Генетична диференціація популяцій амфіміктичного дощового черв’яка A. caliginosa на території України досліджена шляхом аналізу мінливості поліалельного локусу Es-4. Встановлено, що поселення цього виду характеризуються показником Fst = 0,13, що означає генетичну гетерогенність вище середнього рівня. Значення цього індексу залежать від розмірів груп популяцій. Причому ці зміни можуть бути представлені як стрибок від невірогідних міждемових відмінностей до статистично вірогідних, отриманих при аналізі географічних віддалених популяцій, зі стабілізацією значень індексу Fst в макромасштабі. Така ситуація адекватна моделі генетично однорідного поселення, що виникає разово на великому просторі, вторинна диференціація якого викликана внутрішніми міграціями і ефектом засновника, що відповідає закономірностям, зазначеним для популяцій цього виду в Північній Америці. Порівняння просторової диференціації популяцій A. caliginosa з генетично, екологічно і ареалогічно близьким партеногенетичним видом A. trapezoides в межах України показало, що у апоміктичного виду інший тип географічної диференціації популяцій. Йому властива вікарна структура поселень, при якій одна клонова форма заміщає іншу, причому найбільшою мірою відрізняються генотипи клонів популяцій на дистанції. Це означає, що між віддаленими поселеннями дощових червів в межах України відсутні міграції, а причини альтернативного характеру генетичного розподілу поселень амфіміктичного і апоміктичного видів пов’язані з механізмами формування генетичного різноманіття. У популяціях амфіміктичних видів максимальне генотипове різноманіття досягається за рахунок рекомбінації і реалізується на індивідуальному рівні в межах популяцій, а у клонових видів воно обумовлено мутаціями і проявляється як міжгрупова мінливість.
Ключові слова: Aporrectodea, дощові черви, популяції, амфіміксис, партеногенез, F-статистика
Повний текст та додаткові матеріали
Цитована література
1. Altukhov, Yu.P., Genetic Processes in Populations, Moscow: Academperiodic, 2003.
2. Avise, J.C. and Felley, I., Population structure of freshwater fishes I. Genetic variation of bluegill (Lepomis macrochirus) population in man-made reservoirs, Evolution, 1979, vol. 33, no. 1, pp. 15–26. https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.1979.tb04658.x
3. Barton, N.H. and Charlesworth, B., Why sex and recombination, Science, 1998, vol. 281, pp. 1986–1990. https://doi.org/10.1126/science.281.5385.1986
4. Cavali-Sforza, L.L. and Bodmer, W.F., The Genetics of Human Populations, San Francisco: Freeman, 1971.
5. Ciwinska, A. and Hebert, P.D.W., Origins of clonal diversity in the hypervariable asexual ostaracod Cyprodopsis vidua, J. Evol. Biol., 2002, vol. 15, no. 1, pp. 134–145. https://doi.org/10.1046/j.1420-9101.2002.00362.x
6. Diaz Cosin, D.J., Novo, M., and Femandy, R., Reproduction of earthworms: sexual selection and parthenogenesis, in Biology of Earthworms, Caraca, A., Ed., Heidelberg: Springer, 2011, vol 24, pp. 69–86. https://doi.org/10.1007/978-3-642-14636-7_5
7. Eanes, W.F. and Koehn, R.K., An analysis of genetic structure in the monarch bitterfly, Danaus plexippus L., Evolution, 1978, vol. 32, no. 4, pp. 784–797. https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.1978.tb04633.x
8. Gandon, S. and Otto, S.P., The evolution of sex and recombination in response to abiotic or coevolutionary fluctuations in epistasis, Genetics, 2007, vol. 175, no. 4, pp. 1835–1853. https://doi.org/10.1534/genetics.106.066399
9. Hendrix, P.F., Mac Callaham, A., Drake, J.M., Huang, Ch.Y., James, S.W., Snyde, B.A., and Zhang, W., Pandora’s Box contained bait: the global problem of introduced earthworms, Ann. Rev. Ecol., Evol., Syst., 2008, vol. 39, pp. 593–613. https://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.39.110707.173426
10. Jaenike, J. and Selander, R.K., Evolution and ecology of parthenogenesis in earthworms, Am. Zool., 1979, vol. 19, no. 3, pp. 729–737. https://doi.org/10.1093/icb/19.3.729
11. Maynard Smith, J., The Evolution of Sex, Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1978.
12. Mezhzherin, S.V., Vlasenko, R.P., and Garbar, A.V., Features of genetic structure of the earthworm Aporrectodea (superspecies) caliginosa (Oligochaeta, Lumbricidae) complex in Ukraine, Cytol. Genet., 2008, vol. 42, no. 4, pp. 256–262.
13. Mezhzherin, S.V., Harbar, A.V., Vlasenko, R.P., Onishchuk, I.P., Kotsyuba, I.Yu., and Zhalay, E.I., Evolutionary Paradox of Parthenogenetic Earthworms, Kiev: Naukova Dumka, 2018.
14. Nei, M., F-statistics and the analysis of gene diversity in subdivided populations, Ann. Hum. Genet., 1977, vol. 41, pp. 225–233. https://doi.org/10.1111/j.1469-1809.1977.tb01918.x
15. Peacock, F.C., Bunting, S.L., and Queen, K.G., Serum protein electrophoresis in acrylamyde gel patterns from normal human subjects, Science, 1965, vol. 147, pp. 1451–1455.
16. Perez-Losada, M., Ricoy, M., Marshall, J.C., and Dominguez, J., Phylogenetic assessment of the earthworm Aporrectodea caliginosa species complex (Oligochaeta: Lumbricidae) based on mitochondrial and nuclear DNA sequences, Mol. Phylogenet. Evol., 2009, vol. 52, no. 2, pp. 293–302. https://doi.org/10.1016/j.ympev.2009.04.003
17. Perez-Losada, M., Bloch, R., Breinholt, J.W., Pfenninger, M., and Domнnguez, J., Taxonomic assessment of Lumbricidae (Oligochaeta) earthworm genera using DNA barcodes, Eur. J. Soil Biol., 2012, vol. 48, рр. 41–47. https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2011.10.003
18. Ramm, S.A., Schlatter, A., Poirier, M., and Schärer, L., Hypodermic self-insemination as reproductive assurance strategy, Proc., Biol. Sci., 2015, vol. 282, no. 1811, p. 20150660. https://doi.org/10.1098/rspb.2015.0660
19. Selander, R.K. and Kaufman, D.W., Genetic structure of populations of the brown snail (Helix aspersa), Evolution, 1975, vol. 29, no. 3, pp. 385–401. https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.1975.tb00829.x
20. Shekhovtsov, S.V., Derzhinsky, Ye.A., Golovanova, E.V., and Peltek, S.E., Phylogeography and genetic lineages of Aporrectodea rosea (Lumbricidae, Annelida), Eur. J. Soil Biol., 2020, vol. 99, p. 103191.https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2020.103191
21. Stearns, S.C., Why sex evolved and the differences it makes, in The Evolution of Sex and its Consequences, Basel: Birkhouser, 1987, pp. 15–31. https://doi.org/10.1007/978-3-0348-6273-8
22. Stille, B., Ochman, H., and Selander, R.K., Genetic structure of populations of the earthworm Aporrectodea tuberculata, Oikos, 1980, vol. 34, no. 2, pp. 195–201. doi 10.2307/3544182
23. Terhivuo, J. and Saura, A., Dispersal and clonal diversity of North-European parthenogenetic earthworms, Biol. Invasions, 2006, vol. 8, no. 6, pp. 1205–1218. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-5429-7_2
24. Wright, S., The interpretation of population structure by F‑statistics with special regards to system of mating, Evolution, 1965, vol. 9, no. 3, pp. 395–420. https://doi.org/10.2307/2406450