CC BY
167
ФИЛОГЕНИЯ БЛАГОРОДНОГО ОЛЕНЯ (CERVUS ELAPHUS): АНАЛИЗ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ГЕНА ЦИТОХРОМ В
М.В.Кузнецова1, О.А.Шемякин2, А.М.Хританков3, А.А.Данилкин1
3
S-я <и а.
-8л
к §
1Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН, г. Москва, e-mail: [email protected] 2Байкал-Сафари, г. Иркутск
Государственный природный заповедник «Столбы», г. Красноярск
Благородный олень (Cervus elaphus) - широко распространенный представитель семейства оленьих, важный объект охотничьего хозяйства. Таксономия этого вида до сих пор дискуссионна. В его ареале выделяют более 60 рас, но подвидовой статус многих из них, особенно европейских, сомнителен (Гептнер, Цалкин, 1947; Ellerman, Morrison-Scott, 1951; Lowe, Gardiner, 1974; Grubb, 1990; Grubb, Gardner, 1998; Данилкин, 1999; Groves, 2006). В последнее время в Западной Европе чаще признают лишь один номинативный подвид С. e. elaphus. В Восточной Европе выделяют также карпатскую (montanus), крымскую (brauneri) и кавказскую (maral) формы, в Сибири и на Дальнем Востоке - марала (sibiricus) и изюбря (xanthopygus), но границы их распространения неясны, что порождает споры при оценке трофеев.
В ХХ веке в охотничьи угодья Восточной Европы вселили более 4 тыс. европейских оленей разных рас (значительная часть из них имела германские корни), а также около 800 маралов, асканийского гибридного оленя и более 4 тыс. пятнистых оленей (C. nippon). В ряде областей образованы смешанные группировки, и в них определить принадлежность добытых трофеев к тому или иному виду (подвиду) весьма затруднительно. Пятнистого оленя и марала завозят в европейскую часть России и в настоящее время. Более того, существуют проекты расширения такой работы.
Генетические последствия интродукции и реинтродукции разных форм не изучены, практически отсутствуют сведения о генетической изменчивости благородных оленей фауны России и сопредельных регионов. Это и стало целью наших исследований.
Материал и методы. Материал (51 образец тканей благородного оленя) собран в 2002-2007 гг. на территории России и сопредельных стран. Для выделения ДНК использован набор реактивов Diatom® DNA Prep (Россия). С помощью ПЦР были получены фрагменты митохондриального гена цитох-ром b длиной около 500 н.п. Секвени-рованиеэтих фрагментов проводили, используя набор реактивов ABI PRISM® BigDye™ Terminator v. 3.1 с последующим анализом продуктов реакции на автоматическом секвенаторе ДНК ABI PRISM 3100-Avant. В результате получены последовательности первой половины фрагмента гена цитохром b длиной 410 нуклеотидов. В выравнивание включены также последовательности,
опубликованные другими авторами (Ludt et al., 2004). Общее число изученных последовательностей - 59. В качестве внешних групп использованы образцы лося (Alcesalces), европейской лани (Damadama), пятнистого (Cervusnippon) и беломордого (Cervus unicolor) оленей. Анализ данных проводили методом максимального правдоподобия в программе MetaPiga (Lemon, Milinkovitch, 2002). Поддержка узлов (апостериорная вероятность) была вычислена с помощью 100 псевдореплик. Полученная кладограмма приведена на рисунке.
Результаты. На полученном филогенетическом древе Cervus elaphus четко обособленны лишь два кластера, соответствующие разным генетическим линиям (группировкам): «европейской» и «азиатско-американской».
В европейской группировке образцов ни крымский, ни карпатский, ни кавказский олени не образуют обособленных клад, что могло бы подтвердить их подвидовой статус на генетическом уровне. К европейской линии примыкают и некоторые азиатские формы, например, бухарский олень (C. e. bactrianus) из Таджикистана, а также с невысокой поддержкой пятнистые олени и бело-мордый олень, что, на наш взгляд, свидетельствует в большей мере не о близком их родстве, а о низкой изменчивости данного фрагмента ДНК в пределах рода Cervus, особенно у малочисленных видов.
Азиатско-американский кластер включает образцы тканей благородного оленя, обитающего в России восточнее Урала, а также последовательности особей из Казахстана, Китая и Северной Америки (взяты из Genbank). Ба-зальную кладу азиатской группировки составляют алтайско-тувинские образцы («маралы»). К ней примыкают клады североамериканского вапити (C. e. canadensis) и особей из Казахстана (добыты близ границы с Китаем) и Китая. Образцы из Красноярского края, Иркутской и Амурской областей, Хабаровского края и последовательности фрагмента гена цитохром b оленя из Китая с высокой поддержкой объединились в кладу, которую можно считать «изюбрями». Базальное положение в ней занимает образец с байкальского острова Ольхон. Следовательно, предбайкальских оленей (из Красноярского края и Иркутской области) по генетическим характеристикам нельзя относить к «настоящим маралам», но они несколько отличаются и от близкородственных им дальневосточных «изюбрей», которые, видимо, тоже генетически неоднородны на популяционном уровне.
Заключение. Благородные олени представляют собой политипический вид со сложной эволюционной историей, полная реконструкция которой возможна лишь при наличии репрезентативных выборок из малоисследованных популяций Европы, Тянь-Шаня, Средней Азии, Китая, Монголии, Забайкалья и Якутии.
Анализ последовательностей фрагмента гена цитохром b позволяет четко дифференцировать не только европейскую и азиатско-американскую линии благородных оленей, но и идентифицировать особей из разных географических популяций, что необходимо в трофейном деле.
По предварительным данным, типичный марал (C. e. sibiricus) занимает лишь Алтай, Тыву и, скорее всего, Северную Монголию, тогда как остальную часть Южной Сибири, Дальний Восток и Китай населяют изюбри (C. e. xanthopygus). Предбайкальских оленей (Красноярский край и Иркутская область) при оценке трофеев следовало бы относить к изюбрям или выделять в отдельную региональную категорию.
Интродукция марала и пятнистого оленя в Восточную Европу представляется неоправданной с точки зрения сохранения генофонда европейского благородного оленя.
Авторы глубоко благодарны всем коллегам: зоологам, охотоведам, егерям и охотникам, принимавшим участие в сборе и доставке образцов тканей диких копытных животных.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Гептнер В.Г., Цалкин В.И. 1947. Олени СССР (систематика и зоогеография). - М.: Изд-во Моск. о-ва испыт. природы. 176 с.
Данилкин А.А. 1999. Млекопитающие России и сопредельных регионов. Оленьи.-М.: ГЕОС. 552 с.
Ellerman J.R., Morrison-Scott, T.C.S. 1951.Checklist of Palaearctic and Indian mammals 1758 to 1946. - L.: British Museum (Nat. Hist.). 810 p. Groves C. 2006. The genus Cervus in eastern Eurasia // European J. Wildlife Research. Vol. 52, № 18. P. 14-22.
Grubb P. 1990. List of deer species and subspecies // Species survival
«
a i
о к ff
è к
к
О
а. к £
о
si 8.
а
J
IP «
с
£ §
I
с
S §
к <8
Si
t S?
Л
«g Si
S?
Й Л
s
¡5
а,
£
Рис. Филогенетические отношения благородных оленей по данным анализа последовательностей митохондриального гена цитохром Ь. Цифры слева — уровень поддержки кластеров, в%; цифры справа — номера образцов.
Звездочками обозначены образцы из ОвпБапк
commission. Deer specialist group newsletter. № 8. Appendix.
Grubb P., Gardner A.L. 1998. List of species and subspecies of the families Tragulidae, Moschidae, and Cervidae // Deer Status Survey and Conservation Action Plan. IUCN/SSC Deer specialist group. Oxford: Inform. Press. P. 6-16.
Lemon A.R., Milinkovitch M.C. 2002. The metapopulation genetic algorithm: an efficient solution for the problem of large phylogeny estimation // Proc. Nat. Acad. Sci. (USA), Vol.99. P. 10516-10521.
Lowe V.P.W., Gardiner A.S. 1974. A re-examination of the subspecies of red deer (Cervus elaphus) with particular reference to the stocks in Britain // J. Zoology Vol. 174, № 2. P. 185-202.
Ludt C.J., Schroeder W., Rottmann O., Kuehn R. 2004. Mitochondrial DNA phylogeography of red deer (Cervus elaphus) // Mol. Phylogenet. Evol. Vol. 31. № 3. P. 1064-1083.
