Автореферат (Популяционная структура адвентивного вида Helix pomatia L. в условиях юго-восточной части ареала)

На правах рукописиАртемчук Олеся ЮрьевнаПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА АДВЕНТИВНОГО ВИДА HELIXPOMATIA L. В УСЛОВИЯХ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ АРЕАЛАСпециальность 03.02.08 – экология (биологические науки)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата биологических наукМосква – 2019Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательномучреждении высшего образования «Белгородский государственный национальныйисследовательский университет»Научныйруководитель:Снегин Эдуард Анатольевич,доктор биологических наук,ФГАОУВОБелгородскийгосударственныйнациональный исследовательcкий университет Институтинженерных технологий и естественных наук, профессоркафедры биологии, директор НИЦ геномной селекцииОфициальныеоппоненты:Зотин Алексей Александровичдоктор биологических наук,ФГБУН «Институт биологии развития им.

Н. К.КольцоваРАН», ведущий научный сотрудник лабораторииэволюционной биологии развитияБеспалая Юлия Владимировнакандидат биологических наук,ФГБУН«Федеральныйисследовательскийцентркомплексного изучения Арктики имени академика Н.П.Лаверова РАН», заведуюшая лабораторией «Российскиймузей центров биологического разнообразия»Ведущаяорганизация:Федеральноегосударственноебюджетноеобразовательное учреждение высшего образования«Пензенский государственный университет»Защита диссертации состоится «18» апреля 2019 г. в 15.00 часов на заседанииДиссертационного совета по защите докторских и кандидатских диссертацийД212.203.38 при Российском университете дружбы народов по адресу: 115093,г.Москва, Подольское шоссе, д.8/5, экологический факультет.С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научной библиотекеФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов» по адресу: 117198,г.Москва, ул.Миклухо-Маклая, д.6 и на сайте dissovet.rudn.ru.Автореферат разослан «____» февраля 2019 г.Ученый секретарь………………………...Диссертационного совета Д212.203.38,кандидат биологических наук ……………..…………………………………Е.А.Ванисова2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работы.

Одним из негативных последствийвоздействия человека на экосистемы планеты является сокращениечисленности, а порой и полное уничтожение все большего числа дикихвидов. Известно, что этот длительный процесс начинается с постепенногоисчезновения популяций, которые вследствие сокращения ареала иуменьшения генетического разнообразия, теряют устойчивость и вымирают.На этом фоне весьма актуальным видится создание и ведение региональныхКрасных книг, в задачу которых входит сохранение таких локальныхгруппировок, особенно на периферии ареалов.Одним из таких видов является центрально-европейский видвиноградная улитка Helix pomatia L., современный ареал которого сейчасохватывает территорию от Испании до Поволжья.

Стоит отметить, что вомногих европейских странах и в ряде областей Украины и России этот видвнесен в охранные списки. При этом сохранение популяций винограднойулитки, особенно на границах ее современного ареала важно не только сточки зрения сохранения регионального биоразнообразия, но и потому чтоэтот моллюск является классическим лабораторным животным и имеетважное эстетическое значение, а в ряде регионов рассматривается как объектискусственного разведения.

Кроме того, актуальность исследованияпопуляций Helix pomatia диктуется тем, что этот моллюск может бытьпереносчиком различных паразитарных заболеваний человека и домашнихживотных, а также в некоторых ситуациях может выступать вредителемкультурных растений.Цель исследования: Провести анализ популяционной структуры Helixpomatia в юго-восточной части его современного ареала, для пониманиямикроэволюционных процессов, протекающих в адвентивных группахназемных моллюсков на фоне все возрастающего антропогенного пресса.Задачи исследования:1.Изучить структуру расселения Helix pomatia L. в различныхландшафтах Русской равнины с определением векторов естественного отборапо морфогенетическим признакам.2.Оценитьдолговременныеизмененияморфологическихпоказателей раковины моллюсков рода Helix.3.Изучить особенности генетических процессов, протекающих вадвентивных популяциях Helix pomatia L.4.Оценить степень устойчивости популяций H. pomatia L.

кдействию генотоксичных компонентов среды в условиях урбанизированноголандшафта.5.Провести расчет эффективной численности изучаемыхпопуляций виноградной улитки и определить уровень их жизнеспособности.Объектом исследования стали популяции виноградной улитки,населяющиеразличныебиотопынатерритории Среднерусскойвозвышенности и Восточной Европы.3Предметомисследованиябыли генетико-автоматическиеиселективные процессы, происходящие в популяциях виноградной улитки натерритории Среднерусской возвышенности и Восточной Европы.Научная новизна и теоретическая значимость работы. Впервые былпроведен анализ популяционной структуры Helix pomatia в различныхландшафтных зонах юго-восточной части современного ареала сиспользованием морфометрических и биохимических маркеров. Полученныеданные позволят расширить наши представления о микроэволюционныхпроцессах, протекающих в популяциях адвентивных видов наземныхмоллюсков в современных условиях.Практическая значимость.

Сохранение локальных популяцийвиноградной улитки на территории России важно для сохранения этого видав целом. В связи с этим анализ состояния популяционных генофондов имеетпервостепенное значение при определении уровня жизнеспособности ивыяснении естественных механизмов поддержания и регуляции численностиэтих групп.

Опираясь на эти данные, можно решать задачи планированиянагрузки на популяции, в которых ведется ограниченный сбор улиток,разрабатывать методики лабораторного содержания, оценивать состояниепопуляций и определять меры по их охране.Основные положения, выносимые на защиту.1.Морфометрическиепоказателиадвентивныхпопуляцийвиноградной улитки в большей степени определяются их происхождением имикроклиматическими особенностями урбанизированной среды и в меньшейстепени зависят от зональных характеристик климата.2.Частоты генетически детерминированных окрасочных признаковраковины в аборигенных популяциях моллюсков рода Helix остаютсястабильными на протяжении длительного времени, в то время какизменчивость конхиометрических признаков диктуется климатическимифлуктуациями.3.Генетическая структура адвентивных популяций H.

pomatiaсформировалась под влиянием дрейфа генов и компенсаторных реакцийгеномов.4.Большинство изученных популяций H. pomatia обладаютповышенной жизнеспособностью, что объясняется большой устойчивостьюих геномов к негативным воздействиям различных факторов, включаяантропогенные.Личный вклад автора. В основу диссертационной работы положеныматериалы, собранные автором в период с 2009 г. по 2014 г.Экспериментальные исследования проводились лично автором на базе НИЛПопуляционной генетики и генотоксикологии НИУ «БелГУ».

Автором личновыполнена статистическая обработка, анализ и обобщение полученныхданных. Суммарно личное участие автора составляет около 80 %.Апробация работы. Результаты исследований были доложены на: XIмеждународной научно-практической экологической конференции «Видовыепопуляции и сообщества в антропогенно трансформированных ландшафтах:4состояние и методы его диагностики» (Белгород, 20-25 сентября 2010 г.); IVВсероссийской научно-практической конференции с международнымучастием «Биологические системы: устойчивость, принципы и механизмыфункционирования» (г. Нижний Тагил. 26-29 марта 2012 г.); Всероссийскойнаучной конференции с международным участием «Животные: экология,биология и охрана» (г.

Саранск, 2012 г.); XII научно-практическойэкологической конференции «Структурные и функциональные изменения впопуляциях и сообществах на территориях с разным уровнем антропогеннойнагрузки» (г. Белгород, 9-12 октября 2012 год); XIII Международной научнопрактической экологической конференции «Биоразнообразие и устойчивостьживых систем» (г. Белгород, 6-11 октября 2014 г.), 1 Всероссийской научнойконференции "Эволюционные и экологические аспекты изучения живойматерии" (Череповец, 8-9 февраля 2017 г.).Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения,пяти глав, выводов, списка литературы. Основной текст изложен на 134страницах, включающих 20 рисунков и 28 таблиц. Список литературывключает 372 источника, из них 173 на иностранных языках. Общий объемдиссертации составляет 176 страница.Благодарности.Выражаюблагодарностьмоемунаучномуруководителю Э.А.

Снегину за многочисленные консультации и помощь навсех этапах написания работы, а также Ф.Н. Лисецкому, А. Корабеку, И.А.Балашеву, С.С. Крамаренко, Е.Н. Иванцовой и Я.Н. Коваленко за оказанноесодействие в сборе материала.Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫВ главе даётся общая характеристика роли популяционного уровняорганизации живых организмов, а также краткий обзор содержания работ,посвященных роли полиморфизма в эволюционном процессе, вышедших всвет более чем за полувековой период времени.

Рассматриваютсягенетические основы полиморфизма. Освещаются вопросы, касающиесяизменчивости в популяциях моллюсков – морфологической ибиохимической, а также изменчивости ДНК. Обобщены данные по биологиивиноградной улитки и особенностям расселения и ареала обитания вида.Собрана современная информация по охранному статусу изучаемого объектав различных частях ареала обитания. Поскольку большинство изучаемыхнами групп H. pomatia располагались на восточной границе его ареала, былизатронуты вопросы, связанные с особенностями существования популяций,занимающих периферийные участки ареала. Эти краевые группы, какправило, изолированы, в них происходят более резкие колебаниячисленности. Кроме того, на периферии могут действовать иные векторыестественного отбора, т.к. пограничные микросреды отличны от микросредвнутренней части ареала.

Итогом действия перечисленных факторов можетстать гомозиготизация аллелофонда таких периферийных популяций и, какследствие, выщепление рецессивных мутаций, что создает условия для5оживления явлений первичного формообразования. Известно также, чтоэкстремальные для данного вида абиотические и биотические условия средыобитания, которые существуют на краю ареала, в свою очередь, могутспособствовать усилению географической изменчивости, следствием чеговнутрипопуляционное разнообразие в центре ареала может переходить вмежпопуляционное разнообразие на периферии (Тимофеев-Ресовский и др.,1973).Глава 2. РАЙОН ИССЛЕДОВАНИЯ: ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕОПИСАНИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИТУАЦИЯВ главе дается краткая характеристика физико-географических условийюга Среднерусской возвышенности, включающего лесостепную и степнуюзоны, а также других регионов, где осуществлялся сбор материала.Проведено сопоставление биотопических и климатических условий.Рассмотрены экологические проблемы районов исследования.Глава 3.