using mitochondrial cytochrome b gene sequences. PLoS One. 2020;15(12):e0243927. doi 10.1371/journal.pone.0243927

28. Trifinopoulos J., Nguyen L.-T., von Haeseler A., Minh B.Q. W-IQTREE: a fast online phylogenetic tool for maximum likelihood analysis. Nucleic Acids Res. 2016;44(1):W232-W235. doi 10.1093/nar/gkw256

29. Wickham H. ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis. Springer, 2016. doi 10.1007/978-3-319-24277-4

30. Wright K. pals: Color Palettes, Colormaps, and Tools to Evaluate Them. R package version 1.9. 2024. Available at: https://kwstat.github.io/pals/

31. Xu S., Dai Z., Guo P., Fu X., Liu S., Zhou L., Tang W., Feng T., Chen M., Zhan L., Wu T., Hu E., Jiang Y., Bo X., Yu G. ggtreeExtra: compact visualization of richly annotated phylogenetic data. Mol Biol Evol. 2021;38(9):4039-4042. doi 10.1093/molbev/msab166

32. Yu G. Using ggtree to visualize data on tree-like structures. Curr Protoc Bioinformatics. 2020;69(1):e96. doi 10.1002/cpbi.96

33. Yu G. Data Integration, Manipulation and Visualization of Phylogenetic Treess. Chapman and Hall, 2022. doi 10.1201/9781003279242

34. Yu G., Smith D., Zhu H., Guan Y., Lam T.T.-Y. ggtree: an R package for visualization and annotation of phylogenetic trees with their covariates and other associated data. Methods Ecol Evol. 2017;8(1): 28-36. doi 10.1111/2041-210X.12628

35. Yu G., Lam T.T.-Y., Zhu H., Guan Y. Two methods for mapping and visualizing associated data on phylogeny using ggtree. Mol Biol Evol. 2018;35(2):3041-3043. doi 10.1093/molbev/msy194

36. Zardoya R., Meyer A. Phylogenetic performance of mitochondrial protein-coding genes in resolving relationships among vertebrates. Mol Biol Evol. 1996;13(7):933-942. doi 10.1093/oxfordjournals.molbev.a025661