WWW.PDF.KNIGI-X.RU
Ѕ≈—ѕЋј“Ќјя  »Ќ“≈–Ќ≈“  Ѕ»ЅЋ»ќ“≈ ј - –азные материалы
 

Pages:   || 2 |

Ђ√≈Ќ≈“»„≈— јя —“–” “”–ј ѕќѕ”Ћя÷»… —ј’јЋ»Ќ— ќ√ќ “ј…ћ≈Ќя PARAHUCHO PERRYI BREVOORT » ¬ќѕ–ќ—џ ѕ–»–ќƒќќ’–јЌЌќ… √≈Ќ≈“» » ¬»ƒј ...ї

-- [ —траница 1 ] --

‘едеральное

государственное

бюджетное

учреждение

науки

»Ќ—“»“”“

ќЅў≈…

√≈Ќ≈“» »

»ћ.

Ќ.».

¬ј¬»Ћќ¬ј

–оссийской

академии

наук

Ќа

правах

рукописи

ё–„≈Ќ ќ

јндрей

јлександрович

√≈Ќ≈“»„≈— јя

—“–” “”–ј

ѕќѕ”Ћя÷»…

—ј’јЋ»Ќ— ќ√ќ

“ј…ћ≈Ќя

PARAHUCHO

PERRYI

BREVOORT

»

¬ќѕ–ќ—џ

ѕ–»–ќƒќќ’–јЌЌќ…

√≈Ќ≈“» »

¬»ƒј

03.02.07

Ц

генетика

ƒиссертаци€

на

соискание

учЄной

степени

кандидата

биологических

наук

Ќаучный

руководитель:

д.б.н., профессор ∆ивотовский Ћ. ј.

ћосква Ц 2015 2 ќ√Ћј¬Ћ≈Ќ»≈ ¬¬≈ƒ≈Ќ»≈

√Ћј¬ј 1. ќЅ«ќ– Ћ»“≈–ј“”–џ

1.1. —ќ¬–≈ћ≈ЌЌџ… » »—“ќ–»„≈— »… ј–≈јЋ ¬»ƒј

1.2. ‘»Ћќ√≈Ќ≈“»„≈— »≈ ќ“ЌќЎ≈Ќ»я —ј’јЋ»Ќ— ќ√ќ “ј…ћ≈Ќя

1.3. Ѕ»ќЋќ√»я ¬»ƒј » ћ»√–ј÷»ќЌЌќ≈ ѕќ¬≈ƒ≈Ќ»≈

1.4 —ќ –јўјёўјя—я „»—Ћ≈ЌЌќ—“№ —ј’јЋ»Ќ— ќ√ќ “ј…ћ≈Ќя

1.5. ќ—Ќќ¬Ќџ≈ ”√–ќ«џ —ј’јЋ»Ќ— ќћ” “ј…ћ≈Ќё

1.6. ѕќѕ”Ћя÷»ќЌЌќ- √≈Ќ≈“»„≈— »≈ —»—“≈ћџ ¬»ƒќ¬

1.7. ћ≈“јѕќѕ”Ћя÷»»

1.8. ћ≈“јѕќѕ”Ћя÷»ќЌЌјя  ќЌ÷≈ѕ÷»я ƒЋя Ћќ—ќ—≈¬џ’ –џЅ

1.9. –ј«Ћ»„Ќџ≈ ”–ќ¬Ќ» ƒЋя —ќ’–јЌ≈Ќ»я Ѕ»ќ–ј«ЌќќЅ–ј«»я: ¬»ƒџ, Ё¬ќЋё÷»ќЌЌќ- «Ќј„»ћџ≈ ≈ƒ»Ќ»÷џ, ≈ƒ»Ќ»÷џ «јѕј—ј.



1.10. √≈Ќ≈“»„≈— »≈ –»— » ѕ–» —ќ’–јЌ≈Ќ»» ¬»ƒќ¬ » ѕќѕ”Ћя÷»…

√Ћј¬ј 2. ћ≈“ќƒџ »——Ћ≈ƒќ¬јЌ»я

2.1. —Ѕќ– ќЅ–ј«÷ќ¬ ƒЋя »——Ћ≈ƒќ¬јЌ»я

2.2. –ј«–јЅќ“ ј ѕјЌ≈Ћ» ћ» –ќ—ј“≈ЋЋ»“Ќџ’ Ћќ ”—ќ¬, √≈Ќќ“»ѕ»–ќ¬јЌ»≈ ќЅ–ј«÷ќ¬ » —≈ ¬≈Ќ»–ќ¬јЌ»≈ ‘–ј√ћ≈Ќ“ќ¬ ћ»“ќ’ќЌƒ–»јЋ№Ќќ… ƒЌ 

2.3 —“ј“»—“»„≈— »… јЌјЋ»« ƒјЌЌџ’

√Ћј¬ј 3. –≈«”Ћ№“ј“џ

3.1. ќ“ ЋќЌ≈Ќ»я ќ“ –ј¬Ќќ¬≈—»я ’ј–ƒ»- ¬ј…ЌЅ≈–√ј » ѕќѕ”Ћя÷»ќЌЌќ- √≈Ќ≈“»„≈— јя ƒ»‘‘≈–≈Ќ÷»ј÷»я ¬џЅќ–ќ .

3.2.  Ћј—“≈–»«ј÷»я ќ—ќЅ≈… Ќј ќ—Ќќ¬≈ ѕќѕј–Ќџ’ »Ќƒ»¬»ƒ”јЋ№Ќџ’ –ј——“ќяЌ»… » ћ≈“ќƒќћ јЌјЋ»«ј ¬

ѕ–ќ—“–јЌ—“¬≈ √Ћј¬Ќџ’  ќћѕќЌ≈Ќ“ 3.3.  Ћј—“≈–»«ј÷»я ¬џЅќ–ќ  ¬ ѕ–ќ—“–јЌ—“¬≈ √Ћј¬Ќџ’  ќћѕќЌ≈Ќ“ » Ќј ќ—Ќќ¬≈ ѕќѕј–Ќџ’ √≈Ќ≈“»„≈— »’ –ј——“ќяЌ»…

3.4. ¬џя¬Ћ≈Ќ»≈ »≈–ј–’»„≈— ќ… ѕќѕ”Ћя÷»ќЌЌќ… —“–” “”–џ — »—ѕќЋ№«ќ¬јЌ»≈ћ јЋ√ќ–»“ћј ѕ–ќ√–јћћџ STRUCTURE

3.5. »«ќЋя÷»я –ј——“ќяЌ»≈ћ

3.6. ћ» –ќ—ј“≈ЋЋ»“Ќќ≈ √≈Ќ≈“»„≈— ќ≈ –ј«ЌќќЅ–ј«»≈ » ќ÷≈Ќ ј Ё‘‘≈ “»¬Ќќ… „»—Ћ≈ЌЌќ—“» ѕќѕ”Ћя÷»… —ј’јЋ»Ќ— ќ√ќ “ј…ћ≈Ќя

3.7. јЌјЋ»« ћќЋ≈ ”Ћя–Ќќ… ƒ»—ѕ≈–—»» (AMOVA)

3.8. ‘»Ћќ√≈Ќ≈“»„≈— »… јЌјЋ»« ‘–ј√ћ≈Ќ“ќ¬ ћ»“ќ’ќЌƒ–»јЋ№Ќќ… ƒЌ  —ј’јЋ»Ќ— ќ√ќ “ј…ћ≈Ќя........... 96 √Ћј¬ј 4. ќЅ—”∆ƒ≈Ќ»≈

4.1 ѕќѕ”Ћя÷»ќЌЌќ- √≈Ќ≈“»„≈— јя ƒ»‘‘≈–≈Ќ÷»ј÷»я ѕќѕ”Ћя÷»… —ј’јЋ»Ќ— ќ√ќ “ј…ћ≈Ќя

4.2 »≈–ј–’»„≈— јя —“–” “”–ј ѕќѕ”Ћя÷»… —ј’јЋ»Ќ— ќ√ќ “ј…ћ≈Ќя Ќј ј–≈јЋ≈ ¬»ƒј

4.3. «ќќ√≈ќ√–ј‘»„≈— »≈ –≈√»ќЌџ ƒјЋ№Ќ≈√ќ ¬ќ—“ќ ј » √–”ѕѕџ ѕќѕ”Ћя÷»… —ј’јЋ»Ќ— ќ√ќ “ј…ћ≈Ќя. 106 4.4 ‘ќ–ћ»–ќ¬јЌ»≈ √≈Ќ≈“»„≈— ќ… —“–” “”–џ ѕќѕ”Ћя÷»… —ј’јЋ»Ќ— ќ√ќ “ј…ћ≈Ќя

4.5. √≈Ќ≈“»„≈— ќ≈ –ј«ЌќќЅ–ј«»≈ ѕќѕ”Ћя÷»… —ј’јЋ»Ќ— ќ√ќ “ј…ћ≈Ќя » »«Ѕ≈∆јЌ»≈ Ќ≈√ј“»¬Ќџ’ 114 ѕќ—Ћ≈ƒ—“¬»… »— ”——“¬≈ЌЌќ√ќ –ј«¬≈ƒ≈Ќ»я ¬»ƒј

4.6. «ј Ћё„≈Ќ»≈

4.7. ѕ≈–—ѕ≈ “»¬џ ƒјЋ№Ќ≈…Ў≈… –ј«–јЅќ“ » “≈ћџ

¬џ¬ќƒџ

ЅЋј√ќƒј–Ќќ—“»

—ѕ»—ќ  »—ѕќЋ№«ќ¬јЌЌќ… Ћ»“≈–ј“”–џ

ѕ–»Ћќ∆≈Ќ»≈

3 ¬¬≈ƒ≈Ќ»≈ јктуальность работы.





Ћососевые рыбы семейства Salmonidae €вл€ютс€ одним из главных богатств ƒальневосточного –егиона –оссии и всей северной части “ихого океана. ¬сего, в российской части этого региона обитает более 14 видов представителей семейства лососевых, составл€ющих п€ть родов и относ€щихс€ к трем основным экологическим группам: проходные рыбы (горбуша, кета, сима и др.), полупроходные рыбы (сахалинский таймень, кунджа, мальма и др.), пресноводные рыбы (сибирский таймень, ленок и др.). ¬се эти виды играют важнейшую роль в речных и прибрежных экосистемах ƒальнего ¬остока, €вл€€сь как источником пищи дл€ других рыб и животных, так и ее потребител€ми (√риценко, 2002). ѕроходные лососи, помимо прочего, принос€т из богатых районов “ихого океана огромное количество питательных веществ, которые питают относительно бедные горные водотоки, долины которых пронизывают прибрежные экосистемы —еверной ѕацифики от таежных массивов юга —ихоте-јлин€ до густонаселенных низменностей  алифорнии (Hocking, Reimchen, 2006; Hocking, Reynolds, 2011).  райне важную роль лососевые рыбы играют в экономике —еверной ѕацифики Ц промышленные уловы многих видов (горбуша, кета) исчисл€ютс€ сотн€ми тыс€ч тонн, другие же виды играют важную роль дл€ местного промысла (мальма, кунджа, хариус).

јктивна€ хоз€йственна€ де€тельность по разработке природных богатств (вырубка леса, добыча угл€, нефти, газа), искусственное разведение лососЄвых рыб, интенсивный промышленный и браконьерский промысел способны подорвать создававшиес€ тыс€челети€ми св€зи лососей и экосистем, в которых они обитают, привести к деградации попул€ционных генофондов видов (јлтухов, 2004).

√ены, виды и экосистемы Ц три основных уровн€ разнообрази€, определенных ћеждународным —оюзом ќхраны ѕрироды ћ—ќѕ (Allendorf, Luikart, 2009). —охранение генофондов видов, при этом, играет важнейшую роль дл€ их долговременного существовани€, а долговременный устойчивый промысел 4 невозможен без определени€ единиц запаса, границ попул€ций и должен базироватьс€ на попул€ционно-генетических данных, позвол€ющих достоверно описать созданную тыс€челети€ми эволюционной истории современную попул€ционную структуру видов (јлтухов, 2004; ∆ивотовский и др., 2009) —реди всех лососевых рыб, обитающих в российской части “ихого океана, единственным видом, занесенным как в  расную  нигу –оссийской ‘едерации, так и в  расную  нигу ћеждународного союза охраны природы (IUCN Red list.,

2011) стал уникальный полупроходной вид семейства лососевых, сахалинский таймень Parahucho perryi (Brevoort, 1856). Ётот вид обладает р€дом особенностей (частые миграции, долгий жизненный цикл), которые делают его крайне у€звимым к антропогенным воздействи€м и изменени€м климата. ¬ы€вление и описание попул€ционной структуры сахалинского таймен€ с использованием молекул€рных маркеров ƒЌ  представл€етс€ неотложной задачей на пути создани€ эффективной программы по восстановлению и сохранению этого вида.

”никальные свойства сахалинского таймен€ (полупроходной образ жизни Ц совмещение длинной пресноводной и морской стадии, разнообразные регионы обитани€, исторически низка€ эффективна€ численность), делают его также важным объектом дл€ изучени€ вли€ни€ антропогенного воздействи€ на попул€ционно-генетические системы лососевых рыб.

—тепень разработанности темы исследовани€. »сследовани€м попул€ционно-генетических основ сохранени€ генофондов лососевых рыб посв€щено множество работ, как в отечественной (јлтухов, 1974; —алменкова, јлтухов и др., 1997, 2004; ∆ивотовский и др., 2008, 2009), так и в 1989;

международной литературе (Waples, 1991, 2002; Allendorf, Waples, 1996; Verspoor et al., 2008). ѕри этом, больша€ часть исследований касалась интенсивно эксплуатируемых видов тихоокеанских лососей, а полупроходным и хоз€йственно менее значимым видам до последнего времени удел€лось мало внимани€. Ѕольша€ часть работ, св€занных с сахалинским тайменем, посв€щена изучению его биологии и образа жизни, а также процессов, св€занных со 5 снижением численности (глава 1). Ќесмотр€ на российский и международный статус сахалинского таймен€, широкомасштабных Ђкраснокнижныйї

исследований по вы€влению его попул€ционной структуры и оценке уровней генетического разнообрази€ до насто€щей работы не проводилось, за исключением анализа небольших выборок с очень ограниченной части ареала по локусам митохондриальной ƒЌ  (—курихина и др., 2013), а также четырех работ по разработке микросателлитных и митохондриальных молекул€рных ресурсов дл€ дальнейших исследований (Hatakeyama et al., 2005; Kopun et al., 2009; Ўитова и др., 2012; Shedko et al., 2013).

Ц  Ц  Ц

Ќаучна€ новизна работы. ¬ данной работе впервые описываетс€ генетическа€ структура попул€ций редкого эндемичного вида рыб сахалинского таймен€ Parahucho perryi с использованием репрезентативного набора €дерных (микросателлиты, 19 локусов), а также митохондриальных (2 фрагмента) маркеров. ƒл€ этого были исследованы уникальные выборки, собранные на водоемах ƒальнего ¬остока –оссии, в том числе автором, непосредственно в ходе выполнени€ работы. ¬ыборки, используемые в работе, покрывают бльшую часть современного ареала вида. ¬первые даютс€ рекомендации по сохранению попул€ционных генофондов вида, обоснованные с позиций природоохранной генетики.

“еоретическа€ и практическа€ значимость работы. –езультаты, полученные в ходе насто€щего исследовани€, могут быть использованы дл€ разработки эффективных, научно обоснованных планов по сохранению и восстановлению попул€ций сахалинского таймен€. ќсобенно важны полученные данные при планировании реинтродукции сахалинского таймен€, искусственном разведении вида, требующем учета попул€ционно-генетической структуры.

ѕолученные результаты могут служить отправной точкой дл€ объективного мониторинга попул€ционных генофондов сахалинского таймен€, в том числе методами активно развивающейс€ попул€ционной геномики. ”никальна€ коллекци€ проб сахалинского таймен€, собранных в ходе работы, может быть использована дл€ дальнейшего генетического мониторинга вида.

— теоретической точки зрени€, результаты могут быть использованы дл€ сравнительной филогеографии рыб ƒальнего ¬остока –оссии, построени€ биогеографических гипотез. –абота значительно дополн€ет собой активно развивающеес€ направление в изучении попул€ционно-генетических структур 7 полупроходных видов рыб, распространенных в прибрежных регионах “ихого океана.

Ц  Ц  Ц

ѕоложени€, выносимые на защиту.

ѕопул€ционно-генетическа€ структура сахалинского таймен€ €вл€етс€ 1.

иерархически организованной с высокими значени€ми попул€ционногенетической дифференциации на разных уровн€х иерархии.

2. Ќаблюдаема€ по частотам €дерных маркеров ƒЌ  дивергенци€ групп попул€ций вызвана скорее малой эффективной численностью и ограниченной частотой миграций между группами, обусловленной, в том числе, природногеографическими услови€ми мест обитани€, чем долговременной изол€цией в ледниковых рефугиумах или современных местах обитани€.

3. –аботы по реинтродукции и искусственному разведению сахалинского таймен€ должны учитывать особенности описанной генетической структуры попул€ций сахалинского таймен€ во избежание деградации попул€ционных генофондов вида. ѕроизводители должны отбиратьс€ из того водоема, в котором планируетс€ 8 выпуск молоди. ѕри невозможности отбора производителей из этого водоЄма, они должны быть вз€ты из попул€ций того же зоогеографического региона, принадлежащих к одной генетической группе попул€ций.

Ц  Ц  Ц

1. Ўитова ћ.¬. ѕанель микросателлитных локусов дл€ попул€ционных исследований сахалинского таймен€ Parahucho perryi (Brevoort) / ћ.¬. Ўитова, ј. ј. ёрченко, ≈. √. Ўайхаев, Ћ.ј. ∆ивотовский // √енетика. Ц 2012. Ц “. 48, є 8- —. 976-982.

2. Zhivotovsky L. Eco-geographic units, population hierarchy, and a two-level conservation strategy with reference to a critically endangered salmonid, Sakhalin taimen Parahucho perryi / L. Zhivotovsky*, A. Yurchenko*, V. Nikitin, S. Safronov, M. Shitova, S. Zolotukhin, S. Makeev, S. Weiss, P. Rand, A. Semenchenko // Conservation Genetics Ц 2015. Ц “. 16 Ц є 2 Ц 431Ц441с.

–аботы, опубликованные в других издани€х

1. ёрченко ј.ј. ѕопул€ционно-генетическа€ дифференциаци€ сахалинского таймен€ (Parahucho perryi) / ј.ј. ёрченко, ћ.¬. Ўитова, ј.ё.

—еменченко, Ћ.ј. ∆ивотовский // ћеждународна€ молодежна€ конференци€ Ђѕопул€ционна€ генетика : современное стосто€ние и перспективыї. ћатериалы конференции. ћ.: ÷ифровичок Ц 2011. Ц —. 270

2. Zhivotovsky L.A. What is a conservation unit for Sakhalin taimen (Parahucho perryi)?: Genetics & Geography / L.A. Zhivotovsky, A.A. Yurchenko, M.V. Shitova, A.Yu. Semenchenko, S. F. Zolotukhin, S.N. Safronov // Taimen workshop, 2011, December 9-10, Auckland, New Zealand http://www.stateofthesalmon.org/pdfs/4_Zhivotovsky.pdf 9

3. ёрченко ј.ј ѕопул€ционно-генетическа€ структура сахалинского таймен€ Parahucho perryi (Brevoort, 1856) по 19 микросателлитным локусам ƒЌ  и выводы дл€ сохранени€ вида / ј.ј. ёрченко, ћ.¬. Ўитова, ј.ё. —еменченко, —.‘. «олотухин, —.Ќ. —афронов, Ћ.ј. ∆ивотовский // V ¬сероссийский медикобиологический  онгресс молодых учЄных с международным участием Ђ—имбиоз–осси€ 2012ї. 03-08 декабр€ 2012 г. “верь. C. 134-135

4. ёрченко ј.ј. ѕопул€ционно-генетическа€ структура сахалинского таймен€ Parahucho perryi Brevoort, 1856 по 19 микросателитным локусам ƒЌ  и выводы дл€ сохранени€ попул€ционных генофондов вида / ј.ј. ёрченко, ћ.¬.

Ўитова ћатериалы ћеждународного молодежного научного форума // "ЋќћќЌќ—ќ¬-2013" / ќтв. ред. ј.». јндреев, ј.¬. јндри€нов, ≈.ј. јнтипов,  . . јндреев, ћ.¬. „ист€кова. [Ёлектронный ресурс]. г. ћосква: ћј — ѕресс,

2013. —.

10 √Ћј¬ј 1. ќЅ«ќ– Ћ»“≈–ј“”–џ

Ц  Ц  Ц

—ахалинский таймень Parahucho perryi (Brevoort, 1856) обитает в разнообразных природных услови€х –оссийского ƒальнего ¬остока и северных €понских островов.

јреал вида включает водоемы острова —ахалин, €пономорского побережь€ ѕриморского кра€ и юга ’абаровского кра€, севера острова ’онсю, островов ’оккайдо, »туруп и  унашир. —овременный ареал сахалинского таймен€ показан на –исунке 1.1.1. ¬о многих местах (в частности в ѕриморском крае) ареал вида разорван, что св€зано с исчезновением отдельных попул€ций. ¬ наше врем€ сахалинский таймень не встречаетс€ в реках залива ѕетра ¬еликого, хот€ еще в конце XIX века был обычной рыбой дл€ тех мест ( рюков, 1984), а в начале 20-го века отмечалс€ в реке Ѕарабашевка к югу от ¬ладивостока (“аранец, 1936). ƒанных об обитании сахалинского таймен€ севернее усть€ реки јмур по материковому побережью японского мор€ нет, хот€ в работе Fukushima с соавторами (2011) бассейны рек на участке от —ахалинского залива до ”дской губы считаютс€ пригодными дл€ обитани€ вида по совокупности своих гидроморфологических особенностей. ёжной границей современного распространени€ сахалинского таймен€ в ѕриморском крае прин€то считать реку  иевка («олотухин, 2000). Ќа острове —ахалин таймень встречаетс€ повсеместно, но наиболее многочисленные попул€ции приурочены к северным районам острова, а также отдельным водоемам. ќтносительно редок и малочислен сахалинский таймень в водотоках полуострова Ўмидт, а также в водоемах северо-запада острова севернее реки “ык, где обитает сибирский таймень Hucho taimen (—ухонос и —афронов, 2006). ¬ водоемах японии таймень сохранилс€ преимущественно на острове ’оккайдо.

11 –исунок 1.1.1. —овременное распространение сахалинского таймен€ Parahucho perryi. „ерным цветом выделены бассейны рек с достоверно обитающими в них попул€ци€ми сахалинского таймен€. „ерными стрелками обозначены отдельные небольшие водоемы, населенные особ€ми вида (из Fukushima et al., 2011).

1.2. ‘илогенетические отношени€ сахалинского таймен€

—ахалинский таймень Ц единственный представитель своего рода Parahucho, занимающего филогенетическое положение в семействе Ћососевые 12 (Salmonidae), которое включает в себ€ разнообразные рода эволюционно относительно молодых рыб с циркумпол€рным распространением. –анее сахалинский таймень объедин€ли в один род (Hucho) с сибирским тайменем Hucho taimen (Pallas, 1773), но позже он был выделен в подрод (Vladykov, 1962), а затем в отдельный род Parahucho (√лубоковский, 1990). ¬ыделение сахалинского таймен€, как представител€ отдельного рода, было затем подтверждено данными по исследованию митохондриальной и €дерной ƒЌ  (ќсинов, 1991; Phillips, 1995;

Shed'ko et al., 1996; Matveev, 2007; ќлейник и —курихина, 2008). ѕомимо значительных генетических различий, сахалинского таймен€ отличает от рыб рода полупроходной образ жизни с регул€рными миграци€ми.

Hucho ћорфологическое сходство рыб родов Hucho и Parahucho следует признать конвергентным, так как виды обоих родов занимают сходные экологические ниши в насел€емых ими водоемах («олотухин, 2000). —огласно молекул€рногенетическим датировкам по€вление сахалинского таймен€ относитс€ к середине олигоцена Ц около 27 миллионов лет назад (Crte-Lafrenire et al, 2012). Ёта информаци€ также дополн€ютс€ находкой ископаемой рыбы в јгневской свите (датируетс€ 19-16 миллионами лет) на острове —ахалин, отнесенной к Parahucho spp., котора€, однако, не была по своим остеологическим признакам полностью сходна с современным сахалинским тайменем (—оловьев, 1996; Ќазаркин, 2000).

Ќа эволюционном древе лососевых рыб сахалинский таймень занимает промежуточное положение между родами Salvelinus (гольцы) и Oncorhynchus (тихоокеанские лососи) с одной стороны и родом Salmo (благородные лососи) с другой (–исунок 1.2.1).

13

Ц  Ц  Ц

ѕо данным ќ. ‘. √риценко (√риценко, 1980) сахалинский таймень отличаетс€ большой стабильностью меристических признаков на ареале и слабо выраженным половым диморфизмом. ƒостоверные различи€ в разных част€х ареала наблюдаютс€ только по числу позвонков. “акже, авторы высказывают предположение о возможной клинальной изменчивости этого признака.

14 “емп роста сахалинского таймен€ тесно св€зан с особенност€ми водоемов, в которых он обитает и существенно отличаетс€ на ареале (–исунок 1.3.1).

¬еро€тно, на темп роста тайменей вли€ют сразу несколько локальных факторов Ц питание младших возрастных групп, питание старших возрастных групп (выход в море или нагул в пресных водоемах), температурный режим, кормова€ база водоемов.

140 120

Ц  Ц  Ц

—ахалинский таймень €вл€етс€ выраженным хищником, конечным звеном в пищевых цеп€х насел€емых им экосистем. ћальки таймен€ постепенно переход€т в реках от бентофагии к хищничеству потребл€€ личинок миноги и 15 ручейников, покатную молодь кеты. ѕосле ската в лагуны и заливы сахалинский таймень начинает активно питатьс€ массовыми рыбами, обитающими в толще воды Ц сельдью, корюшкой, навагой, мойвой, а также креветками и покатной молодью миноги (√риценко, 1977). ” таймен€ из озер острова ’оккайдо отмечено питание массовыми донными рыбами (Kawamura, 1983). ¬ районе реки —амарга ѕриморского кра€) сахалинский таймень активно потребл€ет (север тихоокеанскую сардину, горбушу и терпуга (ѕарпура, 1991; —еменченко, 2003). ¬ реках взрослые таймени обычно нападают из засады на проплывающих мимо рыб (гольцов рода Salvelinus, хариусов, красноперок) и грызунов подобно сибирскому тайменю и ленкам (Ondachi, 2004; √риценко, 2007), в то врем€ как в морском прибрежье, лагунах и озерах они активно гон€ютс€ за добычей, в том числе и небольшими группами.

Ќерест сахалинского таймен€ изучен далеко не во всех районах его воспроизводства. –егул€рные наблюдени€ за нерестом ежегодно ведутс€ лишь на острове ’оккайдо. Ќерест таймен€ происходит в весеннее врем€ после вскрыти€ льда в момент снегового паводка в речных бассейнах на песчано-галечном грунте, при температуре воды 3-12C. ѕо разным данным, производители начинают миграцию либо с мест зимовки в реке, либо из мор€, куда выход€т на короткий период перед нерестом. Ќерестилища вида расположены в верховь€х притоков рек. Ќа острове —ахалин в крупных реках нерестилища расположены в верховь€х, а в малых реках в нижнем и среднем течении (√риценко, „уриков, 1977;

√риценко, 2002). ¬ материковых реках наиболее веро€тными местами нереста считаютс€ русловые протоки и притоки средней части бассейнов (ѕарпура, 1991;

«олотухин и др., 2000). ѕо данным ѕарпуры ».«. (1991) возраст впервые нерестующих особей 8-10 полных лет. –ыбы младшего репродуктивного возраста имеют двух-, трехгодичный цикл, а 16-19 Ц годовалые нерест€тс€ ежегодно.

»ндивидуальна€ абсолютна€ плодовитость (»јѕ) составл€ет 3570-16600 икринок (√риценко, 1977; «олотухин, 2000). “ипична€ нерестова€ станци€: небольша€ протока основного русла шириной 3-4 м, глубиной около 1 м со скоростью 16 течени€ 0.3-0.5 м/сек. ƒно песчано-галечное. нерест происходит во второй половине ма€ при температуре воды градусов. Ќерестуют пары, 4-7 формирование которых сопровождаетс€ самцов. ¬ озерах Ђтурнирамиї

 урильских островов отмечен нерест таймен€ в ручь€х впадающих в озера (—оков, 1998).

¬ажно представить информацию об особенност€х миграций таймен€.

—ахалинский таймень относитс€ к полупроходным видам рыб, тесно св€занным с пресными и солоноватоводными водоемами. Ќесмотр€ на важность вопроса о миграци€х сахалинского таймен€ дл€ природоохранных целей, до недавнего времени практически не было работ, подробно освещающих эту сторону жизни данного вида. Ќаиболее типичным описанием миграций сахалинского таймен€ было прин€то следующее: таймень зимует в реках и солоноватоводных озерах, весной на короткое врем€ (еще подо льдом) скатываетс€ в море, откуда затем начинает нерестовую миграцию в верховь€ малых рек и среднее течение крупных, на нерест; после нереста таймени скатываютс€ в море, лагуны и приустьевые участки рек, где нагуливаютс€ до осени, периодически заход€ в пресную воду; в конце сент€бр€-начале но€бр€ начинаетс€ зимовальна€ миграци€ в реки; молодь таймен€ начинает скатыватьс€ после прохождени€ пика весеннего паводка и заканчивает во врем€ летней межени (√риценко, 2002). “акже, отмечалось, что в некоторых реках, как, например, в ѕоронае, таймень может оставатьс€ все лето, не выход€ в море (√риценко, 1977). ≈сли нагульные летние и зимовальна€ миграци€ подтверждались многочисленными поимками таймен€ в реках и прибрежье, то ранее упом€нута€ Ђкоротка€ преднерестова€ миграци€ в мореї не поддерживалась какими-либо документальными свидетельствами. ¬ последние годы по€вилс€ р€д крупных исследований, призванных подробнее осветить характер миграций сахалинского таймен€.

≈динственна€ работа, выполненна€ с использованием радиометок проведена коллективом €понских авторов под руководством доктора  ентаро ’онда в ”ниверситете ’оккайдо (Honda, 2012). “рехлетнее исследование проводилось на реке Ѕеканбеуши на юге острова ’оккайдо (–исунок 1.3.2).

17 –исунок 1.3.

2. Ѕассейн реки Ѕеканбеуши разделенный исследовател€ми на семь зон (1-7) от верхнего течени€ к нижнему, включа€ озеро јккеши (из Honda, 2012).

јвторы прикрепили радиопередатчики на 45 взрослых тайменей отловленных в бассейне реки Ѕеканбеуши. ¬доль русла реки были установлены радиоприемники, позвол€вшие получать информацию о перемещении тайменей в речном бассейне и регул€рно осуществл€лись сплавы на каноэ с переносными радиоприемниками. Ќаиболее важным результатом исследовани€ оказалась обнаруженна€ экологическа€ пластичность сахалинского таймен€: с ма€ по но€брь рыбы активно использовали все основные сегменты речного бассейна. Ќа рисунке видно, что, несмотр€ на наличие некоторых паттернов 1.3.3 пространственного обитани€, таймени с высокой веро€тностью встречаютс€ во всех сегментах речного бассейна и в озере јкеши. ¬есной, после нереста, рыбы активно мигрируют вниз по течению, занима€ различные места обитани€. «атем, 18 летом, рыбы не перестают перемещатьс€, и большинство тайменей за летний сезон успевает побывать в 2-3 притоках реки. ћиграции, по данным авторов, осуществл€ютс€ чаще в темное врем€ суток, в то врем€ как днем рыбы чаще отстаиваютс€ и передвигаютс€ мало. јвторы работы приход€т к выводу, что таймень стараетс€ избегать температуры воды выше 20C, котора€, по-видимому, €вл€етс€ дл€ него стрессовой. Ѕыло зафиксировано всего несколько выходов таймен€ из озера јкеши в море, ни один из которых не продлилс€ более чем 1 день. “аким образом, попул€ци€ таймен€ реки Ѕеканбеуши может считатьс€ пресноводной.

–исунок 1.3.

3. ћеста обитани€ меченных сахалинских тайменей в бассейне реки Ѕеканбеуши с ма€ по но€брь (из Honda, 2012). ÷вета соответствуют обозначени€м речных сегментов на рисунке 1.3.4.

»спользование эффекта дифференциального накоплени€ кальци€ и стронци€ в костных структурах анадромных рыб получило широкое распространение сравнительно недавно (Zimmerman, 2005).

¬ специальной работе (Arai, 2010) авторами исследовалось соотношение кальци€ и стронци€ в отолитах искусственно разводимых особей сахалинского таймен€, подвергнутых 19 экспозиции в воде различной солености (–исунок 1.3.4). Ќаблюдаетс€ четка€ и высока€ коррел€ци€ между соленостью воды, в которой содержались таймени и соотношением стронци€ и кальци€ в отолитах. Ќужно отметить, что сходные паттерны можно обнаружить у рыб в пресноводной среде, но при активном питании морскими, недавно вошедшими в реку видами.

–исунок 1.3.

4 «ависимость между соотношением стронци€ и кальци€ и соленостью воды в отолитах искусственно разводимого сахалинского таймен€ (из Arai, 2010).

— использованием данной методики, за последние годы было проведено несколько исследований на диких попул€ци€х вида. ¬ озере јкеши (место впадени€ реки Ѕеканбеуши) на юге ’оккайдо, весной, авторами работы (Honda,

2010) было собрано дес€ть особей сахалинского таймен€, погибших при промысле разнорыбицы в озере. ” большинства особей паттерн соотношени€ стронци€ и кали€ был сходным Ц низкие значени€ в начальный период и на прот€жении всей жизни. “ем не менее, у некоторых особей отмечалось повышенное соотношение в последние годы жизни. јвторы св€зывают это с обитанием в солоноватоводных услови€х озера јкеши, отмеча€, что больша€ часть данной попул€ции все же ведет пресноводный образ жизни, стара€сь избегать морских вод.

20 ¬ другой работе (Suzuki, 2011) были исследованы отолиты тайменей, пойманных в ќхотском море недалеко от реки —арафуцу (одна из наиболее богатых тайменем рек острова ’оккайдо). ѕаттерны соотношени€ стронци€/кальци€ показали, что веро€тно все рыбы провели большую часть жизни в услови€х высокой солености.

јвторы статьи обсуждают также возможный возраст первого ската таймен€ в море и приход€т к выводу, что он может происходить как в 2, так и в 3года. «начительную разницу в образе жизни тайменей рек Ѕеканбеуши и —арафуцу авторы св€зывают с геоморфологией их бассейнов: река —арафуцу имеет пр€мой вынос в море, без сколько-нибудь продолжительного эстуари€, а Ѕеканбеуши впадает в солоноватоводное озеро.

¬ работе  ристиана ÷иммермана с соавторами (Zimmerman et al, 2012) исследуютс€ рыбы все с той же реки —арафуцу, а также  оппи и “умнин ’абаровского кра€. Ќа основании паттернов накоплени€ стронци€/кальци€, авторы делают заключени€ о пресноводном характере жизни тайменей реки  оппи. Ёти данные представл€ют большой интерес, но остаетс€ открытым вопрос о таймен€х, облавливающихс€ неводами в мористой части бухты  оппи (персональное сообщение рыбаков из тех мест). ќткуда приход€т эти рыбы неизвестно.

ѕрактически на всем ареале обитани€ сахалинского таймен€ ведетс€ активное прибрежное рыболовство, а также рыболовство на внутренних водоемах, целью которого станов€тс€ дальневосточные лососи, гольцы, красноперки, корюшка и другие рыбы. “аймени, совершающие различные миграции, регул€рно попадаютс€ в эти оруди€ лова (—еменченко, 2003; Edo, 2005). »ме€ многолетнюю информацию по прилову сахалинского таймен€ на ареале, можно было бы составить довольно четкую картину о характере и объемах миграций, но с момента занесени€ сахалинского таймен€ в региональные красные книги рыбаки стали скрывать его уловы, и составить четкую картину не представл€етс€ возможным.

21 “аким образом, исход€ из ранее опубликованных исследований, можно заключить, что сахалинский таймень имеет сложный характер миграций, определ€емый совокупностью различных факторов Ц от геоморфологии речных бассейнов до, возможно, генетических адаптаций. ѕримеры рек  оппи, —арафуцу и Ѕеканбеуши показывают существование трех экологических форм сахалинского таймен€ по отношению к периоду нагула Ц пресноводных резидентов, полупроходных рыб и рыб предпочитающих солоноватые воды морских лагун.

≈сли проводить аналогию с близкими по экологии рыбами (микижа, мальма, кунджа), потенциальное пространство факторов, определ€ющих характер нагульной миграции таймен€, можно ограничить основными: обеспеченность пищей в местах расселени€ молоди и взрослых рыб, геоморфологи€ речного русла, соленость и температура прилежащих к устью морских участков. ¬ общем плане, характер миграций сахалинского таймен€ можно описать следующим образом: нерест в верхних притоках рек, скорый скат в море или лагуну (при наличии) в бедных пищей водоемах (некоторые особи, тем не менее, могут остатьс€ в речном русле на лето), и расселение по всему бассейну, включа€ эстуарную зону в крупных водоемах. ѕри этом остаетс€ не €сно, почему, например, таймени двух самых крупных рек —ахалина ведут себ€ совершенно поразному: в реке “ымь крупные особи уход€т в Ќыйский залив, тогда как в ѕоронае остаютс€ на весь год (√риценко, 1977). ’арактер перемещений таймен€ в море малоизучен Ц известно лишь, что он не попадаетс€ в дрифтерные сети в открытом море, но при этом облавливаетс€ ставными неводами и каравками в прибрежье. —ообщалось о поимке тайменей в море на рассто€нии до двух километров от усть€ реки —арафуцу, на удалении в 500 метров от берега (Edo, 2005). — повышением температуры, к середине лета таймени уход€т вверх по течению рек, либо продолжают оставатьс€ в прохладном прибрежье (Honda, 2012). ќсенью во многих водоемах (Ќабиль, “ымь, ƒаги) наблюдаетс€ зимовальна€ миграци€ таймен€, когда рыбы поднимаютс€ вверх по течению реки на много километров вверх и встают на глубоких, с хорошей проточностью, €мах основного русла. ќсобенности зимовки таймен€ остаютс€ крайне 22 малоизученными: авторы ранее приведенного исследовани€ (Honda, 2012), несмотр€ на очевидную осведомленность в этом вопросе, совершенно обход€т стороной данный аспект биологии вида, привод€ данные лишь дл€ весеннеосенних мес€цев. √риценко (2002) указывает на известные места зимовки таймен€ в озере “унайча на юге острова —ахалин, при этом конкретных данных не приводитс€. —ообщаетс€, что в малых реках зимуют лишь мелкие особи, а крупные заход€т на зимовку в большие реки и озера. Ќи один из авторов не сообщает о поимке тайменей зимой в море, хот€ авторы работы о таймен€х реки —арафуцу (Suzuki, 2010) отмечают, что неизвестно, проводит ли он зиму в соленой воде.

ќткрытым остаетс€ вопрос о том, откуда именно таймени начинают свою нерестовую миграцию: с мест зимовки или все же выход€т на короткий преднерестовый нагул в морское прибрежье?

1.4 —окращающа€с€ численность сахалинского таймен€

јвторы книги Ђ“аймени и ленки ƒальнего ¬остокаї («олотухин и др., 2000), по совокупности биологических и экологических показателей относ€т сахалинского таймен€ к K-стратегам, рыбам имеющим долгий жизненный цикл, невысокую плодовитость и изначально малую относительную численность дл€ насел€емых ими сообществ рыб. Ќадо отметить, что среди лососевых рыб севера “ихого океана, плодовитость взрослых тайменей одна из самых высоких. ѕо мнению ѕарпуры ».«. (ѕарпура, 1991), сообщества рыб, в которых обитает сахалинский таймень, возникают в стазисных услови€х, при условии медленной эволюции. — этим тезисом можно поспорить, особенно в свете последних открытий в области палеогеографии и сравнительной филогеографии ƒальнего ¬остока: череда оледенений одного только плейстоцена кардинальным образом мен€ла среду обитани€ и вызывала изол€цию попул€ций, сдвиги видовых ареалов и последующие экспансии на освобожденные от ледников территории с 23 активными микроэволюционными и видообразовательными процессами (Brykov et al., 2010; Liu et al., 2011; Ѕрыков и др., 2013). “ем не менее, факт остаетс€ фактом Ц занима€ вершину пищевой цепи в пресных водоемах, этот лосось не может достигать очень высокой численности особенно там, где не распространена его анадромна€ форма.

ќбобщим дл€ начала литературные данные по возрастному составу таймен€. ¬ажно отметить, что разные исследователи использовали различные оруди€ лова с определенной селективностью по отношению к размерному р€ду отлавливаемых рыб, особенно это касаетс€ рыб младших возрастов Ц многими оруди€ми лова, как, например, крупно€чеистыми неводами они просто не улавливаютс€. “ем не менее, на массовом материале из различных источников можно сделать некоторые выводы о преобладающих возрастных классах сахалинского таймен€ в различных водоемах. ќбратимс€ к –исунку 1.4.1. Ц заметно, что возрастные р€ды рек —амарга и Ѕогата€ имеют значительно больший разброс, чем дл€ рек  оппи и  иевка.

Ц  Ц  Ц

0 3 6 9

Ц  Ц  Ц

√истограмма данных по уловам в Ќыйском заливе в начале семидес€тых годов оценивалась авторами исследовани€ (√риценко, 1977) как тревожный показатель Ц уже тогда они заключали, что вылов таймен€ в Ќыйском заливе чрезмерно высок, и уровень общей смертности (58%) более чем втрое превышает уровень естественной смертности таймен€, в то врем€ как в малооблавливаемой на тот момент попул€ции реки Ѕогатой эти показатели сходны (около 16-19%).

ќбратимс€ к рисунку 1.4.2 Ц заметна сильна€ разница в процентном соотношении тайменей половозрелой части попул€ции. ¬новь хорошие показатели у рек —амарга, Ѕогата€. ¬нимание заслуживают показатели Ќыйского залива разных лет.  ак говорилось ранее, √риценко сделал вывод о более чем троекратном превышении общей смертности над естественной в этом водоеме по материалам уловов в 1972-1974 гг. —пуст€ тридцать лет мы видим, что дол€ половозрелых рыб сократилась более чем в три раза с 15 до 5 процентов.

40 35 30 25 20 15 10 5

Ц  Ц  Ц

ѕоказательна€ картина про€вл€етс€ при рассмотрении многолетних данных по уловам сахалинского таймен€ в различных част€х ареала. Ќа рисунке 1.4.3 можно отчетливо наблюдать нарастание уловов в Ќыйском заливе до 1978, когда вылов достиг более 80 тонн таймен€ в год. ѕосле, официальные уловы резко падают и остаютс€ на посто€нном низком уровне нескольких тонн в год вплоть до 1991 года, когда перестали вести статистику по виду. “аким образом, на северо-восточном —ахалине попул€ции сахалинского таймен€ испытали на себе чрезмерный промысел еще в 70-х годах прошлого века.

Ц  Ц  Ц

–исунок 1.4.

5. ћежгодова€ динамика прибрежных уловов сахалинского таймен€ ставными неводами в реках материкового побережь€ ѕриморь€. 1 реки “умнин и  оппи, 2 реки —амарга и  иевка (из «олотухин, 2008).

—хожа€ картина наблюдаетс€ и по материковым попул€ци€м (–исунок 1.4.5 -2). ѕосле перелова в 1950-1970 годах уловы резко пошли на убыль. ¬полне очевидно, что помимо современного высокого уровн€ браконьерства и прилова таймен€ резкое снижение численности вида обусловлено и историческими последстви€ми перелова еще в середине 20-го века.

¬ работе Ќикитина ¬.ƒ. (2013), опубликованной на сайте —ахалинского Ќаучно-»сследовательского »нститута –ыбного ’оз€йства и ќкеанографии обобщаютс€ многолетние данные по уловам молоди сахалинского таймен€ при исследовании рек острова —ахалин Ц делаютс€ выводы о деградации многих попул€ций сахалинского таймен€, особенно в периферийных участках обитани€.

Ќа –исунке 1.4.6 приведены обобщенные данные работы.

27 –исунок 1.4.

6. —редн€€ численность молоди сахалинского таймен€ за последние 20 лет в уловах закидного невода (из Ќикитин, 2013).

Ќаиболее многочисленными предстают попул€ции отдельных рек —еверо«ападного —ахалина, а также некоторых других крупных водоемов (Ёвай, ƒаги, јйнска€, ¬ладимировка), в то врем€ как больша€ часть водоемов принадлежит к классу с низкой численностью таймен€.

28

1.5. ќсновные угрозы сахалинскому тайменю ”грозы попул€ци€м сахалинского таймен€ на ареале вида можно подразделить на три основные группы:

1) »зменение климата.

ѕродолжающеес€ глобальное потепление не может не сказатьс€ на распространении лососевых рыб и их численности. јреал сахалинского таймен€ сильно выт€нут с юга на север от относительно теплого японского мор€ до сурового побережь€ северо-восточного —ахалина. »звестно, что даже слабые колебани€ температуры оказывают сильнейшее воздействие на численность животных. ¬ работе ƒилана ‘рэйзера (Fraser et al, 2011) на основе обширных пр€мых экспериментальных и литературных данных было показано, что локальные генетические адаптации играют важнейшую роль в эволюции и существовании лососевых видов рыб. ќдин из главных факторов локальных адаптаций у лососевых Ц температурный режим водоемов (Fraser et al, 2011;

Miller, 2012; Vincent, 2013). —праведливо предположить, что эти данные также относ€тс€ и к сахалинскому тайменю. »звестно, что с глобальным потеплением первыми, в середине 20 века, начали вымирать попул€ции южного кра€ ареала сахалинского таймен€ Ц в реках залива ѕетра ¬еликого и на острове ’онсю. ¬ специальной работе, где рассматриваютс€ причины вымирани€ попул€ций сахалинского таймен€ на ареале и, в частности, в японии (Fukushima, 2012), автор, однако, затрудн€етс€ с выбором наиболее катастрофического фактора вымирани€ попул€ций островов ’оккайдо и ’онсю Ц повышение температуры на прот€жении 20 века на 0.

01C в год или же развитие агрохоз€йственных комплексов в долинах рек. “ем более, что оба эти фактора сильно св€заны Ц фермы располагаютс€ в наиболее Ђтеплыхї речных бассейнах. „исленность южных попул€ций сахалинского таймен€ (реки  иевка, ѕартизанска€ и „ерна€ на материковом побережье, а также реки юга острова —ахалин) неуклонно сокращаетс€, но оп€ть же крайне затруднительно определить вклад повышени€ температуры за долгий период на фоне сильного воздействи€ населени€ на 29 рыбные запасы водоемов этих регионов: юг ѕриморь€ и —ахалина Ц самые густонаселенные районы ƒальнего ¬остока.

2) ƒеградаци€ мест обитани€ сахалинского таймен€.

—ахалинский таймень обитает в относительно малонаселенных районах ƒальнего ¬остока –оссии и на самом малонаселенном острове японии Ц ’оккайдо. Ќесмотр€ на это, даже ограниченна€ хоз€йственна€ де€тельность в этих районах приводит к быстрому исчезновению попул€ций сахалинского таймен€. ¬ японии, в работе ћишио ‘укушимы (Fukushima, 2012), было показано, что больша€ часть исчезающих и исчезнувших попул€ций сахалинского таймен€ ассоциированы с бассейнами рек, где ведетс€ активна€ хоз€йственна€ де€тельность человека. ¬ японии долгое врем€ практиковалось так называемое Ђспр€мление русел рекї, когда прот€женные участки рек превращались в стремительные глубокие канавы, лишенные укрытий дл€ молоди лососевых рыб и €м дл€ отдыха взрослых производителей лососевых.

Ћесные пожары возникают на ƒальнем ¬остоке каждый год. ѕорой выгорают значительные доли бассейнов рек, как это было в начале двухтыс€чных годов на тайменьих реках ¬ал и ƒаги. ѕо сообщени€м местных жителей, зимой, от выпавшей в реки золы и упавших обугленных деревьев в реке случилс€ замор и наблюдалось много погибших тайменей. “акой же эффект Ц массовый замор сахалинского таймен€ наблюдалс€ после пожаров на реке ƒуй, впадающей в японское море («олотухин и др., 2000).

3) Ѕраконьерский вылов и прилов сахалинского таймен€ при промысле лосос€.

јвторы многих работ (—оков, 1998; «олотухин, 2000; —еменченко, 2007) пр€мо указывают, что браконьерский промысел сахалинского таймен€ Ц основна€ угроза виду. Ѕудучи крупной хищной рыбой, сахалинский таймень добываетс€ практически на всех стади€х жизненного цикла. ќблову подлежат рыбы в возрасте от 2 лет. ј. ё. —еменченко с соавторами (—еменченко и др., 2011) привод€т пример, когда во многих реках, рыболовами-любител€ми активно облавливаютс€ совсем молодые особи таймен€ длиной 10-15 см.

30 ѕомимо прилова при любительском лове существует и специальна€ охота на таймен€, особенно в еще богатых этим видом районах. ¬се лето продолжаетс€ облов сахалинского таймен€ спиннингами на акватории Ќабильского залива —ахалинской области как местными, так и приезжими рыбаками. Ћовл€ эта ведетс€ совершенно безнаказанно и каждый день. Ќаиболее драматичным моментом €вл€етс€ осенн€€ ловл€ сахалинского таймен€. — первыми заморозками и осенним похолоданием воды рыбы устремл€ютс€ в крупные реки, пресные и солоноватоводные озера на зимовку, активно пита€сь в период миграции. ¬ это врем€ (окт€брь-декабрь) сотни рыболовов вылавливают тайменей спиннингами в низовь€х рек северо-восточного (реки Ќабиль, ƒаги, ¬ал, јскасай, ѕильтун), и северо-западного —ахалина, а также в озерах (јйнское, “унайча). Ётот неконтролируемый лов обычно замаскирован под ловлю Ђразнорыбицыї.

Ќадо отметить, что промысел зимующих тайменей на реке Ќабиль ведетс€ давно, ‘едорчук ¬.¬. описывал лов тайменей в 30-е годы 20-го века на зимовальных €мах представител€ми коренных малочисленных народов севера с помощью острог, когда за ночь вылавливалось до сотни крупных рыб (‘едорчук, 1998).

¬арварским, специализированным и очень широко распространенным в —ахалинской области €вл€етс€ метод лова посленерестовых сахалинских тайменей в реках на загородках.

ќтдельного внимани€ заслуживает прилов сахалинского таймен€ при промысле дальневосточных лососей. Ќесомненно, что таймень, нагуливающийс€ в море регул€рно попадаетс€ в лососевые невода.   сожалению, данных об относительных уловах сахалинского таймен€ в неводах практически нет.

—еменченко ј. ё. (—еменченко, 2003) сообщает, что летом при промысле лососей в устье реки —амарга каждый день попадаетс€ один-два крупных таймен€.

31

1.6. ѕопул€ционно-генетические системы видов Ѕольша€ часть видов на «емле обитает в гетерогенной среде обитани€, изобилующей естественными (горные хребты, реки, морские течени€, заливы) и искусственными дороги, водохранилища, плотины) преградами, (города, ограничивающими свободное перемещение особей одного вида по всей территории своего ареала и, соответственно, Ц генного потока между особ€ми одного вида в разных част€х ареала. Ќаличие локальных адаптаций групп индивидов к определенным абиотическим и биотическим факторам, ассортативное скрещивание, факторы изол€ции, привод€т к возникновению попул€ционных структур видов, с различной степенью своеобрази€ и сложности.

≈стественные попул€ции большинства видов подразделены на отдельные локальные единицы, в которых наблюдаетс€ случайное скрещивание Ц демы, локальные попул€ции, или субпопул€ции. “ерминологи€ в этом направлении науки изобилует синонимами, по€вление которых св€зано как с научными традици€ми школ разных стран, так и различными объектами исследований (термин субпопул€ци€ часто используетс€ дл€ обозначени€ локальных попул€ций лососевых рыб, дем Ц дл€ обозначени€ локальных попул€ций мелких млекопитающих).

ѕопул€ции часто структурированы на несколько иерархических уровней от локальных до региональных. ќсобенности этой структурированности очень видоспецифичны Ц дл€ тихоокеанских лососей эта иерархи€ выстраиваетс€ с уровн€ континентов (јмериканский и ≈вразийский) до уровн€ отдельных нерестовых ручьев в бассейнах крупных рек, вход€щих в свою очередь в биогеографически близкие группы бассейнов рек (јлтухов, 2004). Ќаиболее часто, в контексте теории иерархической попул€ционной структуры, рассматриваетс€ модель лишь с двум€ уровн€ми локальные демы

Ц (субпопул€ции) и региональные группы демов (субпопул€ций). ѕри ее наличии крайне важно вы€вить эту иерархическую структуру и магнитуду различий на каждом уровне иерархии, что €вл€етс€ об€зательным шагом на пути 32 природоохранного менеджмента (јлтухов, 2004; Allendorf, Luikart, 2009). ƒл€ ее описани€ чаще всего используетс€ иерархическа€ F-статистика, раздел€юща€ полиморфизм на локальную и региональную компоненты Ц пропорции глобальной дифференциации, обусловленные различи€ми между субпопул€ци€ми внутри регионов (FSR) и между регионами (FRT). »ерархическа€ структура попул€ций часто также описываетс€ с помощью метода AMOVA (Excoffier et al., 1992) (analysis of molecular variance - анализ молекул€рной дисперсии), который €вл€етс€ аналогом дисперсионного анализа.

1.7. ћетапопул€ции

“ермин Ђметапопул€ци€ї был предложен –ичардом Ћевинсом в 1970 году дл€ описани€ попул€ционной системы, состо€щей из р€да локальных попул€ций, обменивающихс€ друг с другом мигрантами с той или иной интенсивностью и состо€щей из отдельных, подразделенных мест обитани€ (Dobson, 2003). ¬ажным свойством метапопул€ции €вл€етс€, как наличие мест обитани€, незан€тых в определенное историческое врем€ (но которые возможно колонизировать), так и периодическое исчезновение отдельных локальных попул€ций как следствие вымирани€ (Levins, 1969). ¬ модели Ћевинса, метапопул€ци€ Ц это группа маленьких демов, занимающих серию одинаковых мест обитани€, изолированных друг от друга плохо пригодными дл€ обитани€ ландшафтами. Ћокальна€ попул€ци€ имеет веро€тность вымирани€ (e) в определенный интервал времени.

ѕустые места обитани€ подвергаютс€ реколонизации с веро€тностью (с) особ€ми из других мест обитани€ (‘ормула 1). ћетапопул€ционна€ динамика Ц это баланс между вымиранием и реколонизацией, и в каждый момент времени некотора€ пропорци€ мест обитани€ (p) заселена и некотора€ пустует.

ѕри равновесии:

(1) 33  онцепци€ метапопул€ции стала ценной теоретической основой дл€ понимани€ природоохранных аспектов попул€ций и видов (Hanski, Glipin, 1997).

—о временем по€вились более реалистичные метапопул€ционные модели, чем такова€ Ћевинса: включающие в себ€ неравный размер локальных попул€ций и разные уровни миграций между ними, дифференциальные скорости вымирани€ и реколонизации. Ќаиболее обширные отдельные места обитани€ поддерживают наиболее крупные попул€ции, вымирание которых маловеро€тно. Ќаход€щиес€ с ними р€дом более мелкие места обитани€ имеют более высокую веро€тность быть быстро реколонизованными, чем отдаленные места обитани€. Ѕыло введено пон€тие Ђэффекта помощиї, дл€ описани€ миграций особей в субпопул€цию, котора€ нуждаетс€ в генетической или демографической Ђподдержкеї дл€ продолжени€ существовани€ (Brown, Kodric-Brown 1977, Ingvarsson, 2001).

ќчень важны свойства метапопул€ционной структуры по отношению к генетическому дрейфу и разнообразию (Allendorf, Luikart, 2009; цит. по Wright, 1943, 1945; Kimura, Weiss, 1964): если численность каждой из субпопул€ций снижаетс€ и генетический дрейф усиливаетс€, снижаетс€ и гетерозиготность каждой из них, случайно фиксируютс€ разные аллели в разных субпопул€ци€х, за счет чего, разнообразие целой метапопул€ции остаетс€ застывшим во времени (–исунок 1.7.1).

Ц  Ц  Ц

Ќе менее интересен и эффект метапопул€цинной структуры, вли€ющий на эффективную численность попул€ции.

–айт (Wright, 1943) показал, что:

(2) √де NeT Ц долговременный эффективный размер попул€ции, а NT Ц обща€ численность всех особей. “аким образом, с увеличением подразделенности (измер€емой обычно в Fst), будет увеличиватьс€ и долговременна€ эффективна€ численность целой метапопул€ции (Nunney, 2000). “акже, данное уравнение демонстрирует, что эффективна€ численность тотальной метапопул€ции при наличии подразделенности будет больше, чем проста€ сумма эффективных размеров (Nes) субпопул€ций.

“аким образом, эффект метапопул€ционной структуры на эффективную численность естественных попул€ций сложен. ƒолговременна€ эффективна€ численность может быть как меньше, так и больше суммы субпопул€ционных Ne, в зависимости от р€да причин: скорости вымирани€ и реколонизации, паттернов миграции, разницы в численности и продуктивности локальных попул€ций. ¬се эти факторы должны скрупулЄзно рассматриватьс€ при разработке программ по сохранению биоразнообрази€ (Waples, 2002).

1.8. ћетапопул€ционна€ концепци€ дл€ лососевых рыб

ѕопул€ционные системы лососевых рыб наиболее полно описываютс€ с применением концепции метапопул€ций (Schtickzelle, 2007). Ёта концепци€ наилучшим образом подходит к полупроходным и проходным видам семейства 35 лососевых Ц видов, чь€ среда и отдельные ее компоненты, наход€сь в прибрежных экосистемах северного полушари€ у€звимы как к флуктуаци€м климата (оледенени€, изменение уровн€ океана, потеплени€, засушливые периоды и др.), так и воздействию человека (избыточный промысел, разрушение мест обитани€ и др.). ¬ свою очередь, проходные и полупроходные рыбы, занима€ широкие ареалы вдоль крупных морских бассейнов, совершают посто€нные миграции, возвраща€сь к родным водоемам дл€ нереста, но при этом демонстрируют значительную степень стреинга, позвол€ющую им поддерживать регул€рные потоки генов между локальными попул€ци€ми и, при возможности, занимать новые места обитани€, расшир€€ свой ареал.

Ќаиболее информативно, применение метапопул€ционной концепции раскрываетс€ в работе Ќиколаса Ўтицкзелле ЂA metapopulation perspective for –асшир€€ salmon and other anadromous fishї (Schtickzelle, 2007).

метапопул€ционную концепцию Ћевинса, ее можно описать, как Ђлюбую группу отдельных локальных попул€ций с миграци€ми между ними, безотносительно динамики по€влени€ и исчезновени€ отдельных локальных демовї (Harrison, Taylor, 1997).

„тобы соответствовать метапопул€ционной концепции, сеть отдельных мест обитани€ лососевых рыб (локальных субпопул€ций) должна удовлетвор€ть трем базовым принципам:

1) Ћокальна€ попул€ци€ занимает отдельное место обитани€, отделенное от остального ландшафта. ѕри условии, если места обитани€ вида следуют один за другим, постепенно и перекрыва€сь Ц это не соответствует концепции.

2) —уществует асинхронность в динамике численности локальных попул€ций, дела€ нереалистичным вариант их одновременного случайного вымирани€. — полностью синхронизированной динамикой отдельных попул€ций, существование метапопупул€ции не более, чем существование любой отдельной попул€ции.

3) ќтдельные места обитани€ не €вл€ютс€ полностью изолированными, позвол€€ потокам генов проходить между ними. Ѕез миграций динамика 36 отдельных попул€ций исключительно локальна, метапопул€ционные процессы не происход€т, и долговременное существование системы затруднено (Schtickzelle, 2007).

–ассмотрим основные экологические и биологические особенности лососевых рыб с точки зрени€ метапопул€ционной теории:

ƒискретность мест обитани€. Ћососевые рыбы обитают в различных 1.

услови€х среды, и отличаютс€ сложным жизненным циклом с длительными миграци€ми, многие виды успевают посетить за свою жизнь различные места обитани€.  лючевым звеном жизненного цикла лососевых рыб €вл€етс€ размножение, происход€щее исключительно в дискретных пресных водоемах.

јсинхронность в динамике численности локальных попул€ций.

2.

јсинхронность в динамике локальных попул€ций лососевых рыб колеблетс€ в зависимости от их численности и степени стреинга. Ќаибольшие различи€ в демографической динамике локальных попул€ций лососевых наблюдаютс€ дл€ тесно св€занных с гетерогенной пресноводной средой обитани€ видов Ц полупроходных и жилых (мальма, кунджа, сахалинский таймень), больша€ часть жизненного цикла которых проходит в пресноводных водоемах (зимовка, нерест, первые несколько лет жизни), а морское прибрежье используетс€ лишь дл€ нагула. ƒобавл€ет асинхронности и больша€ прот€женность ареалов многих лососевых рыб.

—тепень миграций внутри метапопул€ций лососевых рыб. »звестно, что 3.

несмотр€ на €рко выраженный хомминг лососевых рыб, часть из них идут на нерест не в родные водоемы. ћеханизмы этих Ђошибокї - так называемого стреинга, как и самого €влени€ хоминга до конца неизвестны детально (Keefer, Caudill, 2013). «а последние годы было проведено множество исследований уровн€ миграций между локальными попул€ци€ми лососевых рыб. јвторы одной из недавних работ (Keefer, Caudill, 2013) обобщили результаты исследований стреинга за период с 1954 по 2012 годы (преимущественно американское тихоокеанское побережье), обнаружив достаточно высокие его значени€ (–исунок 37 1.8.1, 1.8.2). »з рисунков видно, что дл€ некоторых видов (кета, кижуч, горбуша) средними €вл€ютс€ значени€ стреинга из попул€ции на уровне 5-15%.

–исунок 1.8.

1. ѕроцент стреинга из попул€ции (процент рыб, которые не возвращаютс€ в родной водоем, ось y) дл€ 7 видов лососевых рыб (номера по оси x Ц номера исследований). ћетоды, положенных в основу анализа исследований, полагались в основном на заводские или экспериментальные группы рыб, поэтому могли переоценить степень стреинга, в то же врем€ мониторинг в реципиентных попул€ци€х не был тотальным и мог недооценить его уровень (из Keefer, 2013)

Ц  Ц  Ц

ќпределение оптимальных таксономических и попул€ционных единиц дл€ охраны и рационального использовани€ Ц ключева€ задача природоохранной генетики —овокупность морфометрических, (Allendorf, Luikart, 2009).

филогенетических и филогеографических методов помогает вы€вить высшие уровни попул€ционно-видовой иерархии Ц виды и подвиды. ¬ пределах вида идентификаци€ и сохранение естественного множества генетически отличных локальных попул€ций основна€ задача, позвол€юща€ сохранить его

Ц эволюционный потенциал и предотвратить вымирание (Hilborn et al., 2003, Luck et al., 2003., Allendorf, Luikart, 2009). »дентификаци€ попул€ционных единиц очень важна, дл€ оперативного направлени€ ресурсов по сохранению видов на одну или несколько локальных попул€ций. Ѕиологи и управленцы должны эффективно определ€ть локальные попул€ции и их географические границы дл€ планировани€ вылова перепромысла отдельных элементов (избежание метапопул€ции), проектов по транслокации и реинтродукции особей (избежание аутбредной и инбредной депрессии).  райне важны методы природоохранной генетики, в реальной практике сохранени€ видов Ц в св€зи с ограниченностью материально-финансовых ресурсов необходимо научно и обоснованно приоритизировать какие именно таксоны и попул€ции должны наилучшим образом охран€тьс€ и восстанавливатьс€ (Allendorf, Luikart, 2009).

√ены, виды и экосистемы Ц три основных уровн€ разнообрази€, определенных ћеждународным —оюзом ќхраны ѕрироды ћ—ќѕ (Allendorf, Luikart, 2009). —уществуют противоречи€ на счет того, какой из уровней наиболее важен (Bowen, 1999), но совершенно €сно, что все три уровн€ должны получать необходимое внимание специалистов (Allendorf, Luikart, 2009). –ассмотрение каждого их этих уровней в отдельности помогает нам пон€ть взаимодействующие процессы, формирующие мировое разнообразие, а в будущем создать и единый синтез знаний, накопленных на разных уровн€х исследовани€. „етвертый уровень 39 разнообрази€ генетически дивергированные локальные попул€ции,

Ц слагающие метапопул€ционные системы видов, веро€тно Ц самый важный уровень дл€ приложени€ усилий по сохранению разнообрази€, объедин€ющий в себе ключевые элементы остальных уровней (Allendorf, Luikart, 2009).

—охранение системы многих, генетически различных локальных попул€ций и их структуры необходимо дл€ долговременного выживани€ видов и функционировани€ экосистем (Luck et al., 2003).

Ќемаловажен вопрос, о том, сохранению чего именно должно удел€тьс€ особое внимание Ц существующих паттернов попул€ционно-генетического разнообрази€ или же процессам, их генерирующим и (экологическим эволюционным). ћориц (Moritz, 2002), на примере синтеза филогеографических данных и экологических факторов мест обитани€ видов развивает концепцию о необходимости совмещени€ этих подходов. √енетическое разнообразие предлагаетс€ раздел€ть на две компоненты: адаптивное разнообразие и нейтральна€ дивергенци€, вызванна€ фактором изол€ции. —охранение видов и их различных зон обитани€ должно включать охрану и поддержание их исторически изолированных (дивергированных) попул€ционных генофондов, потому что они с малой долей веро€тности смогут быть восстановлены. ¬ то же врем€, адаптивные особенности могут быть лучшим образом защищены сохранением причин отбора

Ц гетерогенных ландшафтов обитани€ жизнеспособных попул€ций, чем непосредственно сохранением специфических фенотипов (в зоопарках, на фермах, в криобанках). ћориц предлагает: 1) определить географические зоны, представл€ющие неотъемлемую часть исторического внутривидового разнообрази€; 2) определить зоны, важные дл€ адаптивной диверсификации или смешени€ исторически изолированных попул€ций; 3) в пределах этих зон максимизировать защиту прот€женных гетерогенностей естественной среды обитани€, на основе которых отбор и миграции могут эффективно осуществл€тьс€ дл€ поддержани€ жизнеспособности попул€ций и адаптивного генетического разнообрази€.

40  онечно же, процессы, создающие современное биоразнообразие очень важны, но их поддержание требует в первую очередь мониторинга и поддержани€ существующих попул€ционно-генетических систем (предотвращать процессы фрагментации и сохран€ть миграционные св€зи). ќсобенное внимание должно удел€тьс€ поддержанию здоровь€ экосистем, в которых существуют крупные попул€ции Ц ведь именно в них наиболее эффективно проход€т процессы естественного отбора, €вл€ющиес€ неотъемлемой частью адаптаций видов, в то врем€ как в малых попул€ци€х превалируют процессы генетического дрейфа и развитие быстрых адаптаций маловеро€тно (Willi et al., 2006; Allendorf, Luikart, Ћесика и јллендорф отмечают что 2009). (Lesica, Allendorf, 1995), природоохранна€ ценность периферических попул€ций зависит от их генетической дивергенции от других попул€ций. ≈сли периферические попул€ции генетически и морфологически отличны от центральных попул€ций вида Ц такие попул€ции внос€т существенный вклад в разнообразие вида и должны рассматриватьс€ в контексте долговременных природоохранных планов.

Ёволюционно-значима€ единица (ESU Ц evolutionary significant unit) может быть определена как попул€ци€ или группа попул€ций, котора€ требует отдельного управлени€ или приоритета дл€ сохранени€ ввиду своей значительной обособленности, как экологической, так и эволюционно-генетической (Allendorf, Luikart, 2009). ¬первые этот термин был использован –айдером (Ryder, 1986), а в последствии, был предложен широкий р€д определений этого концептуального дл€ природоохранной биологии термина (“аблица 1.9.1).

Ц  Ц  Ц

 ак видно из таблицы 1.9.1, трудно дать четкое и содержательное в своей совокупности по набору факторов определение ESU в св€зи с различающимис€ трактовками и использованием этого термина в природоохранной биологии.

ќпределение ESU, в св€зи с различными подходами дл€ ее определени€, зачастую сложнее, чем определение вида. ѕри попытках использовать разные молекул€рногенетические маркеры дл€ определени€ ESU очень остро возникает проблема неодинаковых эволюционных скоростей дл€ различных маркеров, а неполное расхождение генетических линий вы€вл€етс€ в подавл€ющем большинстве случаев.

Ќа основе синтеза и анализа различных определений ESU, јллендорф и Ћуикарт (Allendorf, Luikart, 2009) выдел€ют и обсуждают три основных концептуальных критери€, в разное врем€ оказавших сильное вли€ние на концепцию ESU, и обсуждаемых в литературе до сих пор:

»зол€ци€ и адаптаци€ (Waples, 1991). ƒолговременна€ репродуктивна€ 1) изол€ци€ (обычно сотни поколений), ведуща€ к тому, что ESU представл€ет собой уникальный продукт прошлых эволюционных событий, которые не смогут повторитьс€ (по крайней мере, в экологическом временном масштабе).

Ёкологическа€ или адаптивна€ уникальность, позвол€юща€ быть ESU Ђрезервуаромї генетической и фенотипической вариабельности, веро€тно важной дл€ будущего эволюционного потенциала. Ёти рамки стали частью официальной политики государственных природоохранных организаций —Ўј.

–еципрокна€ монофили€. ћоритц (Moritz, 1994) предложил простой и 2) легко применимый критерий дл€ определени€ ESU: УESU должна быть реципрокно монофилетична по митохондриальной ƒЌ  и демонстрировать значительную дивергенцию по аллельным частотам €дерных локусовФ.

–еципрокна€ монофили€ в контексте ESU по ћоритцу означает, что все филогенетические линии в пределах ESU должны иметь значительно более близкого общего предка, чем линии между ESU.

Ётот критерий крайне удобен 43 дл€ практической и быстрой диагностики ESU. —ерьезнейший недостаток критери€ ћоритца Ц игнорирование адаптивной составл€ющей ESU, в отличие от вышерассмотренного двухуровневого критери€ ”эплса.  ритерий ћоритца базируетс€ на кладистическом филогенетическом подходе с использованием нейтральных локусов, игнорирует небольшие генные потоки, €вл€ющиес€ составной частью большинства попул€ционных систем, но способные крайне сильно исказить предположени€ о реципрокной монофилии, особенно с увеличением выборки. ѕоэтому, веро€тнее всего, с использованием этого критери€ будут диагностированы как ESU лишь маленькие изолированные попул€ции (веро€тно прошедшие стадию бутылочного горлышка или эффекта основател€), в которых действие дрейфа не позвол€ет эффективно работать естественному отбору и их ценность дл€ эволюции вида находитс€ под сомнением. ¬еро€тно, критерий ћоритца более подходит дл€ диагностировани€ подвидов и других внутривидовых единиц высшей иерархии, чем попул€ционна€.

¬заимозамен€емость.  рэндаль (Crandall et al., 2000) предложил, что 3) идентификаци€ ESU должна базироватьс€ на концепции экологической и генетической Ђвзаимозамен€емостиї. »де€ в том, что особи могут быть перемещены между попул€ци€ми и занимать те же ниши, выполн€ть ту же экологическую роль, как резидентные особи, без какого-либо уменьшени€ выживаемости вследствие генетических причин (аутбредна€ депресси€). ≈сли мы способны отвергнуть нулевую гипотезу о взаимозамен€емости - значит, имеем дело с разными ESU. ¬ идеальном случае, оценка взаимозамен€емости должна быть основана на наследуемых адаптивных количественных признаках. Ѕольшой плюс этого подхода в том, что он интегрирует в себе как генетическую, так и экологическую (адаптивную) составл€ющие и основан на тестируемой гипотезе.

¬заимозамен€емость может быть протестирована в лабораторных услови€х, и в реципрокном скрещивании. √лавна€ проблема этого подхода он

Ц трудноосуществим практически дл€ большинства крупных видов животных и растений, особенно с длительным жизненным циклом. ¬ случае же с крупными видами, наход€щимис€ под угрозой исчезновени€, такой эксперимент выгл€дит 44 совсем мало возможным.  огда мы не можем напр€мую измерить взаимозамен€емость, приходитс€ использовать суррогатную меру взаимозамен€емости Ц разницу в особенност€х жизненного цикла, уровень дифференциации мест обитани€, р€д генов демонстрирующих значительную адаптивную дифференциацию. Ётот вариант часто используетс€ при применении определени€ ESU ”эплса.

–азличные определени€ концепции ESU перекрываютс€ во многих существенных критери€х (“аблица 1.9.1). ћногие предлагают двухуровневый поход, включающий изол€цию и адаптивную дивергенцию. ќсновными принципами и критери€ми €вл€ютс€: значительный уровень репродуктивной изол€ции, адаптивна€ дифференциаци€, и согласованность между набором различных данных генетических, морфологических, поведенческих,

Ц географических (Allendorf, Luikart, 2009). „ем дольше изол€ци€, и сильнее различаетс€ окружающа€ среда (или давление отбора), тем более веро€тно, что попул€ции или группы попул€ций представл€ют собой отдельные единицы, требующие отдельного управлени€ и рассмотрени€ в контексте природоохранных меропри€тий. ћы не должны полагатьс€ лишь на один критерий, как, например, реципрокна€ монофили€ по митохондриальной ƒЌ . „ем больше фактов и различных типов данных согласованно подтверждает существование различий между попул€ци€ми, тем сильнее доказательство их статуса, как ESU.

≈диницы запаса (MU Ц managment unit) обычно определ€ют как попул€ции, которые демографически независимы друг от друга, и в св€зи с этим требуют отдельного менеджмента (промыслового, природоохранного и др.). »х попул€ционна€ демографическа€ динамика определ€етс€ в большей мере локальной скоростью рождаемости и смертности, чем иммиграцией.

»дентификаци€ MU актуальна дл€ кратковременного менеджмента Ц определени€ промысловых участков, выдачи квот на добычу биоресурсов, мониторинга попул€ционных показателей (Allendorf, Luikart, 2009).

MU в отличие от ESU обычно не демонстрирует долговременной независимой эволюции или выраженной адаптивной дифференциации, но в то же 45 врем€, MU должна представл€ть собой попул€цию, важную дл€ долговременного существовани€ ESU и/или вида (Allendorf, Luikart, 2009). —охранение многих, а не одной - двух попул€ций вида критично дл€ его долговременного существовани€ (јлтухов, 2004; Hughes et al., 1997; Hoobs, Mooney, 1998).

MU, обычно меньше, чем ESU, так что одна ESU может содержать в себе несколько MU, €вл€ющихс€ собой дивергированными субпопул€ци€ми в пределах основной метапопул€ции. ћоритц (Moritz, 1994) определ€ет термин MU, как попул€цию, котора€ значительно дивергирована от других по аллельным частотам (как аппроксимаци€ изол€ции).

ѕереоценка числа MU может приводить к распылению ограниченных ресурсов дл€ сохранени€ и неэффективному менеджменту. Ёто может происходить вследствие применени€ слишком большого числа высокополиморфных локусов дл€ маленькой выборки (микросателлитов) субпопул€ций, между которыми наход€тс€ статистически значимые различи€, неподкрепленные биологическим смыслом. ѕоэтому, дл€ вы€влени€ как MU, так и ESU, выборки должны братьс€ равномерно по всему ареалу вида. “еоретически, выборки должны быть многократными и попул€ционно-репрезентативными, т.е.

следовать временной и пространственной подразделенности вида на попул€ционные компоненты (∆ивотовский, 2013), а полученные значени€ попарной межпопул€ционной дифференциации сопоставл€тьс€ между собой, дл€ вы€влени€ естественных дл€ вида значений на разных уровн€х попул€ционной иерархии, с использованием пр€мой демографической и биологической информации.

1.10. √енетические риски при сохранении видов и попул€ций

¬ этом разделе мы рассмотрим с точки зрени€ теории и экспериментальных данных по лососевым рыбам три, св€занных едиными процессами, €влени€ и их последстви€ Ц аутбридинг, инбридинг и малый размер 46 попул€ции. ≈сли отбросить стохастические факторы (ураганы, извержени€ вулканов), а также пр€мое воздействие на численность попул€ций человеком (охота, перелов, уничтожение мест обитани€), вышеобозначенные факторы €вл€ютс€ важнейшими в теории и практике природоохранной генетики, способными повли€ть на судьбу вида, вплоть до его полного исчезновени€.

»нбредна€ депресси€ и концепци€ минимального жизнеспособного размера попул€ции. явление снижени€ жизнеспособности особей, полученных в результате близкородственного скрещивани€, мы будем называть далее инбредной депрессией (»ƒ).

¬ основе этого €влени€, чаще всего, лежат следующие генетические механизмы:

—нижение генетического разнообрази€ попул€ции приводит к ее 1.

неспособности противосто€ть новым инфекци€м из-за снижени€ адаптивного потенциала полиморфных, св€занных с иммунным ответом локусов.

ѕо€вление ранее скрытых в гетерозиготах вредных аллелей в 2.

гомозиготном состо€нии. ”читыва€ огромное количество генетического груза в здоровых попул€ци€х животных (Muller, 1950; Kimura et al., 1963; Crow, 1993), при резком снижении численности индивиды станов€тс€ гомозиготными сразу по множеству вредных аллелей.

—нижение генетического разнообрази€ понижает способность 3.

попул€ции адаптироватьс€ к будущим изменени€м окружающей среды (как биотическим, так и абиотическим), снижа€ пластичность геномов попул€ции (Reed et al., 2003).

”меньшение доли гетерозигот снижает полезный эффект 4.

сверхдоминировани€ дл€ р€да локусов (Crow, 2000).

— давних времен, работники зоопарков, фермеры, собаководы стараютс€ избежать инбредной депрессии в искусственных попул€ци€х животных. Ќо какой должна быть эффективна€ численность попул€ции, чтобы избежать негативных эффектов близкородственного скрещивани€? ¬первые концепци€ минимального 47 жизнеспособного размера попул€ции (MVPS Ц minimum vaiable population size) была предложена в работах —оуле и ‘ранклина в 1980 году (Soule, Franklin, 1980). ¬ этих работах подводилс€ теоретический базис под вопрос, насколько маленькой может быть попул€ци€, чтобы избежать сильной инбредной депрессии с большой долей веро€тности на прот€жении 5 поколений (короткий промежуток времени)? Ќа основе мнений животноводов, а также ограниченных данных по одомашненным и лабораторным животным была выведена цифра в 50 особей, как минимальна€ эффективна€ численность попул€ции, чтобы избежать инбредной депрессии и ее негативных последствий. Ќа самом деле, негативные последстви€ инбредной депрессии сильнее выражаютс€ в дикой, менее предсказуемой естественной среде обитани€, чем в стабильных услови€х искусственного разведени€ (Fox, Reed, 2011, цит. по Frankham et., 2014). “акже, нар€ду с MVPS дл€ коротких промежутков времени, ‘ранклином был предложен пороговый уровень дл€ длинных временных интервалов, равный (эволюционных) эффективной численности попул€ции в п€тьсот особей.

“акой пороговый уровень численности должен был не только позволить попул€ции избежать инбредной депрессии в р€ду многих поколений, но и позволить ей адаптироватьс€ к новым, мен€ющимс€ услови€м среды обитани€ (Jamieson, Allendorf, 2012). ѕосле, эта концепци€, а в последствии, так называемое Ђправило 50/500ї неоднократно обсуждалось, вызыва€, порой жаркие дискуссии на страницах природоохранных научных журналов, между ведущими научными школами в области сохранени€ биоразнообрази€ Ц ‘реда јллендорфа и его оппонента –ичарда ‘рэнкама (Jamieson, Allendorf, 2012; Frankham et al., Jamieson, Allendorf, 2013; Frankham et √лавными вопросами обсуждени€ €вл€лись критерии и их al., 2014).

предсказательна€ ценность, чтобы делать выводы о том, какой именно должна быть минимальна€ эффективна€ численность попул€ции. Ќаиболее современный и развернутый анализ был сделан в недавней статье ‘рэнкама с коллегами (Frankham et al., 2014). Ќа основе теоретических разработок и экспериментальных данных последних лет из области природоохранной генетики, авторы приход€т к следующим заключени€м:

48

1) ƒл€ краткосрочных программ по сохранению биоразнообрази€ продолжать использовать временной промежуток в 5 поколений. »спользовать меру именно в поколени€х, так как она эффективно масштабируетс€ и коррелирует с другими важными биологическими особенност€ми животных.

2) MVPS дл€ краткосрочного сохранени€ жизнеспособности попул€ции должен быть не менее 100 особей, а не 50, как постулировалось долгое врем€. —огласно данным ‘рэнкама с соавторами, современные модели и эмпирические знани€ показывают, что при численности Ne=50, обща€ приспособленность попул€ции, в среднем падает на 26% за 5 поколений (OТGrady et al., 2006).

3) —овременна€ генетическа€ теори€ предсказывает (Weber, Diggins, 1990;

Willi et al., 2006), что дл€ долговременного существовани€ попул€ции ее эффективна€ численность должна быть не менее 1000 особей, а не 500, как считалось ранее (Frankham et al., 2014).

4) Ёкстрапол€цию номинальной численности попул€ций до эффективной численности (при отсутствии надежных данных по последней) нужно производить очень аккуратно, учитыва€ особенности видов (длина поколений, перекрываютс€ они или нет, плодовитость). ¬место используемой универсальной меры Ne/Nc = 0.10-0.14 (Frankham, 1995;

Palstra, Ruzzante, 2008), примен€ть более широкие рамки Ne/Nc = 0.1 Ц 0.2.

5) ‘рагментированные из-за антропогенного воздействи€ попул€ции должны подвергатьс€ реинтродукции согласно определенным правилам (Weeks et al., 2011), с целью восстановлени€ исторических генных потоков.

6) »нбредна€ депресси€ и возможность ее развити€ должны включатьс€ во все модели и учитыватьс€, как неотъемлема€ часть природоохранных программ.

7) ќт 12 до нескольких диплоидных леталей должно братьс€ в расчет при прогнозировании инбредной депрессии (в зависимости от истории попул€ции и типа размножени€ Ц полового или бесполого).

49 јутбридинг. ¬ отличие от инбредной депрессии, хорошо задокументированной и описанной на разных уровн€х организации (от молекул€рного до видового), данные по аутбредной депрессии при скрещивании особей из разных попул€ций достаточно противоречивы. “еоретические основы аутбредной депрессии лежат в плоскости эпистатических, а также хромосомных взаимодействий в геноме. ѕеред специалистами в области охраны окружающей среды часто возникает вопрос о восстановлении каких-либо попул€ций, достигших очень низкой численности за счет попул€ций доноров, поэтому риски возникновени€ аутбредной депрессии и снижени€ плодовитости и выживаемости гибридов должны оцениватьс€ очень тщательно.

Ќаиболее простой генетический механизм заключаетс€ в том, что локально-адаптированные попул€ции с высокой эффективной (особенно численностью) развивают в своих геномах взаимодействующие эпистатические системы, наилучшим образом соответствующие локальным услови€м мест обитани€ (климатические факторы, Ђместныеї патогены и др.), а будучи перемещенными в другие услови€ станов€тс€ мало адаптированными к ним, и испытывают повышенную смертность. ’ороший пример этого €влени€ Ц многочисленные транслокации лососевых рыб, не увенчавшиес€ успехом, неудачность которых увеличиваетс€ с рассто€нием, на которое перемещались рыбы (Fraser et al., 2011).

ƒругой генетический механизм возникновени€ аутбредной депрессии более сложен и кроетс€ в особенност€х эпистатических аллельных взаимодействий по разным локусам и вызываемых ими нарушени€х развити€, стерильности, снижени€ выживаемости гибридов. ќснова этого €влени€ Ц концепци€ коадаптированных генных комплексов ( √ ).  √  представл€ют собой набор аллелей, которые в данных услови€х среды позвол€ют организму эффективно выживать. ¬ простейшем случае рассматриваетс€ модель с двум€ локусами (A и B) и четырьм€ аллел€ми (A,a,B,b). ¬ одной попул€ции создаетс€ 50  √ , состо€щий из аллелей AABB по этим локусам, в другой же создаетс€  √  из других аллелей aabb. ѕри смешивании двух попул€ций, в результате кроссинговера, эти генные комплексы разрушаютс€ и создаютс€ летальные или слаболетальные аллельные комбинации, ведущие к снижению приспособленности попул€ции (–исунок 1.10.1).

–исунок 1.10.

1.  оадаптированные генные комплексы, возникающие в двух локальных попул€ци€х (1 и 2) в услови€х различных мест обитани€, и последующа€ рекомбинаци€ (после скрещивани€ особей), разрывающа€ св€зи внутри них (ѕо: Frankham et al., 2002).

Ќа данный момент накоплено немало примеров наличи€  √  в попул€ци€х животных и репродуктивной изол€ции разных уровней ею вызываемых (Lacy, 1998; Berton et al., 1999; Dudash, Fenster, 2000). ”читыва€, что в организмах животных 10-25 тыс. генов, и огромное число аллельных вариантов, истинные масштабы распространенности  √  в естественных попул€ци€х должны быть очень широкими, а их роль в эволюции и видообразовании нельз€ недооценивать.

51  акова веро€тность аутбредной депрессии при осуществлении транслокации особей по причине разрыва  √  ? »сследовани€ последних лет позвол€ют говорить, что создание устойчивых  √  требует с одной стороны длительных эволюционных промежутков (тыс€чи поколений), а с другой стороны наличие высокой эффективной численности. ¬ услови€х сильного генетического дрейфа возникновение  √  относительно маловеро€тно (Gavrilets, 2004).

Ќа основе анализа, накопленного в литературе за многие годы исследовани€ материала, в 2011 году, почти параллельно вышло две крупных работы, посв€щенных обобщению имеющихс€ данных по аутбредной депрессии и выработке практических рекомендаций дл€ природоохранного менеджмента (Frankham et al., 2011, Weeks et al., 2011).

¬ начале, авторы одной из работ (Frankham et al., 2011) выдел€ют три наиболее веро€тных механизма аутбредной депрессии:

’ромосомные различи€.

1) Ёффект фиксированных хромосомных различий в возникновении репродуктивной изол€ции хорошо документирован (White, 1978; Rieseberg, 2001).

ѕопул€ции с фиксированными хромосомными различи€ми имеют высокую веро€тность возникновени€ аутбредной депрессии. ќсобенно выражен эффект у полиплоидных видов. ¬ естественных попул€ци€х нередки различи€ в числе хромосом, вызванные такими причинами, как генетический дрейф, отбор, летальность гетерозигот по хромосомным аберраци€м.

2) јдаптивна€ дифференциаци€ в аллопатрии.

‘анк с соавторами (Funk et al, 2006) сообщает о более чем 500 видах животных, внутри которых показан тот или иной уровень репродуктивной изол€ции, ассоциированный с экологической дивергенцией. ¬ трех изолированных озерах Ѕританской  олумбии, колюшки (Gasterosteus spp.) независимо развили бентосную и лимническую формы. —крещивание между этими формами из одного и трех разных озер приводит к пониженной приспособленности потомства, в то врем€ как скрещивание рыб одной формы из разных озер, не приводит к этому эффекту (Rundle et al., 2000). «начительна€ часть генов, 52 ассоциированных с репродуктивной изол€цией у разных видов, имеет признаки естественного отбора (Orr et al., 2007).

3) √енетический дрейф и попул€ционное бутылочное горлышко.

ѕопул€ционные бутылочные горлышки раньше часто рассматривались, как один из главных факторов в развитии репродуктивной изол€ции (Mayr, 1963;

Templeton, 2008). Ќесмотр€ на это как теоретические, так и экспериментальные изыскани€ отмечают, что все же отбор €вл€етс€ основным фактором развити€ репродуктивной изол€ции, не счита€ случаев возникновени€ хромосомных аберраций (Coyne, Orr, 2004; Gavrilets, 2004; Templeton, 2008). ƒрейф вместе с естественным отбором может вести к развитию и эволюции различных коадаптированных генных комплексов в полностью изолированных попул€ци€х в пределах одинаковых экологических условий (Whitlock et al, 1995). Ќесмотр€ на это, попул€ции, испытывающие сильную инбредную депрессию, веро€тнее выиграют от Ђгенетической помощи из внеї, чем проиграют от последствий аутбредной депрессии (Fenster, Galloway, 2000).

ƒалее, на основе указанных трех механизмов и реальных данных по многим видам животных, авторы обсуждаемого исследовани€ (Frankham et al., 2011) разрабатывают математическую модель, согласно которой веро€тность возникновени€ локальных адаптаций и аутбредной депрессии €вл€етс€ функцией четырех факторов: разница в силе отбора дл€ разных мест обитани€, наследуемость количественных признаков функци€ генетического (как разнообрази€ дл€ репродуктивной приспособленности), эффективный размер попул€ции и количество поколений, прошедших с начала изол€ции попул€ций.

‘рэнкхам с коллегами утверждают, что дл€ развити€ репродуктивной изол€ции в одинаковых экологических услови€х мест обитани€, как минимум тыс€чи поколений требуютс€ в отсутствии фиксированных хромосомных аберраций (Frankham et al., 2011). ¬ различных же экологических услови€х мест обитани€ признаки репродуктивной изол€ции между попул€ци€ми растений, 53 беспозвоночных и позвоночных животных могут развитьс€ в масштабах всего лишь дес€тков поколений (Frankham et al., 2011, цит. по Hendry et al., 2007).

ќбобща€ все эти данные, ‘ранкхем с соавторами создает схематичное Ђдерево решенийї, которые логично принимать, име€ начальную информацию по кариотипам, уровню репродуктивной изол€ции и адаптаций попул€ций (–исунок 1.10.2).

–исунок ƒерево решений дл€ предсказани€ веро€тности 1.10.2.

возникновени€ аутбредной депрессии при осуществлении природоохранных программ (ѕо: Frankham et al., 2011).

»стори€ изучени€ аутбредной депрессии у лососевых рыб достаточна обширна. ѕроводились как пр€мые эксперименты, направленные на вы€влени€ эффектов аутбридинга, так и исследовани€, по результатам множественных 54 (особенно в 20 веке) транслокаций рыб в цел€х искусственного воспроизводства видов. √илк с коллегами (Gilk et al., 2004) сообщала о €рко выраженной аутбредной депрессии у рыб третьего поколени€ горбуши, полученных от скрещивани€ особей из попул€ций на рассто€нии 1000 км друг от друга как дл€ поколений четных, так и нечетных лет. »нтересно, что также наблюдались негативные последстви€ гибридизации дл€ горбуши нечетных лет в первом поколении, в то врем€ как дл€ рыб четного поколени€ этого эффекта в первом поколении не наблюдалось. јвторы св€зывают это с возможно различной природой аутбредной депрессии по€влением плохо адаптированных

Ц мультилокусных генотипов в первом поколении и разрывов коадаптированных генных комплексов в третьем поколении. ≈ще более выраженный эффект аутбредной депрессии у горбуши описал √аррет с соавторами (Gharrett et al., 1999), изуча€ гибридов между рыбами нечетного и четного поколений.  роме того, ими был показан эффект гетерозиса у горбуши Ц увеличение средних размеров тела. ¬анг с соавторами (Wang et al., 2007) показали худшую выживаемость икры и эмбрионов у гибридов отдаленных попул€ций горбуши.

”читыва€, что среди тихоокеанских лососей горбуша характеризуетс€ наибольшими значени€ми стреинга между попул€ци€ми, можно ожидать, что дл€ других видов лососевых аутбредна€ депресси€ должна быть выражена сильнее?

Ёкспериментальные данные на этот счет разн€тс€: например, ƒан с соавторами (Dann et al., 2010) не обнаружили признаков аутбредной депрессии у гибридов первого и второго поколений кижуча юго-восточной јл€ски, хот€, между попул€ци€ми наблюдалась значительна€ генетическа€ дифференциаци€.

ћакгинити с коллегами (Mcginity et al., 2003) описывают пониженную выживаемость и существенное изменение миграционного поведени€ дл€ гибридов между заводскими и дикими попул€ци€ми атлантического лосос€ Ц еще один важный аспект аутбредной депрессии дл€ районов с развитой лососевой аквакультурой. ’ауде c соавторами (Haude et al., 2010) показали пониженную приспособленность гибридов заводских и диких рыб атлантического лосос€ к избеганию хищников, что интересно наследуемостью поведенческого признака с 55 одной стороны, и показательно в контексте возможной экологической аутбредной депрессии с другой.

—егодн€, доминирующим и наиболее научно-обоснованным €вл€етс€ подход, согласно которому, аутбредные процессы должны быть по возможности исключены, а при значительной необходимости, дл€ поддержани€ численности малых изолированных попул€ций, должны использоватьс€ смежные попул€ции с наименьшим от них уровнем дивергенции из сходных мест обитани€. ¬ то же врем€ возможно смещение в публикации данных об аутбредной депрессии, но более редкие сообщени€ об ее отсутствии, что преувеличивает с одной стороны негативные последстви€ аутбредной депрессии, а с другой стороны занижает полезные эффекты гетерозиса, как было отмечено в книге Ђ¬ведение в природоохранную генетикуї –ичардом ‘рэнкхамом (Frankham et al., 2002).

“аким образом, сахалинский таймень насел€ет фрагментированный под действием антропогенных факторов ареал, который был подвергнут сокращению в 20-ом веке. ¬ид €вл€етс€ единственным представителем рода Parahucho, отделившегос€ от общего предка с гольцами и тихоокеанскими лосос€ми около 25-30 миллионов лет назад. ћиграционное поведение сахалинского таймен€ отличаетс€ активными миграци€ми внутри пресноводных бассейнов, а также существуют доказательства выхода в море.  ак долго таймень находитс€ в море, и заходит ли в другие водоемы остаетс€ неизвестным. —ахалинский таймень обладает исторически низкой численностью, котора€ быстро снижаетс€ с середины 20-го века под вли€нием перелова, разрушени€ среды обитани€ и, возможно, климатических изменений на кра€х ареала. ѕопул€ционна€ структура сахалинского таймен€ остаетс€ совершенно неизученной, хот€ морфометрические данные говор€т о большой схожести попул€ций. Ўирокомасштабных попул€ционно-генетических исследований, которые могли бы пролить свет на особенности миграций сахалинского таймен€ на ареале, генетического разнообрази€ попул€ций, особенностей формировани€ его попул€ционногенетической структуры до насто€щего времени не проводилось. Ќакопленный за 56 последние дес€тилети€ опыт природоохранной генетики должен примен€тьс€ дл€ сохранни€ попул€ционных генофондов сахалинского таймен€.

57

√Ћј¬ј 2. ћ≈“ќƒџ »——Ћ≈ƒќ¬јЌ»я

Ц  Ц  Ц

¬ работе использованы выборки, добытые в ходе многочисленных экспедиций на реках ƒальнего ¬остока –оссии в период с 1996 по 2012 годы.

¬ыборки, вз€тые после занесени€ сахалинского таймен€ в  расную книгу –‘ и —ахалинской области, собирались согласно разрешени€м ћинистерства ѕриродных –есурсов –оссийской ‘едерации. –ыбы отлавливались закидным неводом длиной 22 метра, с €чеей 18 миллиметров на речных плесах и неглубоких €мах, а также спиннингом с одинарным крючком без бородки. —разу после поимки длина рыбы измер€лась мерной лентой, пинцетом отбиралось несколько чешуек и отрезалс€ маленький кусочек плавника, после этого рыба отпускалась в естественную среду обитани€. јвтор работы принимал непосредственное участие в отлове особей сахалинского таймен€ в ходе экспедиций.  усочки плавников сразу помещались в пробирку с 98% этанолом, и, по окончанию экспедиции, хранились при температуре -40 ∞C.

„асть проб была получена в виде ихтиологических чешуйных коллекций, любезно предоставленных разными исследовател€ми, работавшими на ƒальневосточных реках. ѕодробное описание собранных выборок представлено в ѕриложении 1 и на –исунке 2.1.1.

58 –исунок 2.1.1.  арта выборок сахалинского таймен€. Ќомерами без выделени€ обозначены водоемы, номера в белых квадратах Ц зоогеографические регионы ƒальнего ¬остока (по ћартыненко, 2007). ѕунктирные линии Ц границы экорегионов. ¬ скобках дан размер каждой выборки. 1: зал. ѕильтун (8), 2: р. ¬ал (14), 3: р. ƒаги (40), 4: р. “ымь (11), 5: р. Ќабиль (20), 6: р. Ћангери (10), 7: р.

ѕоронай (11) и еЄ притоки (8: ќнорка (12), 9: Ѕруснична€ (11), 10: ≈льна€ (21)), 11: оз. Ќевское (8), 12: оз. “унайча (16), 13: оз. Ѕольшое ¬авайское (28), 14: р.

”рюм (3), 15: р. ”ль€новка (11), 16: р. ћогучи (6), 17: р. Ћебединое (7), 18: р.

 уйбышевка (7), 19: оз. ¬алентины (6), 20: р. —арафуцу (9), 21: оз. “айное (9), 22:

оз. јйнское (60), 23: р. јгнево (13), 24: река и залив ¬иахту (42), 25: зал. “ык (10), 26: р. ”лика (15), 27: р. “умнин (26), 28: р.  оппи (24), 29: р. —амарга (9), 30: р.

 иевка (6).

59

2.2. –азработка панели микросателлитных локусов, генотипирование образцов и секвенирование фрагментов митохондриальной ƒЌ  ћикросателлитные локусы ƒЌ  €вл€ютс€ надежным, проверенным инструментом дл€ вы€влени€ попул€ционной структуры видов (Sunnucks, 2000), широко примен€ютс€ дл€ нужд судебной генетики, природоохранной биологии и различных микроэволюционных исследований (Weir et al., 2006). Ќа момент начала данного исследовани€ (2009 год) вышло две работы (Hatakeyama et al., 2005, Kopun et al., 2009) €понских и австрийских исследователей, предложивших две панели из п€тнадцати динуклеотидных и восьми тетрануклеотидных локусов, соответственно.   сожалению, большинство локусов в обоих наборах имели большой размер конечного ѕ÷–-продукта и не могли быть разделены в полиакриламидном геле (широко используема€ методика генотипировани€, в том числе, примен€юща€с€ и в Ћаборатории √енетических ѕроблем »дентификации »ќ√ен –јЌ). „тобы преодолеть эту трудность были созданы новые праймеры дл€ опубликованных ранее микросателлитных локусов сахалинского таймен€, а также опробована амплификаци€ на тотальной ƒЌ  таймен€ 21 микросателлитного локуса, из созданных изначально дл€ других видов лососевых рыб (Crane et al., 2004; Jackson et al., 1998; Rexroad et al., 2002; Nelson, Beacham., 1999; Smith et al., 1998; Small et al., 1998; Olsen et al., 2000; Buchholz et al., 2001).

Ўесть из них успешно амплифицировались и пополнили собой панель локусов дл€ попул€ционно-генетических исследований сахалинского таймен€. ¬ “аблице 2.2.1 представлены праймерные последовательности, использовавшиес€ в работе дл€ амлификации образцов ƒЌ  сахалинского таймен€ и генотипировани€ выборок, а также обща€ характеристика микросателлитных локусов ƒЌ .

60 “аблица 2.2.1. ѕраймеры дл€ амплификации образцов ƒЌ  сахалинского таймен€

Ц  Ц  Ц

¬ ходе данной работы тотальна€ днк сахалинского таймен€ выдел€лась с помощью наборов Diatome DNA prep kit 200 (компани€ »зоген).  оличество и качество полученных препаратов ƒЌ  определ€ли путем электрофореза в 0.7% агарозном геле в буфере “¬≈ (трис-Ёƒ“ј-боратна€ система), а затем пробы просматривались в ”‘-свете после окраски бромистым этидием (5 мкг/мл, 10-15 мин.). ƒл€ определени€ концентрации ƒЌ  интенсивность свечени€ исследуемых образцов сравнивалась с интенсивностью свечени€ ƒЌ  фага известной концентрации. ѕосле определени€ количества ƒЌ  ее разводили до концентрации 50-100 нг/мкл с помощью ЂЁкстра√енї (ќќќ Ђ»зо√енї, –осси€).

ѕолученные препараты ƒЌ  использовали дл€ проведени€ дальнейших исследований.

ƒл€ ѕ÷–-амплификации использовали наборы Gene Park PCR Core (ќќќ Ђ»зо√енї, –осси€), к которым добавл€ли 5 мкл смеси праймеров (конечна€ концентраци€ каждого - 0.5 мкћ) и 5 мкл исследуемой ƒЌ . јмплификацию микросателлитных локусов проводили в термоциклерах ЂApplied Biosystems 9800 Fastї и ЂApplied Biosystems Veriti 96 Well Fastї при следующем режиме: реакцию начинали процессом денатурации в течение 2 мин. при 940—, затем проводили 30 циклов, включающих 30 секунд денатурации ƒЌ -матрицы при температуре 94o—, 30 сек. отжига праймеров при 50-60о— и синтез новых цепей в течение 30 сек. при 72o—; далее следовала элонгаци€ Ц 2 мин. при 72о— и охлаждение до 4о—.

ѕри апробации всех локусов использовалась температура отжига дл€ каждой 62 пары праймеров 50-51o—, в зависимости от полученных результатов дл€ некоторых пар праймеров температура повышалась до 54-56 o—.

јликвоты амплифицированных продуктов раздел€ли в вертикальном блоке 6% неденатурирующего полиакриламидного гел€ в 0.5х “¬≈ буфере рЌ 8.0 (ћаниатис и др., 1984) при 300¬ в течение 2-3.5 часов.

ѕолученные электрофореграммы визуализировали путем окрашивани€ бромистым этидием (5 мкг/мл, 10-15 мин.) и фотографировали в ”‘-свете.

ƒл€ точности определени€ длин ѕ÷–-продуктов микросателлитных локусов использовалс€ метод Ђлестницаї: бралс€ один образец из 3-10 соседних на геле (в зависимости от степени различий между ними), затем образцы ранжировались по определенному размеру и прогон€лись вместе. ѕри анализе каждой новой выборки, дл€ таких прогонов использовалось несколько образцов (от максимально длинных до максимально коротких) из прошлых (в том числе первых) выборок, что гарантировало сопоставимость аллельных длин между выборками. ≈сли образец определенного размера Ђвыскакивалї из своей размерной группы в геле, он переамплифицировалс€ и подвергалс€ электрофорезу в геле вновь.

јмплификаци€ и секвенирование митохондриальных фрагментов ƒЌ .

ƒл€ анализа митохондриальной ƒЌ  сахалинского таймен€ были выбраны два фрагмента, традиционно используемые в филогеографических исследовани€х: часть гена цитохромоксидазы-1 (CO1) и цитохрома b (CytB), длиной 600 п.н. и 429 п.н. соответственно. ѕомимо этих локусов также рассматривалс€ фрагмент D-петли длиной 420 пн, было секвенировано 48 последовательностей, но полиморфизм в нем оказалс€ крайне низким (2 полиморфных сайта) и он был исключен из дальнейшего анализа.

–ассматривались и другие фрагменты из имеющихс€ в доступных базах данных последовательностей (ND5, ATP6), но использованные в работе оказались наиболее информативными. ‘рагменты были амплифицированы по той же методике, что и микросталлитные локусы с использованием праймеров, 63 разработанных на основе митохондриального генома сахалинского таймен€ (Shedko et al., 2013). ѕоследовательности праймеров представленны в таблице 2.2.2. ќба использованных в работе фрагмента мтƒЌ  дл€ 103 особей сахалинского таймен€ из разных частей ареала (–исунок 2.2.1, “аблица 3.2.2) были секвенированы в компании Ђ—интолї.

–исунок 2.2.

1. –омбами отмечены выборки использовавшиес€ дл€ филогеографического анализа фрагментов митохондриальной ƒЌ  сахалинского таймен€ (в скобках дано число исследованых проб): 2: р. ¬ал (4), 3: р.

ƒаги (5), 4:

р. “ымь (6), 5: р. Ќабиль (3), 6: р. Ћангери (4), 8: ќнорка (5), 9: Ѕруснична€ (1), 10: ≈льна€ (6)), 11: оз. Ќевское (2), 12: оз. “унайча (3), 13: оз. Ѕольшое ¬авайское 64 (4), 14: р. ”рюм (2), 15: р. ”ль€новка (3), 16: р. ћогучи (5), 17: р. Ћебединое (5), 18: р.  уйбышевка (2), 19: оз. ¬алентины (5), 20: р. —арафуцу (4), 22: оз. јйнское (4), 23: р. јгнево (3), 24: река и залив ¬иахту (9), 27: р. “умнин (4), 28: р.  оппи (8), 29: р. —амарга (6).

Ц  Ц  Ц

ѕопул€ционна€ дифференциаци€.

ѕри большом объеме материала наиболее правильной стратегией €вл€етс€ анализ всех выборок из всех водоемов в отдельности, так как они могут представл€ть собой рыб, принадлежащих разным экологическим группам, быть близкими родственниками, кроме того, может существовать темпоральна€ гетерогенность в попул€ци€х (∆ивотовский, 2013). ¬ данной работе основной анализ протекал на двух уровн€х Ц первичных выборок и попул€ционных выборок. ѕод попул€ционными выборками в работе подразумеваетс€ от одной до трех объединенных выборок с одного водоема, между которыми не было найдено статистически значимой генетической дифференциации по результатам попарного теста гетерогенности (Weir, 1990) на основе 10000 межлокусных бутстреп-репликаций в программе Microsatellite Analyzer (Dieringer, Schltterer, 2003). ƒве выборки рассматривались как одна гомогенна€, и впоследствии объедин€лись, если 95% доверительный интервал значений (Weir, Cockerham,

1984) перекрывалс€ со значением 0.

65 Ќеобходимость рассмотрени€ попул€ций на р€ду с выборками вытекает из особенностей исследуемого материала с одной стороны (крайн€€ сложность сбора проб редкого краснокнижного вида), и особенностей многих методов попул€ционного-генетического анализа (оценка эффективной численности, анализ попул€ционной структуры в пространстве главных компонент, попул€ционные дендорограммы с бутстреп-поддержкой и др.), сильно завис€щих от размера выборки (с уменьшением размера выборки возрастает ошибка оценки частоты каждого аллел€ в попул€ции), с другой стороны.

ƒл€ оценки значимости отклонений от равновеси€ ’арди-¬айнберга в выборках по каждому из локусов использовалс€ ЂExact testї (Weir, 1990; Zaykin et al., 1995) в программе GDA (Lewis, Zaykin 2001), с последующей корректировкой p-значений c помощью sequential Bonferroni correction (Rice, 1989). ƒл€ оценки отклонений от равновеси€ ’арди-¬айнберга в выборках и попул€ци€х усредненно по всем локусам использовалс€ ЂGlobal Testї (Raymond, Rousset,

1995) в программе GenePop 4 (Rousset, 2008) на основе избытка и недостатка гетерозигот в попул€ции, с числом ћарковских цепей (MCMC) = 10000. ƒл€ тестировани€ эффекта размера выборки, все особи из одного водоема объедин€лись, и вновь тестировались. «начимость отклонений была скорректирована с помощью sequential Bonferroni correction (Rice, 1989).

 ластеризаци€ выборок.

ћетод анализа в пространстве главных компонент (Jollife, 2005) Ц один из основных способов уменьшить размерность данных, потер€в наименьшее количество информации и, вы€вив, при этом основные паттерны изменчивости выборки. ћетод активно примен€етс€ во многих науках и €вл€етс€ очень попул€рным в попул€ционной генетике на прот€жении дес€тилетий как дл€ небольшого числа признаков (Mennozi et al., 1978), так и дл€ огромных массивов данных по генетическим полиморфизмам (Novembre et al., 2008). ƒл€ кластеризации особей в пространстве главных компонент была создана матрица с размерами ѕ÷–-продукта каждого аллел€ дл€ каждого локуса по оси X и особ€ми по оси Y. ¬ случае гомозиготы по одному и тому же аллелю какого-либо локуса в 66 клетку матрицы ставилось значение Ђ1ї напротив особи, в случае же гетерозиготного генотипа особи по этому локусу ставилось значение Ђ0.5ї

напротив каждого из двух аллелей гетерозиготы. ќстальные клетки, а также не идентифицированные генотипы заполн€лись значени€ми јнализ в Ђ0ї.

пространстве главных компонент производилс€ в программе PAST (Hummer et al., использованием ковариационной матрицы, размах вариации, 2009) c приход€щийс€ на каждую из компонент, тестировалс€ с помощью 1000 бутстрепрепликаций.

ƒл€ попул€ционных выборок был использован классический метод анализа в пространстве главных компонент на основе частот аллелей. ƒл€ каждой попул€ции были определены частоты всех аллелей дл€ каждого локуса, а затем была создана матрица с попул€ци€ми по оси Y и аллел€ми по оси ’. ¬ большинстве программных пакетов существует выбор между ковариационной или коррел€ционной матрицей дл€ вычислени€ главных компонент. ”читыва€, что отдельные аллели имеют высокую частоту во многих попул€ци€х, а число аллелей сильно варьирует дл€ каждого из локусов, была использована коррел€ционна€ матрица, нивелирующа€ различи€ по размаху вариабельности дл€ каждого признака. јнализ также был выполнен с использованием программы PAST (Hummer et al., 2009).

Ќар€ду с методом анализа в пространстве главных компонент, широко используетс€ дл€ вы€влени€ значительно дивергированных групп особей на уровне попул€ци€-вид построение дистанционных деревьев методом ближайшего соседства на основе попарных индивидуальных (Neighbor-Joining) мультилокусных генотипов (Dps-distance, пропорци€ одинаковых аллелей, Bowcock et al., 1994). ћетод хорошо зарекомендовал себ€ дл€ вы€влени€ паттернов генетической изменчивости как человеческих, так и других попул€ций (Culver et al., 2000; Eizirik et al., 2001; Johnson et al., 2006).

ћежиндивидуальные попарные дистанции (Dps) были рассчитаны в программе MSA 4.05 (Dieringer, Schltterer, 2003) с трансформацией 1-Dps.

67 ƒерево по методу ближайшего соседства построено на основе матрицы в программе Phylip (Plotree, Plotgram, 1989).

Ќар€ду с подходом, основанным на кластеризации отдельных особей, также существует подход на основе кластеризации выборок или заранее предопределЄнных попул€ций основе географической близости, (на морфологического сходства, €зыкового сходства дл€ человеческих попул€ций). ¬ основе попул€ционного подхода к кластеризации лежит разница в частотах аллелей между далекими, изолированными попул€ци€ми и сходство между близкими, недавно дивергированными, и, возможно, имеющими миграционные потоки попул€ци€ми. ѕри этом использование средней частоты аллелей в попул€ции помогает избежать сильных отклонений из-за наличи€ редких аллей, ошибок генотипировани€ при малых выборках. √лавное преимущество метода Ц возможность тестировать наличие групп попул€ций с помощью бутстрепа по локусам - метод малоприменимый дл€ отдельных особей, ввиду наличи€ лишь двух аллелей у каждого индивида. ѕри небольшом числе локусов (10-20) с умеренным аллельным разнообразием в ходе бутстреп репликаций хорошую статистическую поддержку получают лишь очень сильные паттерны попул€ционной дифференциации на уровне скорее подвидов, чем попул€ций, что было продемонстрировано в р€де работ (Culver et al., 2000; Eizirik et al., 2001). ¬ то же врем€, усреднение частот аллелей в попул€ционных выборках позвол€ет интенсивно тестировать гипотезу об эволюционной близости попул€ций, сглажива€ эффект малой выборки. ƒл€ построени€ дистанционных деревьев на уровне предопределенных (выборки с одного водоема) попул€ций вычислени€ осуществл€лись в программе MSA 4.05 (Dieringer, Schltterer, 2003) с использованием рассто€ни€ Dps (Bowcock et al., 1994), а также рассто€ни€ Ќе€ Da (Nei et al., 1983), придающего больший вес редким аллел€м. ƒендрограммы были построены с помощью программы Consense пакета Phylip (Plotree, Plotgram,

1989) и визуализированы в программе Figtree 1.4 (Rambaut, 2009).

јнализ в программе STRUCTURE.

68 —реди новых вычислительных методов последних лет, одним из наиболее значимых и попул€рных €вл€етс€ разработанный ƒжонатоном ѕритчардом байесовский алгоритм, реализованный в программном пакете STRUCTURE (Pritchard et al., 2000). јлгоритм подразумевает наличие нескольких попул€ций (K) дл€ выборки особей, генотипированных по р€ду локусов. ѕодразумеваетс€, что в каждой попул€ции наблюдаетс€ равновесие ’арди-¬айнберга и свой паттерн неравновеси€ по сцеплению. ѕользователь дает программе генотипы каждой особи и задает веро€тный размах числа возможных попул€ций. ѕосле этого запускаетс€ алгоритм, основанный на использовании ћарковских ÷епей ћонте- арло. ¬ ходе каждого шага ћарковской цепи особи перетасовываютс€ между возможным числом попул€ций, а в это врем€ считаютс€ частоты аллелей и соотношение ’арди-¬айнберга дл€ каждой попул€ции, вычисл€етс€ логарифм значени€ функции максимального правдоподоби€ дл€ заданного числа попул€ций. ѕосле этого, выбираетс€ наиболее правдоподобное число попул€ций, которое максимизирует попул€ционную изменчивость при заданной модели. —о времен первой статьи алгоритм приобрел новые дополнени€ и очень активно используетс€ исследовател€ми по всему миру (12760 цитирований на 2014 год, http://scholar.google.ru/).

ƒл€ оценки попул€ционной структуры сахалинского таймен€ на основе мультилокусных генотипов использовалась программа STRUCTURE 2.3.4.

(Pritchard et al., 2000), тестировались от 1 до 30 K (веро€тное число попул€ций) дл€ полного набора данных. ƒл€ каждого числа K анализ повтор€лс€ 10 раз с целью сбора необходимой статистики по значени€м и средней дисперсии логарифма значени€ функции правдоподоби€. “естирование числа возможных попул€ций производилось с помощью 450 000 генераций ћарковских ÷епей ћонте- арло, с отбрасыванием (burn-in) первых 250 000 генераций. ¬ модели подразумевалось наличие разных частот аллелей дл€ каждого локуса между разными попул€ци€ми и возможность (uncorrelated allele frequency) миграционных потоков между любыми попул€ци€ми (admixture). “акие свободные параметры были использованы, чтобы позволить программе выбрать 69 оптимальное число попул€ций, полага€сь лишь на частоты аллелей и равновесие ’арди-¬айнберга, не дела€ предположений о предопределенной попул€ционной структуре. »значально алгоритм программы STRUCTURE создавалс€ дл€ классической модели попул€ции. ƒальнейшее активное Ђостровнойї

использование алгоритма с данными из природных и искусственных (породы) попул€ций животных, а также тестирование на модел€х обнаружило слабость к вы€влению иерархической метапопул€ционной структуры, часто встречающейс€ в природе, особенно дл€ ступенчатой модели миграций (Evanno et al., 2005), подразумеваемой в нашем случае, исход€ из особенностей вида (миграци€ на небольшие рассто€ни€ между соседними водоемами). ƒл€ решени€ этой проблемы был предложен алгоритм вы€влени€ оптимального числа K не только на основе чистых значений функции правдоподоби€, но и с учетом величины стандартных отклонений дл€ каждого набора репликаций (Evanno et al., 2005).

ƒанна€ статистика получила название delta-K (дельта- ). ћетодика позвол€ет вы€вить число высших иерархических групп попул€ционной структуры, а повторение анализа дл€ каждой из групп в отдельности позвол€ет определить число демов, низших групп метапопул€ционной иерархии свойственной, в том числе, и лососевым рыбам. ¬ыборки были разделены между п€тью вы€вленными группами исход€ из наибольшего значени€ коэффициента принадлежности (membership coefficient) по всем особ€м дл€ каждой выборки, а также географической принадлежности попул€ций, и, описанный выше анализ был повторен дл€ каждой из п€ти групп. ƒл€ визуализации и постобработки файлов STRUCTURE использовались программы CLUMPP 1.1.1 (Jakobsson, Rosenberg,

2007) и Distruct 1.1 (Rosenberg, 2004).

»зол€ци€ рассто€нием.

»зол€ци€ рассто€нием (выраженна€ в коррел€ции между попарными генетическими и географическими рассто€ни€ми) может служить одним из доказательств наличи€ потока генов между удаленными попул€ци€ми.

“естирование гипотезы производилось в программе GenAlex 6.5 (Peakall, Smouse, 2012), уровень статистической значимости коррел€ции определ€лс€ с помощью 70 10000 пермутаций. Ѕыли сформированы две матрицы на основе попарных генетических дистанций Ќе€ Da (Nei et al., 1983) с трансформацией Da / (1 - Da) и попарных географических рассто€ний, которые измер€лись как рассто€ние вдоль берега между усть€ми двух рек (места вз€ти€ выборок дл€ рек ѕоронай и “ымь).

√енетическа€ дистанци€ Ќе€ Da была выбрана, как одна из наиболее устойчивых к вли€нию демографических факторов (Takezaki, Nei, 1996). ћежду —ахалином и ’оккайдо лини€ проводилась от мыса  рыльон, между —ахалином и материком в южной части јмурского лимана. ƒл€ тестировани€ прот€женности дистанций, на которых чаще всего наблюдаетс€ значительна€ коррел€ци€ между генетическими и географическими дистанци€ми, был использован пространственный анализ автокоррел€ции: Spatial Autocorrelation Analysis (Smouse, Peakall, 1999) c интервалом в 50 км и тестированием с помощью 5000 бутстреп-репликаций.

јнализ полимофизма фрагментов митохондриальной ƒЌ .

—татистики уровн€ полиморфизма фрагментов митохондриальной ƒЌ  таймен€ были расчитаны в программе DNASP 5.10.1 (Rozas et al., 2003) и GenAlex 6.5 (Peakall, Smouse, 2012). √енеалогическа€ между гаплотипами сеть была построена с использованием метода median-joining (Bandelt et al., 1999) в программе Network (Forster et al., 2004), альтернативных св€зей между гаплотипами обнаружено не было и сеть была визуализирована с помощью программы ƒл€ Haplotype Viewer (http://www.cibiv.at/~greg/haploviewer).

филогенетического анализа модель нуклеотидных замен была определена в программе jModelTest 2 (Darriba et al., 2012) с использованием байесовского информационного критери€ (Posada, Backley, 2004), ею оказалась HKY (Hashegawa et al., 1985). ‘илогенетический анализ последовательностей выполн€лс€ в программе MrBayes 3 (Ronquist, Huelsenbeck 2003) в ходе 10 миллионов генераций ћарковской ÷епи ћонте- арло.  онвергенци€ всех параметров провер€лась в программе Tracer 1.5 (Rambaut, Drummond, 2005), результаты первых двух миллионов итераций были отброшены (burn-in).

ƒополнительно была построена дендрограмма методом ближайшего соседства 71 (neighbor-joining) на основе p-distance в программе MEGA 6 (Tamura et al., 2013) с тестированием топологии с помощью 10000 бутстреп-репликаций.

јнализ дисперсии молекул€рного разнообрази€ (AMOVA).

ќдним из способов тестировани€ попул€ционно-генетических гипотез об уровн€х попул€ционной иерархии €вл€етс€ метод AMOVA (анализ дисперсии молекул€рного разнообрази€) предложенный Ћаурентом Ёкскоффиером в 1992 г.

(Excoffier et al., 1992), позвол€ющий раздел€ть молекул€рную вариабельность на несколько компонент: от внутри индивидуальной до межгрупповой попул€ционной и оценить вклад каждой компоненты в общую генетическую изменчивость вида. ћетод также позвол€ет оценить долю молекул€рной изменчивости, приход€щейс€ на каждый уровень внутривидовой иерархии.

јнализ проводилс€ в программе Arlequin 3.5 (Excoffier et al., 2005) с тестированием с помощью 1000 пермутаций.

√енетическое разнообразие и эффективна€ численность попул€ций.

ƒл€ оценки генетического разнообрази€ с помощью микросателлитных маркеров ƒЌ  обычно используетс€ две меры Ц аллельное разнообразие и ожидаема€ гетерозиготность. ќценки с использованием малого числа локусов и/или малыми выборками могут дать очень смещенную оценку генетического разнообрази€, поэтому требуетс€ интенсивное тестирование и получение надежных доверительных интервалов этих показателей. јнализ усредненного по всем локусам аллельного разнообрази€ попул€ций сахалинского таймен€ проводилс€ в программе MSA 4.05 (Dieringer, Schltterer, 2003), и тестировалс€ с помощью 200 пермутаций на выборке из 5 рыб с помощью метода rarefaction. ¬ св€зи с сильно варьирующим числом особей в выборках и их малым в среднем числом, дл€ оценки ожидаемой гетерозиготности (He) была использована ее несмещенна€ оценка (uHe; Nei, 1978) Ёффективна€ численность попул€ций €вл€етс€ одним из важнейших показателей дл€ планировани€ природоохранных меропри€тий (Soule, 1987).   сожалению, оценка эффективной численности попул€ций животных, и рыб в особенности - очень нетривиальна€ задача. Ќаиболее надежными €вл€ютс€ 72 методы разделенных во времени выборок, когда из одной и той же попул€ции несколько поколений подр€д берутс€ выборки, и эффективна€ численность измер€етс€, исход€ из разницы в частотах аллелей (Nei, Tajima, 1981; Waples, 1989). Ётот метод почти неприменим к редким видам с малой численностью и длительными поколени€ми. јльтернативный метод, позвол€ющий достаточно точно измер€ть эффективную численность попул€ций, основан на неравновесии по сцеплению между аллел€ми различных локусов (Hill, 1981, Waples, 2006;

Waples, Do, 2010), при котором большее неравновесие по сцеплению наблюдаетс€ в меньших попул€ци€х. ≈сли выборка состоит из особей одного поколени€, то скорее оцениваетс€ гармоническа€ средн€€ между числом производителей предыдущего поколени€ и эффективной численностью поколени€ (Waples et al., 2014), в случае же сильно перекрывающихс€ поколений и выборки из особей разных возрастов, оценка Ne близка к долговременной эффективной численности попул€ции с определенным занижением (Waples, Do 2010; Waples et al., 2014).

Ёффективна€ численность попул€ций сахалинского таймен€ оценивалась в программе NeEstimator V.2 (Do et al., 2014), с использованием метода неравновеси€ по сцеплению (Waples, 2006), тестирование и получение доверительных интервалов проводилось c помощью бутстрепа и методики jacknifie, расчет минимальной частоты используемых аллелей (Pcrit) :

1/2 S, где S Ц размер выборки, как было предложено авторами метода (Waples, Do, 2010).

73 √Ћј¬ј 3. –≈«”Ћ№“ј“џ

Ц  Ц  Ц

—татистически значимого избытка гетерозигот в изученных выборках и попул€ци€х сахалинского таймен€ не обнаружено. ƒл€ 3 выборок и 4 попул€ций обнаружен недостаток гетерозигот (“аблица 3.1.1), что может быть вызвано как инбридингом, так и смешением разных субпопул€ций в одной выборке (эффект ¬алунда). ¬се выборки с недостатком гетерозигот относ€тс€ к озерно-лагунным системам с впадающими в них реками и ручь€ми, где происходит размножение таймен€, что делает эффект ¬алунда наиболее веро€тным объ€снением наблюдаемых отклонений.

“аблица 3.1.

1. «начимость отклонени€ от равновеси€ ’арди-¬айнберга дл€ отдельных выборок и водоемов (в случае с множественными выборками) на основе теста на недостаток и избыток гетерозигот в попул€ции.  расным цветом c астериском обозначены статистически значимые результаты с применением sequential bonferroni correction.

Ц  Ц  Ц

–исунок 3.1.

1 √истограммы распределений попарных значений дл€ всех выборок: ј) средние значени€ по результатам бутстреп-теста Ѕ) минимальные значени€ по результатам бутстрепа-теста.

3.2.  ластеризаци€ особей на основе попарных индивидуальных рассто€ний и методом анализа в пространстве главных компонент јнализ в пространстве главных компонент на основе частот аллей внутри и между попул€ци€ми позвол€ет одновременно охарактеризовать размах вариабельности, вы€вить основные аллели, внос€щие вклад в дифференциацию групп особей, увидеть основные паттерны попул€ционно-генетической дифференциации и вы€вить их св€зь с экологическими и географическими данными.

77 ѕо результатам анализа в пространстве главных компонент отчетливо выдел€ютс€ в отдельные группы особи из бассейна реки ѕоронай, с юга ’абаровского и ѕриморского краев, а также с —ахалина вместе с  урильскими островами и островом ’оккайдо (–исунок 3.2.1).

–исунок 3.2.

1. јнализ в пространстве главных компонент дл€ всех особей сахалинского таймен€ в выборках.  оричневым цветом обозначен —ахалин, оранжевым Ц бассейн р. ѕоронай (—ахалин), синим Ц особи с материковой части ареала сахалинского таймен€.

»звестно, что анализ в пространстве главных компонент позвол€ет четко выдел€ть наиболее €ркие паттерны пространственно-временной дифференциации попул€ций, нивелиру€ различи€ на низших иерархических уровн€х. –езультаты анализа в пространстве главных компонент дл€ отдельной группы особей с —ахалина,  урильских островов и ’оккайдо демонстрируют дальнейшее разделение географических групп (–исунок 3.2.2). „етко выдел€ютс€ из общей группы особей рыбы из рек северо-западного —ахалина и, вновь, бассейна реки 78 ѕоронай. ћультилокусные генотипы особей таймен€ отдельно с материковой части ареала также образуют географически скоррелированную пространственную структуру (–исунок 3.2.3). ѕримечательна ориентаци€ групп особей вдоль 1 главной компоненты, повтор€€ расположение выборок на физической карте региона с юга на север.

Ц  Ц  Ц

–исунок 3.2.

3. –асположение в пространстве главных компонент выборок с материкового побережь€ японского мор€. ¬ыборки группируютс€ в соответствии с географическим расположением на карте (–исунок 3.1.1).

—ходна€ с уже озвученными результатами картина наблюдаетс€ при кластеризации мультилокусных генотипов особей методом ближайшего соседства на основе матрицы рассто€ний Dps (–исунок 3.2.4). ¬ыборки с материковой части, бассейна реки ѕоронай, ¬осточного —ахалина, ёжного —ахалина, острова ’оккайдо,  унашира и двух водоемов »турупа формируют хорошо различимые кластеры индивидов. ¬ то же врем€, следует отметить, что выборки с «ападного —ахалина не образуют единого кластера, кроме того, немало особей отнесены к Ђнероднымї группам водоемов.

80 –исунок 3.2.

4. ЌеукоренЄнное дерево, построенное методом ближайшего соседства (Neighboor Joining) на основе матрицы рассто€ний Dps (пропорци€ одинаковых аллелей) между мультилокусными генотипами особей сахалинского таймен€. ÷ифры в скобках Ц номера водоемов (–исунок 3.1.1). ѕодписаны наиболее плотные группы. «еленый цвет - выборки с западного —ахалина (водоемы є21-25).

3.3.  ластеризаци€ выборок в пространстве главных компонент и на основе попарных генетических рассто€ний ѕо результатам попул€ционно-генетического анализа на основе дистанций между попул€ционными выборками формируютс€ отдельные группы на дереве рассто€ний с достаточно высокими значени€ми бутстреп-поддержки дл€ материковой клады, бассейна реки ѕоронай, острова »туруп (–исунок 3.3.1).

ѕопул€ции юга —ахалина, —еверо-¬остока, —еверо-«апада формируют также отдельные клады, но с меньшей поддержкой, что, веро€тно, вызвано не столь 81 высокой дифференциацией от других групп либо большим внутригрупповым разнообразием. ќбращает на себ€ внимание та же схема групповой дифференциации, что и при применении анализа на основе генетических рассто€ний между особ€ми: наибольшую статистическую поддержку и уникальность демонстрируют группы попул€ций бассейна реки ѕоронай, материкового побережь€, а также удаленные попул€ции острова »туруп.

ћатериковые попул€ции формируют клинальное построение с северными попул€ци€ми ближе к корню дерева и южными ближе к листь€м.

Ц  Ц  Ц

ј 82 Ѕ –исунок ѕопул€ционные дендрограммы, реконструированные 3.3.1.

методом ближайшего соседства дл€ попул€ций сахалинского таймен€ на основе рассто€ни€ Da (ј) и Dps (B). ”казаны номера водоемов, в узлах ветвлени€ Ц процент бутстреп-репликаций поддерживающих данную топологию (показано дл€ более чем 60%).



Pages:   || 2 |
ѕохожие работы:

Ђјнри “руай€ јлександр I. —еверный сфинкс “екст предоставлен издательством ЂЁксмої http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=183517 јлександр I: Ёксмо; ћосква; 2008 ISBN 978-5-699-25377-7 јннотаци€ Ёто было врем€ мистических течений, масонских лож, межконфессиональног...ї

ЂЁнергетический бюллетень июнь 2015 ¬ поисках новых ресурсов ЁЌ≈–√≈“»„≈— »… ЅёЋЋ≈“≈Ќ№ ¬ыпуск є 25, июнь 2015 —одержание выпуска ¬ступительный комментарий 3  лючева€ статистика 4 ѕо теме выпуска ѕерспективы освоени€ российского шельфа 10 Ќовые нефтегазовые ресур...ї

Ђ≈∆≈ ¬ј–“јЋ№Ќџ… ќ“„≈“ ќткрытое акционерное общество —еверо-«ападный ‘лот  од эмитента: 00191-D за 1 квартал 2011 г. ћесто нахождени€ эмитента: 190000 –осси€, —анкт-ѕетербург, ул. Ѕольша€ ћорска€, д. 37 »нформаци€, содержаща€с€ в насто€щем ежеквартальном отчете, подлежит раскрытию...ї

Ђ—тать€ 1. ќпределени€ терминов Ѕиржа Ц ќткрытое акционерное общество У—анкт-ѕетербургска€ биржаФ. “овар Ц не изъ€тые из оборота вещи (за исключением ценных бумаг, иностранной валюты) определенного рода и качества, любого агрегатного состо€ни€, допущенные к “оргам. “орги организованные торги, на которых заключаютс€ ƒоговоры в соответств...ї

Ђ”ƒ  820-311(73) ЅЅ  88.6 ¬11 ѕеревод с английского Ќ. √ончаровой ¬Єрче ƒорин ¬11 Ѕогини и ангелы: ѕробуждение жрицы и волшебницы, скрытой внутри каждой из нас / ѕерев. с англ. Ч ћ. : ќќќ »здательство Ђ—офи€ї, 2011. Ч 320 с. ISBN 978-5-399-00267-5 Ёта книга приглашает всех читательниц в путь к пости...ї

Ђ√”ћјЌ»“ј–»… ё√ј –ќ——»» ”ƒ  001 © 2015 г. ј.¬. Ћубский  ј  Ќ≈ —Ћ≈ƒ”≈“ ѕ»—ј“№ ƒ»——≈–“ј÷»ё, »Ћ» «ј„≈ћ Ќјƒќ –ј«–јЅј“џ¬ј“№  ќЌ÷≈ѕ÷»ё ƒ»——≈–“ј÷»ќЌЌќ√ќ »——Ћ≈ƒќ¬јЌ»я Ћубский јнатолий ¬ладимирович Ц доктор философских наук, профессор кафедры теоретической социологии и методологии региона...ї

Ђќглавление 1. ѕеречень планируемых результатов обучени€ при прохождении практики 1.1. ѕеречень планируемых результатов освоени€ образовательной программы 1.2. ѕеречень планируемых результатов обучени€ при прохождении практики, соотнесенных с планируемыми результатами освоени€ образовательной программы 2. ћ...ї

Ђћ.“. ¬алиев, ј.ё. «аднепровска€ ¬ј√Ќ≈–џ Ч ќ“ јѕ“≈„Ќќ… —“ќ… » ƒќ √≈Ќ≈–јЋј ‘Ћќ“ј ѕервым документально зафиксированным в пределах –оссийской империи представителем семьи ¬агнеров был аптекарь, выходец из саксонской католической семьи »оганн (ян) ¬агнер (1758Ц1818). ¬ 1811 г. »оганн ¬а...ї

ЂЁлектронное научное специализированное издание Ц Х є 1 (13) Х 2014 Х http://pt.journal.kh.ua журнал Ђѕроблемы телекоммуникацийї ”ƒ  512.6:004.7 —–ј¬Ќ»“≈Ћ№Ќџ… јЌјЋ»« ћ≈“ќƒќ¬ ѕ–ќ√Ќќ«»–ќ¬јЌ»я “–ј‘» ј ¬ “≈Ћ≈ ќћћ”Ќ» ј÷»ќЌЌџ’ —»—“≈ћј’  .ћ. –”  ј—, ё.¬. —ќЋяЌ»  ’арьковский национальный университет им. ¬.Ќ.  аразина  .ј. ќ¬„»...ї

Ђ«арегистрировано в ћинюсте –оссии 16 апрел€ 2012 г. N 23850 ‘≈ƒ≈–јЋ№Ќќ≈ ј√≈Ќ“—“¬ќ Ћ≈—Ќќ√ќ ’ќ«я…—“¬ј ѕ–» ј« от 5 декабр€ 2011 г. N 512 об утверждении правил заготовки и сбора недревесных лесных ресурсов ¬ соответствии со...ї

Ђ—ергей »ванович ¬авилов √лаз и —олнце —ери€ Ђѕопул€рна€ наукаї http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=11827213 —ергей ¬авилов. √лаз и —олнце. ќ свете, —олнце и зрении: “оргово-издательский дом Ђјмфораї; —анкт-ѕетербург; 2015 ISBN 978-5-367-03594-0, 978-5-367-03603-9 јннотаци€  нига Ђ√лаз и —олнцеї, созд...ї

Ђѕрограмма обсуждена и рекомендована к изданию на заседании кафедры Ђћенеджментї, протокол є. 1 от 30 августа 2012 года. —оставитель: к.э.н доц., —умских » ј. –ецензент: к.геогр.н.  узьменко Ќ.»...ї

Ђќ.ё.  урныкин, ».Ѕ. ѕортн€гина (јлтайский государственный университет) ѕолитика свараджистского крыла »Ќ  в 1920 е гг. в освещении английской прессы ѕолитические процессы в колониальной »ндии были ре...ї

Ђћатериалы к биографи€м ученых и инженеров ё. я. —ќЋќ¬№≈¬ Ђƒј“” —ћ≈–“» «Ќј≈“ “ќЋ№ ќ ћ¬ƒ.ї ƒмитрий »ванович ћушкетов (1882 Ч 1938) ¬ –оссии, нар€ду с розысками без вести пропавших после второй мировой войны, продолжаетс€ поиск граж...ї

ЂЌј” » ќ «≈ћЋ≈ ”ƒ  551.582.2; 551.583.14 —.ј. “обратов «ј ќЌќћ≈–Ќќ—“» » ћј—Ў“јЅџ ¬≈ ќ¬џ’  ќЋ≈ЅјЌ»…  Ћ»ћј“ј ÷≈Ќ“–ј –”—— ќ… –ј¬Ќ»Ќџ (ѕќ ƒјЌЌџћ ћ≈“≈ќ—“јЌ÷»» –я«јЌ№) ѕриведено обоснование циклической составл€ющ...ї

Ђћинистерство транспорта –оссийской ‘едерации ‘едеральное агентство железнодорожного транспорта ‘едеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образовани€ Ђƒальневосточный государственный университет путей сообщени€ї  афедра Ђ“еп...ї

Ђкомпьютерный вирус и т. п. Ќепросто также установить причинно-следственную св€зь между фактом совершени€ преступлени€ и подозреваемым, особенно в случае наличи€ значительного числа пользовате...ї

Ђјвтоматизированна€ копи€ 586_467543 ¬џ—Ў»… ј–Ѕ»“–ј∆Ќџ… —”ƒ –ќ——»…— ќ… ‘≈ƒ≈–ј÷»» ѕќ—“јЌќ¬Ћ≈Ќ»≈ ѕрезидиума ¬ысшего јрбитражного —уда –оссийской ‘едерации є 13096/12 ћосква 12 феврал€ 2013 г. ѕрезидиум ¬ысшего јрбитраж...ї

Ђ»нформаци€ о де€тельности ќќќ ЂЅ√ ї в 2013 году Ќасто€ща€ информаци€ раскрываетс€ в соответствии с ѕостановлением ѕравительства –‘ от 21 €нвар€ 2004 г. N 24 Ђќб утверждении стандартов раскрыти€ информации субъектами оптового и розничных рынков электрической энергииї....ї

Ђ630001, Ќовосибирск, ул. —ухарна€, 35, корпус 11/1 тел/факс: (383) 211-28-38 e-mail: sale@printgraphica.ru ƒозирующие анилоксовые валы GTT  лючевые преимущества: ¬ысококачественна€ комбинированна€ печать. јнилоксовые валы GTT позвол€ют изготовить 100% плашку и растровые элем...ї

ЂN 1. »нформационный бюллетень, 2010, 160 страниц,  ворум, центр мониторинга демократических процессов (ћосква), 5804104381, 9785804104383,  н. мир, 2010. ¬ сборнике представлены статьи по различным научным направлени€м и проб...ї

Ђ‘≈ƒ≈–јЋ№Ќќ≈ ј√≈Ќ“—“¬ќ ∆≈Ћ≈«Ќќƒќ–ќ∆Ќќ√ќ “–јЌ—ѕќ–“ј ‘едеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образовани€ Ђ”ральский государственный университет путей сообщени€ї (‘√Ѕќ” ¬ѕќ ”р√”ѕ—)  афедра ЂЁлектрические машиныї ќсновна€ образовательна€ программа Ђ—и...ї

Ђ2004 ANNUAL REPORT √ќƒќ¬ќ… ќ“„≈“ Address of the Supervisory Board Chairman Organizational Structure of JSC Uzbektelecom Brief Historical Review of JSC Uzbektelecom Opening Address of the General Director JSC Uzbektelecom Management Structure Branches and Their Directors Joint Ventures Development Loc...ї








 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - ЂЅесплатна€ электронна€ библиотека - разные матриалыї

ћатериалы этого сайта размещены дл€ ознакомлени€, все права принадлежат их авторам.
≈сли ¬ы не согласны с тем, что ¬аш материал размещЄн на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.