CC BY
61
ISSN 0869-4362
Русский орнитологический журнал 2008, Том 17, Экспресс-выпуск 427: 999-1011
Генетическая изменчивость и дифференциация двух форм седоголовой овсянки Emberiza spodocephala Pallas, 1776 по данным RAPD-PCR анализа
О. В. Долгова1), О. П. Вальчук2)
Биолого-почвенный институт ДВО РАН, Владивосток, 690022, Россия. 1)1 E-mail:dolgova@ibss.dvo.ru; 2) E-mail: vulpes@mail.primorye.ru
Поступила в редакцию 29 июня 2008
Emberiza spodocephala Pallas, 1776 является одним из самых многочисленных видов птиц Дальнего Востока России. Гнездовая часть ареала седоголовой овсянки охватывает Приморский край, Курильские острова, острова Монерон и Сахалин. Северная граница ареала доходит до Магаданской области (Степанян 1990). Эта овсянка распространена также в Восточной Азии и в Японии. Согласно разным авторам, рассматриваемый вид объединяет от трёх (Byers et al. 1995) до пяти (Степанян 1990) подвидов.
Кроме дальневосточной Emberiza spodocephala extremiorientis Shul-pin, 1928 и островной E. s. personata Temminck, 1835 форм седоголовой овсянки, ранее в качестве отдельных подвидов рассматривались E. s. sordida Blyth, 1845; E. s. oligoxantha Meise, 1932 и E. s. spodocephala Pallas, 1776 (Степанян 1990). Изменчивость и различия между подвидами проявляются в варьировании оттенков и интенсивности общей окраски и в деталях рисунка оперения.
В новом «Списке птиц Российской Федерации» (Коблик и др. 2006) предложена принципиально новая классификация внутри семейства Emberizidae. Формы spodocephala и extremiorientis в этой работе нивелированы и объединены в один подвид Ocyris spodocephalus spodoce-phalus, что вполне оправдано, поскольку они, по-видимому, представляют лишь крайние варианты непрерывной морфологической изменчивости (Редькин, устн. сообщ.). Форме personata авторы придают статус самостоятельного вида под именем маскированная овсянка Ocyris personatus (при этом personata и spodocephalus выделяются этими авторами в отдельный род Ocyris вместе с такими нашими овсянками, как желтобровая O. chrysophrys, таёжная O. tristrami, ремез O. rusti-cus, крошка O. pusillus, дубровник O. aureolus, рыжая O. rutilus, сизая O. variabilis и японская жёлтая O. sulphuratus).
Поскольку подвиды седоголовой овсянки имеют неясное таксономическое положение, мы в этой работе будем называть их формами:
Рис. 2. Предполагаемые границы зоны гибридизации островной и материковой форм седоголовой овсянки на Сахалине (по: Нечаев 1991).
1 - северная граница ареала personata, 7 - южная граница ареала spodocephala, 8 - район совместного обитания форм.
островной и материковой,— имея в виду подвиды personata и spodocephala (по: Степанян 1990). Они заметно различаются по размерам и окраске. Особи personata в среднем крупнее. В отличие от самцов spodocephala, у самцов personata в весеннем наряде нижняя сторона тела окрашена в более яркий жёлтый цвет. На груди у большинства птиц выделяются серовато-зелёные полосы, горло чисто-жёлтое. На верхней стороне тела чёрные стержневые полосы более широкие, поясница более зеленоватая; более развита чёрная окраска в верхней части горла и на уздечке; за глазом протягивается короткая жёлтая полоса. Окраска других участков тела существенно не различается. (Степанян 1990).
Также выявлены значительные различия в вокализации этих форм. Трель островной овсянки более медленная и монотонная, по сравнению с трелью материковой, и часто распадается на короткие фразы (Byers et al. 1995).
Обнаружены различия в биотопическом размещении этих форм овсянок (Нечаев 1991). На Сахалине в долине реки Тымь (окрестности пос. Ныш), где эти формы обитают совместно, personata предпочитает селиться в антропогенном ландшафте (в сельскохозяйственных угодьях, вдоль дорог и на окраинах населённых пунктов), а spodocephala - в сырых кустарниково-травянистых зарослях, на болотах с кустарниками, в пойменных лесах. Показано также, что пути миграций этих форм не пересекаются. Весной на Сахалин personata летят с Японских островов, а spodocephala - со стороны Юго-Восточной Азии, куда возвращаются осенью на места зимовок (Нечаев 1991). Однако в коллекциях музеев Дальневосточного университета и Биолого-почвенного института во Владивостоке есть несколько экземпляров personata, добытых во время миграций на материке, а в Японии регулярно отмечаются особи, относящиеся к spodocephala. Предполагается, что на восточном побережье юга материкового Дальнего Востока эти формы могут контактировать и в гнездовое время.
Обе формы совместно обитают только на севере острова Сахалин, где зона контакта в окрестностях посёлка Ныш, по литературным дан-
ным (Нечаев 1991), не превышает 3-5 км (рис. 1). Считается также, что personata и spodocephala частично скрещиваются друг с другом, но исследований в зоне контакта также никогда не проводилось. Описано несколько предположительно гибридных особей (Нечаев 1991). Кроме того, в последние годы во время изучения миграций воробьиных в Южном Приморье с помощью кольцевания регулярно отмечаются птицы, похожие как на personata, так и на spodocephala. Однако специальных исследований с целью оценки таксономического статуса этих форм ранее не проводилось.
В подобных случаях наиболее целесообразно, по нашему мнению, использовать многолокусный анализ, который может дать более адекватное представление о геноме в целом. В данной работе мы применяем широко известный метод амплификации случайных фрагментов ядерной ДНК (RAPD PCR анализ) для оценки отношений данных форм. Цель настоящей работы состоит в анализе генетической дифференциации и изменчивости двух форм седоголовой овсянки для выяснения их таксономического статуса и внутривидового полиморфизма. Для этого было проведено сравнительное изучение генетического разнообразия и сходства среди нескольких видов Emberizidae.
Материалы и методы
Материалом для исследования послужили образцы тканей (кровь и грудная мышца) 47 птиц из Emberizidae (табл. 1).
Таблица 1. Список проанализированных образцов
Таксон Число экз.
Emberiza spodocephala spodocephala 19
Emberiza spodocephala personata 13
personata x spodocephala 4
Emberiza rustica 3
Emberiza rutila 3
Emberiza elegans 2
Emberiza tristrami 2
Calcarius lapponicus 1
Птиц отлавливали с помощью паутинных сетей во время сезонных миграций и гнездования в Партизанском районе Приморского края и в разных частях Сахалина: в окрестностях посёлка Советское, в долине реки Набиль, у залива Чайво. В качестве внешней группы выступали 4 вида: овсянка-ремез Emberiza rustica, жел-тогорлая овсянка E. elegans, рыжая овсянка E. rutila, таёжная овсянка E. tristrami и вид другого рода из этого же семейства - подорожник Calcarius lapponicus.
От каждой птицы при помощи инсулинового шприца отбирали 50-100 мкл крови из подмышечной вены. Кровь в дальнейшем хранили в 95% растворе этанола или в 100 мкл специального буфера [100 mM Tris HCl, pH 8.0; 100 mM EDTA, pH 8.0; 10 mM NaCl; 0.5% SDS (Haig et al. 2004)] при температуре +4°С.
Тотальную ДНК выделяли с использованием Qiagen Tissue Kit; а также про-теиназы К с последующей обработкой фенолом, смесью фенол-хлороформ, осаждением изопропиловым спиртом и переосаждением этанолом по стандартной методике (Маниатис и др. 1984). Часть образцов ДНК получали с помощью раствора с высоким содержанием хлористого натрия (Aljanabi, Martinez 1997).
Выделенную ДНК использовали в качестве матрицы для RAPD-PCR анализа. Полимеразную цепную реакцию проводили в 25 мкл реакционной смеси, содержащей 60 нг ДНК матрицы, 1хбуфер (б7 мМ трис-HCl, pH 8.8, 2.5 мМ MgCh, 0.01% твин-20, 0.01 М 2-меркаптоэтанол), по 0.2 мМ каждого dNTP, 15 pM каждого праймера, 1 ед. Taq-полимеразы. Условия реакции: денатурация 2 мин/94°С, затем 35 циклов: денатурация - 1 мин/94°С, отжиг - 30 с/37°С, 15 с/45°С, синтез -2 мин/72°С. Стадию синтеза на конечном этапе проводили при 72°С в течение 5 мин. Для RAPD-анализа использовали 20 произвольных декамерных олигонук-леотидов с различной последовательностью и 60-70% содержанием (G+C) пар. На первом этапе исследования мы работали с праймерами фирмы «ROTH» для анализа изменчивости и дифференциации внутри вида Emberiza spodocephala на пробной выборке из 11 особей. В дальнейшем выборку увеличили до 36 особей, включив внешние группы. Этот этап анализа проводили с участием праймеров фирмы «Литех». Продукты RAPD PCR разделяли электрофорезом в 2%-ном ага-розном геле с добавлением бромистого этидия, как описано у ^Маниатиса и др. (1984), и фотографировали в УФ свете. В качестве маркеров молекулярной массы использовались PstI-гидролизат ДНК фага А и маркёр 100 bp + 1,5 Kb.
Подсчёт фрагментов вели с помощью программного обеспечения RFLPScan ver. 3.12, где учитывали все визуально детектируемые полосы. Для статистической обработки данных использовали пакеты программ POPGENE (Yeh, Boyle 1997) и TEPGA ver. 1.3 (Miller 1997). Несмещённое генетическое расстояние Dn рассчитывали по формуле: Dn = 2Nab/ (Na + Nb), где Na и Nb - число амплифицированных фрагментов у образцов a и b, Nab - число фрагментов с одинаковой электрофоре-тической подвижностью (Nei, Li 1979). Генетические дистанции вычисляли, исходя из данных генетического подобия: D = -lnI (Nei 1972). Уровень внутривидового полиморфизма при 95% критерии значимости рассчитывали как отношение количества полиморфных локусов к их общему числу. Индекс межпопуляционной под-разделённости Fst рассчитывали: Fst = (db-dw)/db, где db - дивергенция между популяциями, dw - дивергенция внутри популяций (Edwards 1993). Также считали среднее число аллелей na и эффективное число аллелей ne на локус; среднюю ожидаемую гетерозиготность He и генное разнообразие h, а также долю межпопу-ляционной дифференциации Gst. По последнему показателю подсчитывали число мигрантов на генерацию между локальными популяциями Nm. Общую генетическую изменчивость Ht и среднее по выборке генетическое разнообразие Hs рассчитывали, как описано в работе Григориуса (Grigorius 1978). Точный тест на дифференциацию популяций, включающий хи-квадрат (х2), число степеней свободы df и вероятность P высчитывали по Раймонду и Руссе (Raymond, Rousset 1995). Для построения филогенетических деревьев использовали пакет программ TREECON-ver 1.3 (Van der Peer, De Wacher 1994).
Результаты
Для изучения генетической дифференциации и разнообразия овсянок методом RAPD-PCR нами было протестировано 20 произвольных 10-нуклеотидных праймеров, девять из которых (A-5851, A-5852,
A-5853, A-5860, OPA-05, OPC-05, OPC-09, OPC-10, OPC-12) давали стабильные картины амплификации с набором мажорных полос ДНК и были использованы для дальнейшего анализа (табл. 2). В зависимости от праймера количество амплифицированных фрагментов ДНК колебалось от 8 до 31. Каждый праймер генерировал специфическую картину PCR-продуктов с молекулярной массой от 0.16 до 2.8 тнп, отличающихся по молекулярной массе и интенсивности окрашивания полос. Всего идентифицировано 184 признака. Анализ RAPD-PCR с девятью произвольными праймерами не позволил дискриминировать материковую и островную формы. Дополнительные маркерные фрагменты не были выявлены даже у предполагаемых гибридных особей. Спектры фрагментов ДНК этих форм характеризовала высокая индивидуальная изменчивость на фоне полного отсутствия каких-либо фиксированных различий между формами. Различия наблюдались лишь в частотах отдельных фрагментов, которые были выявлены у части особей personata и spodocephala. На рисунке 2 в качестве примера представлены типичные спектры продуктов амплификации ДНК овсянок, полученные с помощью этих праймеров.
Таблица 2. Список праймеров «Литех», использованных в работе
Праймер
Нуклеотидная последовательность 5'^3'
OPA-05 AGGGGTCTTG
OPC-05 GATGACCGCC
OPC-09 CTCACCGTCC
OPC-10 TGTCTGGGTG
OPC-12 TGTCATCCCC
При межвидовом анализе, спектры амплификации пяти видов овсянок (включая E. spodocephala) и подорожника заметно различались. Практически все праймеры генерировали маркерные видоспецифич-ные фрагменты различного молекулярного веса.
На основании данных по RAPD-спектрам были построены бинарные матрицы присутствия-отсутствия признаков для всех исследованных особей. Далее были рассчитаны парные, внутри- и межвидовые дистанции, а также средние значения внутривидового полиморфизма.
Оценки генетического разнообразия мало различались для perso-nata и spodocephala. Так, уровень генетического полиморфизма для этих форм составил 4G.21 и 38.14%, соответственно (табл. 3). В целом для всех анализируемых седоголовых овсянок полиморфными оказались 53.61% локусов. При этом, используя 99%-ный критерий полиморфизма, не учитывающий редкие аллели, мы обнаружили, что его уровень для всей выборки этих овсянок был почти в два раза ниже
(28.87%) в сравнении с Р95. Но значения полиморфности при критерии 99% для personata и фенотипических гибридов не менялись, а в случае с spodocephala P99 = 27.84%, что говорит о наличии уникальных последовательностей в этой популяции, которая и является основным носителем редких аллелей во всей совокупности spodocephala.
Рис. 2. Электрофореграмма продуктов амплификации ДНК с праймером OPC-09: M-ДНК-маркер 100 bp +2Kb+3Kb; 1-12 - personata, 13-28 - spodocephala, 29-34 - предполагаемые гибриды, 35-38 - Emberiza rustica, 39-42 - E. rutila, 43-44 - E. elegans, 45-46 - E. tristrami, 47 - Calcarius lapponicus.
Таблица 3. Генетическое разнообразие personata и spodocephala и их фенотипических гибридов по праймерам «Литех»
Форма P95,% He na ne h DN
personata (n = 9) 40.21 0.12 1.40±0.50 1.18±0.30 0.11±0.17 0.154
spodocephala (n = 12) 38.14 0.10 1.38±0.49 1.15±0.27 0.10±0.15 0.131
personata *
spodocephala (n = 4) 20.62 0.08 1.21±0.41 1.12±0.28 0.07±0.15 0.121
Всего (n = 25) 53.61 0.10 1.54±0.50 1.17±0.28 0.11±0.15 0.135
He - средняя ожидаемая гетерозиготность; ne - Эффективное кол-во аллелей (Kimura and Crow, 1964); h - Среднее генетическое разнообразие Нея (1973) - сред. гетерозиготность; DN - усредненные значения дистанций Нея; P - среднее значение полиморфности.
Все изучаемые особи седоголовой овсянки характеризовались примерно одинаковым уровнем гетерозиготности. Значение средней ожидаемой гетерозиготности для всех E. spodocephаlа составило ^ = 0.10. Таким образом, в данной выборке примерно 10% генов находятся в полиморфном состоянии. К сожалению, наблюдаемая гетерозиготность не может быть определена из ИАРБ-спектров, так как в связи с доминантным характером ИАРБ-локусов невозможно отличить доминант-
ные гомозиготы от гетерозигот. Среднее па и эффективное пе число аллелей на локус имели сходные значения, причём более высокие у фенотипически чистых personata (табл. 3). Генное разнообразие h седоголовых овсянок мало отличалось между особями разных форм и в среднем составляло 0.11 (табл. 3).
Средние значения генетической дивергенции Dn оказались равны 0.017 для пар spodocephala / personata и spodocephala / гибриды, а для пары personata / гибриды - 0.024, т.е. в полтора раза больше (табл. 4). При этом уровень дистанций между особями внутри двух форм был гораздо выше (Бп = 0.154 и Dn = 0.131 для personata и spodocephala, соответственно) (табл. 3 и 4). Значения генетической дивергенции между седоголовой овсянкой и «хорошими» видами этого же рода также были значительно больше (в среднем, 0.155). А в сравнении с видом другого рода уровень дистанций почти в два раза превысил межвидовой и составил 0.257 (табл. 5).
Таблица 4. Показатели генетической дифференциации personata и spodocephala и их фенотипических гибридов по праймерам «Литех»
Форма HT HS Fst Gst Nm DN Ext x2/ df / P
personata 0.111 0.104 0.091 0.067 7.016 0.017 89.06/194/1.000
/ spodocephala ±0.0244 ±0.021
personata 0.103 0.092 0.117 0.1040 4.306 0.024 31.28 /194/1.000
/ гибриды ±0.025 ±0.020
spodocephala 0.092 0.085± 0.072 0.0823 5.575 0.017 44.88/194/1.000
/ гибриды ±0.023 0.020
Все 0.105 ±0.024 0.09± 0.019 0.091 0.109 4.096 0.019 98.05/194/1.000
5 видов рода 0.207 0.076± 0.554 0.631 0.292 0.177 561.93/194/0.000
Emberiza ±0.028 0.005
DN - усредненные значения дистанций Нея.
Таблица 5. Средние значения межвидовых генетических дистанций Нея (Ые1 1972)
для 6 видов ЕтЬеп21Ьае
Вид E. spodocephala E. rustica E. rutila E. tristrami E. elegans
E. spodocephala 0.135
E. rustica 0.153
E. rutila 0.172 0.175
E. tristrami 0.141 0.231 0.274
E. elegans 0.155 0.174 0.235 0.238
C. lapponicus 0.257 0.266 0.298 0.308 0.309
Общее генное разнообразие НТ для материковой и островной овсянок составило 0.111, а среднее по выборке генное разнообразие Нs оказалось равным 0.104 (табл. 4). Оценка уровня генетической подразде-
лённости spodocephala и personata подсчитана на основании коэффициента генных фиксаций Fst и доли межпопуляционного разнообразия Gst (табл. 4). Наибольшие значения Fst (0.117), соответственно с минимальным уровнем генного потока Nm (4.306), обнаружены между островными овсянками и фенотипическими гибридами. Значения Nm между материковой овсянкой и гибридами немного больше (5.575), что, возможно, косвенно отражает большую интрогрессию её признаков в гибридную зону. Значение Fst для обеих форм седоголовой овсянки не высоко (0.091), соответственно оценка потока генов Nm между популяциями этих форм является значительной (7.016). В то же время среднее значение Fst для 5 видов Emberiza составляет 0.554, а Nm = 0.292 (табл. 4).
hybrid 92
personata 39
spodocephala 34
personata 62
personata 13
-personata 70
-personata 68
-personata 67
-spodocephala 54
-spodocephala 52
spodocephala 41 — spodocephala 42
-spodocephala 47
spodocephala 51
spodocephala 33 personata 38
spodocephala 91 spodocephala 57
-E. tristrami 83
-E. tristrami 82
-E. rutila 77
- E. rustica 72
-E. rustica 74
-E. rustica 73
E. elegans 87
- E. elegans 85
64
62
88
E. rutila 79
95
98
77
E. rutila 78
58
91
spodocephala, personata, гибриды
personata
spodocephala spodocephala
spodocephala
Emberiza tristrami E. rutila
E. rustica
Рис. 3. Дендрограмма NJ для 36 овсянок по данным RAPD-PCR c праймерами «Литех», основанная на генетических дистанциях Нея и Ли (Nei, Li 1978).
Точный тест на дифференциацию между spodocephala и personata и их фенотипическими гибридами в целом указывает на их генетическую однородность (X = 98.05, df = 194, P = 1.000). В то же время различия между пятью видами рода Emberiza весьма значительны (Х = 561.93, df = 194, P = 0.000). На основании полученных картин амплификации с участием всех использованных в работе праймеров была рассчитана матрица генетических дистанций Нея (Nei, Li 1979) и построены NJ-филогенетические деревья и UPGMA-дендрограммы генетического сходства (по всем праймерам и по каждому в отдельности).
На филогенетических реконструкциях для нескольких видов овсянок положение особей двух морфологически чистых форм (personata и
spodocephala) и их фенотипических гибридов несколько меняется в зависимости от используемого метода. UPGMA дендрограмма генетического сходства дифференцирует особей седоголовой овсянки от остальных видов в отдельный кластер с бутстреп поддержкой 70%. Этот кластер образует три подкластера с незначительным бутстреп индексом. Два из них по отдельности составляют морфологически чистые personata и spodocephala, а третий объединяет особей обеих форм и их фенотипических гибридов. На филогенетическом NJ дереве особи personata также дифференцируются в отдельный подкластер, а spodocephala разбиваются на три подкластера, дифференцируясь от остальных представителей рода Emberiza со средним бутстреп индексом (64%) (рис. 3). При этом на обоих деревьях дифференциация представителей personata и spodocephala в отдельные подкластеры не имеет высокой поддержки бутстрепа, в то время как другие виды рода Emberiza образуют отдельные кластеры с довольно высоким показателем достоверности (88-100%).
Обсуждение
RAPD-PCR анализ позволяет оценивать полиморфизм ДНК по большому количеству разных участков генома и широко применяется для оценки степени изменчивости видов (Гречко 2002). Подобранные нами для выявления генетического разнообразия седоголовой овсянки праймеры обеспечивают воспроизводимые индивидуальные спектры полиморфных RAPD-локусов при амплификации в ПЦР. В исследованных популяциях седоголовой овсянки обнаружен высокий уровень вариабельности индивидуальных молекулярно-генетических характеристик (табл. 3), на фоне которой межпопуляционные различия выглядят незначительными. Полученные нами результаты можно трактовать как отсутствие выраженной внутривидовой дифференциации седоголовой овсянки на исследуемой части ареала.
Генетическая дифференциация вида на молекулярном уровне определяется сложным переплетением взаимодействующих микроэволюционных факторов (Алтухов 1989). В случае взаимодействия исследуемых форм седоголовой овсянки на данном этапе исследования можно предположить два варианта развития эволюционных взаимоотношений между ними. Первое объяснение базируется на предположении о сравнительно недавно начавшейся дивергенции вследствие возможной этологической или пространственной изоляции. В этом случае дифференциация двух форм ещё не достигла видового уровня. Такое объяснение несколько противоречит мнению В.А.Нечаева (1991) о самостоятельном становлении этих форм: становление personata происходило на островах, а spodocephala - на континенте. На точке зрения В.А.Нечаева базируется второе возможное объяснение развития
взаимоотношений данных форм. В период географической изоляции были накоплены достаточно устойчивые различия между personata и spodocephala. При встрече этих форм, по-видимому, в начале голоцена в центральных районах Сахалина, они представляли собой фенотипи-чески различные популяции. И в таком случае зона совместного обитания на Сахалине является зоной вторичного контакта и гибридизации этих двух самостоятельных (в прошлом) видов, что стало причиной значительной интрогрессии генов. Некоторые из фенотипически чистых особей из популяций, находящихся по обе стороны от зоны гибридизации, по результатам кластеризации UPGMA и NJ, вероятно, могут быть отнесены к генотипическим гибридам, поскольку попадают в тот же кластер, что и морфологические гибриды (рис. 3). Возможно, они являются потомками возвратного скрещивания гибридных особей с чистыми формами, которое могло происходить на протяжении нескольких поколений. Можно предположить, что генетические границы зоны гибридизации овсянок шире фенотипических, как это описано и для других примеров гибридизации (Спиридонова, Крюков 2GG4).
Интересно, что показатели генетической изменчивости (P и He), полученные на небольшой выборке (11 особей) по 4 праймерам «Roth» (64.37% и G.25 для personata; 57.47% и G.19 для spodocephala, соответственно), оказались несколько выше значений, полученных с прайме-рами «Литех» на 25 особях седоголовой овсянки. Генетическая изменчивость personata и здесь немного превышает эти же значения для spodocephala. Внутриподвидовые дистанции также оказались выше, при этом средние дистанции personata (n = 4, D = G.444) превышали таковые у spodocephala (n = 7) в два раза (D = G.264). При этом между фенотипически чистыми особями, принадлежащими к разным формам, средние дистанции, так же как и в анализе данных по праймерам «Литех», оказались гораздо меньше, чем внутри этих форм (D = G.1G1). Остальные показатели, полученные с помощью данных прай-меров, также подтверждают высокую степень генетического сходства изучаемых форм.
Поскольку у эукариот лишь незначительная часть ДНК (3-7%) кодирует синтез белков (Созинов 1993), RAPD-маркеры, имеющие стохастический характер распределения, чаще должны визуализировать многочисленные некодирующие участки генома, которые, скорее всего, являются более нейтральными с точки зрения отбора. Было показано, что уровень вариабельности по RAPD—маркерам превышает вариабельность по полиморфным белкам (Chambers et al. 1998). Наши данные подтверждают это положение. Средние значения полиморфизма и ожидаемой гетерозиготности для E. spodocephala, полученные нами (53.61% и G.1, соответственно) действительно превышают значения, полученные на такой же по количеству выборке (25 особей) японскими
учеными (Watada et al. 1995) для этого же вида с помощью аллозимно-го анализа (P = 35%, He = 0.088). По этим данным, показатели генетической изменчивости для рассматриваемого вида значительно превышают эти показатели для других представителей семейства Emberizi-dae (сравнивали 19 видов из 8 родов). Этот факт в данной работе объясняется участием в исследовании особей китайского подвида E. s. sordida. В нашей работе показатели вариабельности для E. spodocephala также оказались значительно выше, чем для других видов, включенных в анализ (данные не приводятся). Но, возможно, это вызвано недостаточным для сравнительного анализа объемом выборок этих видов (2-3 особи).
В работах, посвященных дифференциации близких видов птиц (Piertney et al. 2001; Crochet et al. 2003; и др.), в том числе и овсянок (Grapputo et al. 1998), авторы отмечают низкий уровень дивергенции по генетическим маркёрам на фоне достоверных морфологический отличий. Известно, что низкая степень генетической дифференциации является характерной особенностью для многих родственных видов птиц. Так, хорошим примером этого являются результаты исследования генетических различий трёх видов шотландских клестов: Loxia curvirostra, L. pytyopsittacus и L. scotica. Выборки из различных популяций этих птиц были исследованы с использованием молекулярно-генетических маркёров — микросателлитов и секвенированных участков митохондриальной ДНК, однако генетической дифференциации между ними выявлено не было (Piertney et al. 2001). В то же время установлены чёткие межвидовые различия на уровне морфологии (размер клюва, обладающий высокой наследуемостью, и размер тела), издаваемых звуков и ассортативного скрещивания (Marquiss, Rac 2002).
Наши данные RAPD-PCR анализа демонстрируют наличие слабой генетической дифференциации между двумя формами седоголовой овсянки, которая не соответствует видовому уровню в сравнении с другими видами Emberizidae. Таким образом, подтверждается существование определённой тенденции к дивергенции двух форм, но вывод об их окончательном разделении явился бы поспешным.
Возможно, расширение набора праймеров и увеличение исследуемой выборки, с включением особей из крайних точек ареала рассматриваемого вида позволит более чётко определить уровень дивергенции и статус этих форм. Кроме того, мы полагаем, что использование других генетических методов, таких как AFLP, генотипирование и секве-нирование некоторых совокупностей генов даст более целостную картину взаимодействия двух фенотипов на генетическом уровне. Такая работа может не только внести определённый вклад в выяснение генетической и морфологической изменчивости седоголовой овсянки в пре-
делах всего ареала, но и пролить свет на общие закономерности микроэволюции.
Выражаем искреннюю признательность за ценные замечания в процессе подготовки публикации А.П.Крюкову (БПИ, Владивосток); Я.А.Редькину и Е.А.Коб-лику (ЗММУ, Москва) за предоставленную информацию. Исследование поддержано грантом ДВО РАН № 06-III-B-06-193.
Литература
Алтухов Ю.П. 1989. Генетические процессы в популяциях. М., Наука: 1-328. Гречко В.В. 2002. Молекулярные маркеры ДНК в изучении филогении и систематики // Генетика 38, 8: 1013-1033. Нечаев В.А. 1991. Птицы острова Сахалин. Владивосток: 1-762. Коблик Е.А., Редькин Я.А., Архипов В.Ю. 2006. Список птиц Российской Федерации. М.: 1-288.
Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. 1984. Молекулярное клонирование. М.: 1474.
Созинов А.А. 1993. Генетические маркеры у растений // Цитология и генетика 27: 260-262.
Спиридонова Л.Н., Крюков А.П. 2004. Генетическая изменчивость чёрной, серой ворон и их гибридов по данным RAPD-PCR // Цитология и генетика 38, 2: 31-39.
Степанян Л.С. 1990. Конспект орнитологической фауны СССР. М.: 1-728. Aljanabi S.M., Martinez I. 1997. Universal and rapid salt-extraction of high quality
genomic DNA for PCR-based techniques // Nucleic Acids Res. 25, 22: 4692-4693. Byers C., Curson J., Olsson U. 1995. Buntings and sparrows: a guide to the buntings and North American sparrows. Mountfield, U.K. Chambers R.J., Mcquaid C.D., Kirby R. 1998. The use of randomly amplified polymorphic DNA to analyze the genetic diversity, the systematic relationships and the evolution of intertidal limpets, Siphonaria spp. (Pulmonata, Gastropoda) with different reproductive modes // J. Exp. Marine Biol. and Ecol. 227: 49-66. Crochet P.A., Chen J.Z., Pons J.M., Lebreton J.D., Hebert P.D.N., Bonhomme F. 2003. Genetic differentiation at nuclear and mitochondrial loci among large white-headed gulls: sex-biased interspecific gene flow? // Evolution 57, 12: 28652878.
Edwards S.V. 1993. Mitochondrial gene genealogy and gene flow among island and mainland populations of a sedentary, the grey-crowned babbler (Pomatostomus temporalis) // Evolution 47, 4: 1118-1137. Grapputo A., Pilastro A., Marin G. 1998. Genetic variation and bill size dimorphism in a passerine bird, the reed bunting Emberiza schoeniclus // Molecular Ecol. 7: 1173-1182.
Grigorius H.R. 1978. The concept of genetic diversity and its formal relationship to
geterosigosity and genetic distances //Math. Biosc. 41: 253-271. Marquiss M., Rac R. 2002. Ecological differentiation in relation to bill size amongst
sympatric, genetically differentiated crossbills Loxia spp. // Ibis 144: 494-508. Miller M.P. 1997. Tools for population genetic analysis (TEPGA) 1.3: A Windows program for the analysis of allozyme and molecular population genetic data. Computer software distributed by author.
Nei M. 1972. Genetic distance between population // Amer. Natur. 106: 1343-1372. Nei M., Li W.N. 1979. Mathematical model for studying genetic variation in terms of
restriction endonucleases // Proc. Nation. Acad. Sci. USA 76: 5269-5273. Piertney S.B., Summers R., Marquiss M. 2001. Microsatellite and mitochondrial DNA homogeneity among phenotypically diverse crossbill taxa in the UK // Proc. Roy. Soc. London. B. 268: 1511-1517. Raymond M.L., Rousset F. 1995. An exact test for population differentiation // Evolution 49: 1280-1283.
Van der Peer Y., De Wacher R. 1994. TREECON for Windows: a soft ware package for the construction and drawing of evolutionary trees for the Microsoft Windows environment // Comput. Applic. Biosci. 10: 569-570. Watada M., Jitsukata K., Kakizawa R. 1995. Genetic divergence and evolutionary
relationships of the Old and New world Emberizidae // Zool. Sci. 12: 71-77. Yeh F.C., Boyle T.J.B. 1997. Population genetic analysis of co-dominant and dominant markers and quantitative traits // Belg. J. Bot. 129: 157.
Ю ^
ISSN 0869-4362
Русский орнитологический журнал 2008, Том 17, Экспресс-выпуск 427: 1011-1013
О гибели грачей Corvus frugilegus на автомобильных дорогах востока и юго-востока Казахстана
Н. Н. Березовиков
Лаборатория орнитологии, Центр биологических исследований, Институт зоологии Министерства образования и науки Республики Казахстан, проспект Аль-Фараби, 93, Академгородок, Алматы, 480060, Казахстан. E-mail: InstZoo@nursat.kz
Поступила в редакцию 24 мая 2006
Гибель птиц на автомобильных дорогах — важный лимитирующий фактор в жизни целого ряда видов птиц. Особенно значительна его элиминирующая роль для грачей Corvus frugilegus, индийских Passer indicus и испанских P. hispaniolensis воробьёв, часто устраивающих свои шумные колонии в лесонасаждениях вдоль автотрасс (Березовиков 1994). После «десятилетия разбитых дорог» в последние 2-3 года, с восстановлением основных автотранспортных магистралей Казахстана и резким увеличением количества скоростных автомобилей, вновь стал отмечаться рост смертности грачей на дорогах.
С 7 по 21 июня 2004 я проехал на машине 3500 км по Джунгарско-му Алатау, Тарбагатаю, Калбинскому нагорью, Алакольской и Зайсан-ской котловинам. На этом маршруте проведён подсчёт птиц, погибших на автотрассах между городами Алматы и Усть-Каменогорск. Всего на
