Терещенко В. О. Таксономічна ієрархія, генетична диференціація і особливості молекулярної еволюції в підродині Murinae Палеарктики

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0823U100969

Здобувач

Спеціальність

  • 091 - Біологія та біохімія

26-12-2023

Спеціалізована вчена рада

ДФ 2649

Інститут зоології ім. І. І. Шмальгаузена Національної академії наук України

Анотація

Дане дослідження присвячене підродині Murinae, яка залишається зоною відносної таксономічної невизначеності навіть у межах Палеарктики. Особлива увага приділяється Mus та Apodemus s. l., де число видів в межах родів за останні 40 років зросло з 12 до 26. Однак залишаються недостатньо з’ясованими питання про розмежування ряду видів і, відповідно, скільки видів існує взагалі. Причини полягають в неоднозначності видової дивергенції, а тому рішення проблеми пов’язане зі застосуванням системної концепції виду, згідно сучасної трактовки якої вид може являти собою систему супідрядних категорій (напіввид, аловид, вид). Перспективним регіоном досліджень мишей є Передня Азія, яка вважається однією з ключових областей становлення та розповсюдження представників Mus та Sylvaemus. Накопичений матеріал за серією ДНК-маркерів в цій таксономічній групі дозволяє проводити порівняльні дослідження, зконцентрувавшись на важливих аспектах молекулярної еволюції. Це стосується і такого явища, як транзитивний зсув та його еволюційної компенсації, адже неоднозначний характер нуклеотидних заміщень на різних етапах дивергенції є свідоцтвом незвідності еволюції на різних етапах історичного розвитку і ставить питання про коректність застосування молекулярних даних у філогенетиці. Зазначені аспекти слугують підставою для проведення дослідження, мета якого полягає в визначені рівнів еволюційно-генетичної дивергенції і закономірностей молекулярної еволюції палеарктичних представників підродини Murinae з акцентом на роди Apodemus та Mus. Новизна роботи полягає в об’єктивності шести ступенів еволюційної дивергенції, що включає: популяційний, напіввидовий, аловидовий, видовий, підродовий, родовий рівні. Матеріалом для дослідження послужили нуклеотидні послідовності шести ДНК-маркерів: cytochrome b, D-loop, COI, 12S RNA, ISBP і Fv1, отримані з GenBank, а також власні зразки мишей родів Mus та Apodemus з території Ізраїлю, отримані за генами cytb та D-loop. Таксономія та еволюційний сценарій на основі генетичної диференціації встановлені насамперед шляхом аналізу гена cytb, результати цього підтверджено аналізом ще п'яти ДНК-маркерів. Доведена ефективність застосування до палеарктичних мишей системної концепції виду, з урахуванням наявності двох категорій критичних форм напіввидів та аловидів. У межах ряду родів та підродів було визначено види та надвиди, які слід визнати самостійними; окрім цього, виокремлено групи аловидів. Родова систематика залишається неоднозначною, що викликано не тільки різними масштабами диференціації західно- та східнопалеарктичних філумів, а й відсутністю відомостей за ключовими родоспецифічними ознаками. В результаті в групі Apodemus s. lato можливі три таксономічні сценарії; система палеарктичних представників підроду Mus також є складною і включає три таксономічних рівня. Моделювання екологічної ніші лісової миші S. (superspecies sylvaticus) показало, що найбільш сприятливими для виду є абіотичні умови Західної Європи, де зосереджені головні ядра ареалу. Головним лімітуючим фактором поширення виду у східному напрямі є континентальність клімату, що має опосередкований вплив через типи рослинності на розташування східної межі ареалу S. (superspecies sylvaticus) і обох напіввидів, незважаючи на особливості їх відносно незалежного походження. Порівняльний аналіз темпів молекулярної еволюції, транзитивного зcуву та його еволюційної компенсації здійснений за шістьма маркерами. Відповідно до рівнів мінливості проявляється характер нуклеотидних заміщень. Порівняльний аналіз особливостей транзитивно-трансверсивного зсуву нуклеотидної послідовності гену cуtb гладконосих (Vespertilionidae, Chiroptera) і мишачих (Muridae, Rodentia) показує факт різкого переважання транзицій над трансверсіями на ранніх етапах еволюційного процесу з наступним вирівнюванням ts/tv-зміщення на видовому та родовому рівнях дивергенцій. На прикладі 15 підродин/родин п'яти рядів палеарктичних ссавців підтверджено, що генетична диференціація таксонів дрібних та великих за розміром ссавців зрушена на один таксономічний рівень, причому період прихованого видоутворення мікромамалій (рівень напів-/аловидів) відповідає дивергенції стандартних видів макромамалій, а у всіх родинах має місце транзитивний зсув та його еволюційна компенсація. Ступінь транзитивно-трансверсивного зсуву і, відповідно, темпи його еволюційної компенсації неоднозначні для довго- і короткоциклічних видів, що свідчить про різний характер мутаційних процесів в групах ссавців, які відрізняються за інтенсивністю метаболізму.

Публікації

1. Mezhzherin, S., & Tereshchenko, V. (2023). Taxonomic hierarchy and evolutionary scenario of the genus group Apodemus s. l. (Muridae) of the Palearctic based on genetic differentiation in the cyt-b gene. Zoodiversity, 57(1); категорія «А», (Q3); 112.doi:10.15407/zoo2023.01.001

2. Mezhzherin, S., & Tereshchenko, V. (2023). Genetic divergence and evolutionary transition/transversion rate bias in the control region of mitochondrial DNA of Palearctic mice (Murinae). Cytology and Genetics, 57(3), 213-223; категорія «А», (Q4); doi:10.3103/S0095452723030076

3. Mezhzherin, S., Morozov-Leonov, S., Zhalay, O., Kokodiy, S., Tereshchenko, V., Rostovskaya О., & Tsyba A. (2023). Evolutionary transitiontransversionbiasbytheexampleofthecytbgeneofpalearcticMuridae (Rodentia) and Vespertilionidae (Chiroptera). Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine,(2),93-98; категорія «Б» doi:10.15407/dopovidi2023.02.093

Файли

Схожі дисертації

0824U001244

Курочкіна Віта Анатоліївна

Цитогенетична ефективність радіоізотопа цезію-137 у лімфоцитах периферичної крові людини в модельних експериментах in vitro

0824U001225

Богданович Таїса Андріївна

Розробка біотехнології отримання сполук з протизапальними та антиоксидантними властивостями з «бородатих» коренів Artemisia tilesii Ledeb.

0824U001148

Федорова Анна Олегівна

Розширення підходів до встановлення складу природних геміклональних популяційних систем гібридогенного Pelophylax esculentus complex

0824U001130

Галич Тарас Вадимович

Зв’язок ураження геному за різних типів опромінення із стимуляцією утворення фармацевтичних сполук Matricaria chamomilla L.

0824U001015

Яринка Дар'я Володимирівна

Оптичні біосенсорні системи на основі полімерів-біоміметиків та смартфонів для виявлення харчових мікотоксинів: афлатоксину в1 та зеараленонуОптичні біосенсорні системи на основі полімерів-біоміметиків та смартфонів для виявлення харчових мікотоксинів: афлатоксину в1 та зеараленону