Эпигенетическая изменчивость неметрических признаков черепа линий американской норки (Neogale vison Schreber, Carnivora, Mustelidae) после селекции по признакам оборонительного поведения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Сравнили встречаемость дискретных неметрических пороговых признаков (НПП) осевого черепа и нижней челюсти у линий агрессивных и ручных американских норок (Neogale vison Schreber, 1777), созданных на основе селекции по признакам оборонительного поведения. Клеточные неселектированные и дикие канадские норки взяты как контрольные. После выбраковки в выборках НПП с инвариантными частотами, нечеткой топологией, единичных, редких (< 5%) и встреченных с высокой частотой (> 95%) использовали три варианта набора признаков: “расширенный” (50 признаков), допускающий их связь с полом и размерами, “ограниченный” (30), исключающий такую связь, и “объединенный” (50), где для признаков, связанных с полом, взяты частоты только самцов. Оценка средних мер дивергенции (MMD) по частотам встречаемости фенов НПП во всех вариантах выявила значимые различия между линиями, а также обеими контрольными группами. В первом варианте были наиболее выражены различия между полами, а во втором и третьем вариантах – между линиями. Во всех вариантах в наибольшей степени различаются агрессивные и ручные особи, а клеточные неселектированные норки занимают промежуточное положение. Дикие канадские норки наиболее близки к клеточным неселектированным, а дивергенция между агрессивными и ручными превышает различие между клеточными и дикими. Канонический анализ главных компонент, характеризующих проявление индивидуальных фенокомпозиций по второму ограниченному набору 30 НПП (с меньшей средовой и большей наследственной обусловленностью), выявил те же межгрупповые различия, что и на основе MMD во втором и третьем вариантах. Установлено, что эффект селекции по признакам оборонительного поведения за 16–17 поколений сопровождался большей дифференциацией агрессивных и ручных американских норок, чем диких и клеточных в итоге почти вековой изоляции последних на зверофермах. Величины индексов эпигенетической изменчивости (EV) и объема внутригруппового морфопространства (Vm), характеризующего степень дестабилизации развития, у ручных норок значимо больше, чем у агрессивных. Результаты хорошо согласуются с теорией дестабилизирующего отбора Д. К. Беляева и косвенно указывают на высокую скорость эпигенетических изменений у экспериментальных линий американской норки, что объясняет высокий адаптивный потенциал этого инвазионного вида при его экспансии в Евразии.

Об авторах

И. А. Васильева

Институт экологии растений и животных УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: via@ipae.uran.ru
Россия, 8 Марта, 202, Екатеринбург, 620144

О. В. Трапезов

Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН

Email: via@ipae.uran.ru
Россия, пр. акад. Лаврентьева, 10, Новосибирск, 630090

Список литературы

  1. Астауров Б. Л., 1974. Наследственность и развитие. М.: Наука. 359 с.
  2. Беляев Д. К., 1979. Дестабилизирующий отбор как фактор изменчивости при доместикации животных // Природа. № 2. С. 36–45.
  3. Беляев Д. К., Трут Л. Н., 1989. Конвергентный характер формообразования и концепция дестабилизирующего отбора // Вавиловское наследие в современной биологии. М.: Наука. С. 155–169.
  4. Васильев А. Г., Трут Л. Н., Осадчук Л. В., 2004. Влияние доместикации на скорость и направление морфогенетических преобразований: возможная роль гетерохронии // Реализация морфологического разнообразия в природных популяциях млекопитающих. 2-е изд. Новосибирск: Изд-во СО РАН. С. 74–94.
  5. Васильев А. Г., 1995. Пакет специальных программ по фенетике “ФЕН” 3.0. Non-metrical threshold traits analysis “PHEN”. Version 3.0. Екатеринбург. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http: //ipae.uran.ru/sites/default/files/PHEN%203_programguide.pdf (Дата обновления: 06.07.2024).
  6. Васильев А. Г., 2005. Эпигенетические основы фенетики: на пути к популяционной мерономии. Екатеринбург: Академкнига. 640 с.
  7. Васильев А. Г., Васильева И. А., 2009. Гомологическая изменчивость морфологических структур и эпигенетическая дивергенция таксонов: Основы популяционной мерономии. М.: Товарищество научных изданий КМК. 511 с.
  8. Глушкова Ю., Кораблев П. Н., 1997. Норка европейская (Mustela lutreola) // Популяционная фенетика. М.: Наука. С. 209–220.
  9. Кораблёв Н. П., Кораблёв П. Н., Кораблёв М. П., 2018. Микроэволюционные процессы в популяциях транслоцированных видов: евроазиатский бобр, енотовидная собака, американская норка. М.: Товарищество научных изданий КМК. 452 с.
  10. Кораблёв П. Н., Кораблёв М. П., Кораблёв Н. П., Туманов И. Л., 2020. Использование разных систем признаков в фенетике популяций // Известия РАН. Серия биологическая. № 2. С. 177–185.
  11. Монахов В. Г., 2010. Феногеография краниального признака соболя (Martes zibellina) в ареале // Доклады академии наук. Т. 431. № 2. С. 274–279.
  12. Ранюк М. Н., Монахов В. Г., 2011. Изменчивость краниологических признаков в популяциях соболя (Martes zibellina), возникших в результате акклиматизации // Зоологический журнал. Т. 90. № 1. С. 82–96.
  13. Трапезов О. В., 1987. Селекционное преобразование оборонительной реакции на человека у американской норки // Генетика. Т. 23. № 6. С. 1120–1127.
  14. Трапезов О. В., 2012. Новые окрасочные мутации у американской норки (Mustela vison), наблюдаемые в процессе ее экспериментальной доместикации: Автореф. дис. … докт. биол. наук. Новосибирск: ИЦиГ СО РАН. 34 с.
  15. Трут Л. Н., 1981. Генетика и феногенетика доместикационного поведения // Вопросы общей генетики / Под ред. Ю. П. Алтухова. М.: Наука. С. 323–332.
  16. Трут Л. Н., Харламова А. В., Пилипенко А. С., Гербек Ю. Э., 2021. Эксперимент по доместикации лисиц и эволюция собак с позиции современных молекулярно-генетических и археологических данных // Генетика. Т. 57. № 7. С. 767–785.
  17. Харламова А. В., Фалеев В. И., Трапезов О. В., 2000. Влияние селекции по поведению на краниологические признаки американской норки (Mustela vison) // Генетика. Т. 36. № 6. С. 823–828.
  18. Abramov A. V., Tumanov I. L., 2003. Sexual dimorphism in the skull of the European mink Mustela lutreola from NW part of Russia // Acta Theriologica. V. 48. P. 239– 246.
  19. Andersen T., Wiig O., 1982. Epigenetic variation in a fluctuating population lemming (Lemmus lemmus) in Norway // Journal of Zoology. V. 197. P. 391–404.
  20. Ansorge H., 2001. Assessing non-metric skeleton characters as a morphological tool // Zoology. V. 104. P. 268–277.
  21. Ansorge H., Ranyuk M., Kauhala K., Kowalczyk R., Stier N., 2009. Racoon dog, Nyctereutes procyonoides, populations in the area of origin and in colonized regions – the epigenetic variability of an immigrant // Annals of Zoologica Fennici. V. 46. P. 51–62.
  22. Badyaev A. V., 2014. Epigenetic resolution of the ‘curse of complexity’ in adaptive evolution of complex traits // J. Physiol. V. 592. № 11. P. 2251–2260.
  23. Badyaev A. V., Foresman K. R., Yang R. L., 2005. Evolution of morphological integration: developmental accommodation of stress-induced variation // American Naturalist. V. 166. P. 382–395.
  24. Bauchau V., 1988. Non-metrical variation in wild mammals: a bibliography // Mammal. Rev. V. 18. P. 195–200.
  25. Belyaev D. K., 1979. Destabilizing selection as a factor in domestication // J. Heredity. V. 70. № 5. P. 301–308.
  26. Berry A. C., 1978. Anthropological and family studies on minor variants of the dental crown // Development, function and evolution of teeth / P. M. Butler & K. A. Joysey (eds). London: Academic Press. P. 81–98.
  27. Berry A. C., Berry R. J., 1967. Epigenetic variation in the human cranium // J. Anatomy. V. 101. P. 361–379.
  28. Berry R. J., 1963. Epigenetic polymorphism in wild population of Mus musculus // Genetical Research, Cambr. V. 4. P. 193–220.
  29. Berry R. J., Searle A. G., 1963. Epigenetic polymorphism of the rodent skeleton // Proc. Zool. Soc. Lond. V. 140. P. 557– 615.
  30. Bošković A., Rando O. J., 2018. Transgenerational epigenetic inheritance // Ann. Rev. Genet. V. 52. P. 21–41.
  31. Burggren W., 2016. Epigenetic inheritance and its role in evolutionary biology: re-evaluation and new perspectives // Biology. V. 5. № 24. P. 2–22.
  32. Cohen J., 1992. A power primer // Psychological Bulletin. V. 112. № 1. P. 155–159. https://doi.org/10.1037/0033-2909.112.1.155
  33. Cornwell W. K., Schwilk D. W., Ackerly D. A., 2006. A trait-based test for habitat filtering: convex hull volume // Ecology. V. 87. P. 1465–1471.
  34. Deol M. S., Truslove G. M., 1957. Genetical studies on the skeleton of the mouse. XX. Maternal physiology and variation in the skeleton of C57Bl mice // J. Genet. V. 55. P. 288– 312.
  35. Donelan S. C., Hellmann J. K., Bell A. M., Luttbeg B., John L., Orrock J. L. et al., 2020. Transgenerational plasticity in human-altered environments // Trends in Ecology and Evolution. V. 35. № 2. P. 115–124.
  36. Drake A. G., Klingenberg C. P., 2010. Large-scale diversification of skull shape in domestic dogs: disparity and modularity // American Naturalist. V. 175. № . 3. P. 289– 301.
  37. Gálvez-López E., Kilbourne B., Cox P. G., 2021. Cranial shape variation in mink: Separating two highly similar species // J. of Anatomy. V. 240. № 2. P. 210–225. https://doi.org/10.1111/joa.13554
  38. Grewal M. S., 1962. The rate of genetic divergence in the C57BL strain of mice // Genet. Res., Cambr. V. 3. P. 226–237.
  39. Grüneberg H., 1952. Genetical studies on the skeleton of the mouse. IV. Quasi-continious variations // J. Genet. V. 51. P. 95–114.
  40. Grüneberg H., 1952a. The genetics of the mouse // Bibl. Ge-net. V. 15. 650 p.
  41. Grüneberg H., 1963. The Pathology of Development. Oxford: Blackwell. 309 p.
  42. Hammer Q., Harper D. A.T., Ryan P. D., 2001. PAST: Paleontological Statistics software package for education and data analysis // Palaeontologia Electronica. V. 4. № .1. P. 1–9. (program)
  43. Hartman S. E., 1980. Geographical variation analysis of Dipodomys ordii using nonmetric cranial traits // Journal of Mammalogy. V. 61. P. 436–448.
  44. Jablonka E., Raz G., 2009. Transgenerational epigenetic inheritance: prevalence, mechanisms, and implications for the study of heredity and evolution // Qvart. Rev. Biol. V.84. P. 131–176.
  45. Jolliffe I. T., 1986. Principal Component Analysis. New York– Berlin: Springer-Verlag. 487 p.
  46. Kryštufek B., 1990. Nonmetric cranial variation and divergence of European sousliks (Citellus) from Yugoslavia (Rodentia. Sciuridae) // Boll. Zool. V. 57. P. 351–355.
  47. Kruskal J. B., 1964. Non-metric multidimensional scaling; a numerical method // Psychometrika. V. 29. P. 115– 129.
  48. Kukekova A. V., Johnson J. L., Xiang X., Feng Sh., Liu Sh., Rando H. M. et al., 2018. Red fox genome assembly identifies genomic regions associated with tame and aggressive behaviours // Nature Ecology and Evolution. V. 2. P. 1479– 1491. https://doi.org/10.1038/s41559-018-0611-6
  49. Loy A., Spinosi O., Cardini R., 2004. Cranial morphology of Martes foina and M. martes (Mammalia, Carnivora, Mustelidae): the role of size and shape in sexual dimorphism and interspecific differentiation // The Italian Journal of Zoology. V. 71. P. 27–35.
  50. Lynch J. M., Hayden T. J., 1995. Genetic influences on cranial form: variation among ranch and feral American mink Mustela vison (Mammalia: Mustelidae) // Biol. J. of the Linn. Soc. V. 55. P. 293–307.
  51. Sidorovich V. E., Kruuk H., MacDonald D.W., 1999. Body size, and interactions between European and American mink (Mustela lutreola and M. vison) in Eastern Europe // J. of Zoology. V. 248. P. 521–527.
  52. Singh N., Albert F. W., Plyusnina I., Trut L., Pӓӓbo S., Harvati K., 2017. Facial shape differences between rats selected for tame and aggressive behaviors // PLoS ONE. V. 12. № 4. P. 1–11. e0175043. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0175043
  53. Sjøvold T., 1977. Non-metrical divergence between skeletal populations. The theoretical foundation and biological importance of C.A.B. Smiths Mean Measure of Divergence // Ossa. V. 4. Suppl.1. P. 1–133.
  54. Skinner M. K., Gurerrero-Bosagna C., Haque M. M., Nilsson E. E. et al., 2014. Epigenetics and the evolution of Darwin’s Finches // Genome Biol. Evol. V. 6. № 8. P. 1972– 1989.
  55. Smith M. F., 1981. Relationships between genetic variability and niche dimensions among coexisting species of Peromyscus // Journal of Mammalogy. V. 62. P. 273–285.
  56. Tamlin A. L., Bowman J., Hackett D. F., 2009. Separating wild from domestic American mink Neovison vison based on skull morphometrics // Wildlife Biol. V. 15. № 3. Р. 266– 277.
  57. Ulevičius A., Sidorovich V., Lauzhe G., 2001. Specificity of non-metric parameters of American mink (Mustela vison) populations in relation to habitat differences in Belorus // Mammalian Biol. V. 6. P. 35–47.
  58. Vasil’ev A.G., 2021. The Concept of Morphoniche in Evolutionary Ecology // Russian Journal of Ecology. V. 52. № 3. P. 173–187.
  59. Ventura J.. Sans-Fuentes M.A., 1997. Geographic variation and divergence in nonmetric cranial traits of Arvicola (Mammalia, Rodentia) in South-Western Europe // Zeitschrift für Säugetierkunde. V. Bd. 62. S. 99– 107.
  60. Wójcik A. M., Polly P. D., Sikorsky M. D., Wójcik J. M., 2006. Selection in a cycling population: differential response among skeletal traits // Evolution. V. 60. № 9. P. 1925– 1935.
  61. Wójcik J. M., Polly P. D., Wójcik A. M., Sikorski M. D., 2007. Epigenetic variation of the common shrew, Sorex araneus, in different habitats // Russian J. of Theriology. V. 6. № 1. P. 43–49.
  62. Waddington C. H., 1957. The strategy of gene. London: Allen and Unwin. 340 p.
  63. Wiig O., Andersen T., 1988. Non-metrical variation in the skull of Norwegian lynx // Acta Theriologica. V. 33. Fasc. 1–11. P. 3–20.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025