На основании полиморфизма гена 12S рРНК и RAPD-маркеров проведена дифференциация 122 черепах, принадлежащих к трем видам рода Testudo (T. kleinmanni, T. marginata и T. graeca), шести подвидам T. graeca (T. g. nikolskii, T. g. pallasi, T. g. armeniaca, T. g. zarudnyi, T. g. terrestris, T. g. ibera) и двум подвидам среднеазиатской черепахи Agrionemys horsfieldii (A. h. horsfieldii, А. h. kazakhstanica). Для сравнения использованы 32 известные последовательности гена 12S рРНК (392 пн) черепах двух родов, обитающих на территории Европы, Азии и Африки. В популяциях A. horsfieldii выявлено шесть гаплотипов, три из которых описаны нами впервые. У исследованных нами черепах рода Testudo обнаружены 11 гаплотипов гена 12S рРНК. Один новый гаплотип выявлен у T. kleinmanni, среди восьми подвидов T. graeca обнаружено восемь гаплотипов, четыре из которых представлены нами впервые. Предлагаемые RAPD-маркеры подтверждают в общем виде реконструкции, полученные при использовании митохондриального маркера. Как и по гену 12S pРНК, два обособленных кластера включают представителей двух родов — Agrionemys и Testudo. Среди последних представители T. marginata и T. kleinmanni, а также T. graeca с высокой надежностью формируют две реципрокно-монофилетические группы. По сравнению с митохондриальным маркером RAPDs более достоверно разделяют выборку T. g. terrestris и четыре подвида: T. g. ibera, T. g. armeniaca, T. g. pallasi, T. g. nikolskii. За исключением представителей T. g. ibera, практически во всех случаях представителям каждого из четырех подвидов соответствуют собственные подкластеры. Обсуждаются особенности географического распределения гаплотипов и возможные эволюционные сценарии происхождения и расселения сухопутных черепах двух родов.
Сухопутные черепахи (Testudinidae) — семейство черепах, обитающих в Африке, Азии, Южной Европе и Новом Свете. Эти древние наземные животные выделяются среди позвоночных феноменальной жизнестойкостью и долголетием (от 50 до 100—150 лет). На основании сравнения полноразмерных геномов современных морских и сухопутных черепах показано, что их предки составляли сестринскую группу с архозаврами, которые разошлись с группой динозавров, птиц и крокодилов примерно 180—250 млн лет назад [1]. Систематика сухопутных черепах основана на сравнении морфологических и остеологических признаков. Немаловажным признаком для выделения таксонов служат особенности географического распределения отдельных популяций и групп, определяемые низкой миграционной активностью особей сем. Testudinidae.
В состав семейства включают 40—60 видов, объединенных в 13—20 родов, среди которых на территории России и стран СНГ обитают преиму-щественно представители двух родов — европейская сухопутная черепаха (Testudo) и среднеазиатская черепаха (Agrionemys) [2—5]. Черепахи рода Testudo Linnaeus, 1758 распространены на большой части Юго-Западного региона Палеарктики, обитают на территории Северной Африки (от Марокко до Египта), Южной Испании, восточной части Балканского полуострова, Малой Азии, Кавказа, стран Восточного Средиземноморья и Ирана. В роде Testudo выделяют три или четыре вида: египетская черепаха T. kleinmanni Lortet, 1883; окаймленная сухопутная черепаха T. marginata Schoepff, 1793 и средиземноморская черепаха T. graeca Linnaeus, 1758; в отдельный вид (или даже род) выделяют балканскую черепаху T. hermanni [6]. Большая часть этих видов относится к редким и исчезающим видам рептилий [7, 8].
Для популяций T. graeca характерна морфоло-гическая неоднородность по целому ряду диагно-стических признаков, что затрудняет однозначное распознавание подвидов. Поэтому для систематики этой группы широко использовали маркеры митохондриального генома. Разные авторы внутри этого таксона выделяют от 4 до 20 подвидов [3, 9—11]. В настоящее время принято рассматривать все популяции этого вида как сложный политипический комплекс T. graeca, состоящий из 11 морфологических видов и шести подвидов [12—14].
Менее изучена среднеазиатская черепаха Agrionemys horsfieldii, ареал которой занимает обширную территорию Центральной Палеарктики, охватывающую Южный Казахстан, Туркменистан, Узбекистан, Северный и Западный Кыргызстан, Северный и Юго-Западный Таджикистан, Северо-Восточный Иран, Афганистан, СевероЗападный Пакистан и небольшой участок провинции Синьцзян в Западном Китае. Для популяций этого вида, так же как и для комплекса T. graeca, характерны различия в размере, форме и щитковании панциря. На основании сравнения морфологических особенностей панциря A. horsfieldii было выделено три подвида [15, 16], кото-рые позднее были возведены в ранг вида и дополнены видом A. bogdanovi [17—19]. Однако правомерность выделения новых таксонов не бесспорна [20], поэтому мы будем придерживаться прежнего разделения вида Agrionemys horsfieldii на три подвида.
Для выяснения спорных вопросов таксономии и филогении сухопутных черепах рода Testudo не-однократно использовали полиморфизм генов 12S рРНК [21-25], cytb [13, 20], nad4 [23], D-петли [24] мтДНК. Однако результаты этих исследований зачастую трудно объединять, так как для описания изменчивости популяций разные авторы используют разные маркеры. Так, в пионерской работе при анализе дифференциации испанских и африканских популяций T. graeca использовали два маркера - гены 12S рРНК и cytb [23]. Позднее для дифференциации двух видовых комплексов T. g. graeca и T. g. ibera из Африки и Малой Азии, а также дифференциации видов T. kleinmanni, T.marginata помимо гена 12S рРНК анализировали полиморфизм D-петли [24]. Относительно недавно на большой выборке черепах из популяций Азии и Кавказа исследовали полиморфизм гена cytb [13]. Полиморфизм гена 12S рРНК обнаружен нами в нескольких популяциях среднеазиатских черепах рода Agrionemys [26]. Позднее филогеографическая структура этого вида обнаружена и при изучении полиморфизма гена cytb [27]. Во всех этих исследованиях число выявляемых гаплотипических линий часто варьирует в зависимости от исследуемой выборки и используемого маркера.
Что же касается эффективности применения ядерных маркеров для внутривидовой дифферен-циации черепах, то она показана лишь в наших исследованиях при сравнении RAPD-паттернов в небольшой выборке T. g. terrestris, T. g. nikolskii и T. g. pallasi [28, 29]. ISSR-маркеры, выявляемые на многочисленной выборке черепах рода Testudo, продемонстрировали неожиданно низкую информативность [13]. Оба типа этих маркеров (RAPDs, ISSR) часто используют для выявления внутривидовых локальных группировок и как дополнение к филогеографическому паттерну гене-алогических линий мтДНК [30].
С целью исследования видовой и внутривидовой структуры сухопутных черепах родов Testudo и Agrionemys, на основании полиморфизма гена 12S рРНК и RAPD-маркеров мы провели дифференциацию популяций 122 представителей трех видов рода Testudo (T. kleinmanni, T. marginata и T. graeca) и A. horsfieldii, обитающих на территории стран СНГ, а также стран Восточной Азии и Африки.
Продолжение статьи в виде PDF
