Лекция 12. Lect_12_Popul_dispers Метапопуляции. Пример большой песчанки. Прошлый и современный ареал тигра. Отрицательные

Лекция 12. Lect_12_Popul_dispersМетапопуляции. Пример большой песчанки. Прошлый и современный ареал тигра. Отрицательные последствия низкой численности. Популяционный «Bottle-neck». Соотношение очищающего отбора и дрейфа генов. Пример гепарда – вида с очень низкой генетической изменчивостью. Популяция. Расселение и рост численности. Полеты странствующего альбатроса. Славка-черноголовка. Пример недавнего образования новой популяции. Расселение древнего человека: эффект основателя и постепенная утеря исходного генетического разнообразия.

Метапопуляция

http://jama.ama-assn.org/cgi/content/extract/291/21/2534-a

Николай Павлович Наумов

(1902 - 1982)и большая песчанка

Большая песчанка (Rhombomys opimus)

http://www.pbase.com/jaapschelvis/image/74096015

Ecological and genetic spatialstructuring in the Canadian lynxEli Knispel Rueness, Nils Chr. Stenseth, Mark O’Donoghue, Stan Boutin, Hans Ellegren & Kjetill S. Jakobsen

NATURE |VOL 425 | 4 SEPTEMBER 2003 | www.nature.com/nature

Ареал тигра (Panthera tigris)

в 1900 г. и в 1990 г.

Восточная часть исторического ареала

тигра (белым цветом) и современное

распространение (оранжевым).

Приведены названия подвидов

Суммарная численность всех популяций тигра около 3000–5000

Population bottleneck

От (неблагоприятных) мутаций до вымирания …

Неблагоприятныемутации Генетический

грузвымирание

дрейф

отбор

«Объем» мутаций подпитывается новыми мутациями, сокращается «очищающим» отбором и поддерживается генетическим дрейфом

Из лекций Л.В.ПолищукаИз лекций Л.В.ПолищукаИз лекций Л.В.Полищука

Соотношение между отбором и дрейфом зависит от численностиВысокая численность

отбор

дрейф

Низкая численность

Чем ниже численность, тем менее эффективен отбор и более эффективен дрейф

Отбор неэффективен в популяциях с низкой численностью, а дрейф – наоборот(population bottleneck – популяционное узкое место,«бутылочное горлышко»)

Из лекций Л.В.Полищука

Мутационное «таяние» популяции(mutational meltdown)

Низкая численность

Сильный дрейф

Больше генетический груз

Ниже рождаемость и выше смертность

Положительная обратная связь между низкой численностью, сильным дрейфом и накоплением мутаций

Воронка снижаю щейся численности

NN11

NN22

NN22 < N < N11

Из лекций Л.В.Полищука

http://www.photographer.ru/nonstop/picture.htm?id=466237

Genetic basis for species vulnerability

in the cheetah

S.I.O’Brien et al., 1985

Science 227: 1428-1434

Ареал гепарда. Суммарная численность взрослых

особей во всех популяций – не более 10 000

ПОПУЛЯЦИИРасселение и рост

численности

Schoenophilus pedestris (Dolichopodidae) c о-ва Макуори

(По: Carlquist, 1974)

http://farm1.static.flickr.com/158/391359421_52cdab4d74.jpg?v=0

Чернобровый альбатрос (Diomedea melanophris)

http://www.environment.gov.au/biodiversity/science/abbbs/images/wandering-albatross.jpg

Странствующий альбатрос Diomedea exulans

Маршруты полетов двух самцов (фиолетов. значки) и двух самок (красные значки) странствующего альбатроса в южной части Индийского океана

Henri Weimerskirch & Rory P. Wilson // Nature. 2000. V 406, 955-956

Три маршрута странствующего альбатроса с островов Крозе (южная часть Индийского океана). Черными кружками отмечены места поимки добычи. Вес добычи – от 10 до 3130 г.

HENRI WEIMERSKIRCH et al., 2005PREY DISTRIBUTION AND PATCHINESS: FACTORS IN FORAGING SUCCESS AND EFFICIENCY OF WANDERING ALBATROSSES// Ecology. V. 86. P. 2611-2622

Черноголовая славка - Sylvia atricapilla

Путь с двух мест зимовок черноголовых славок. Кружками и квадратиками показаны места, где отлавливали птиц для анализа на содержание дейтерия (δ2H). На карте разной интенсивностью цвета показаны величины δ2H в осадках. На севере ниже, чем на юге

Положительная корреляция между содержанием дейтерия в тканях (когтях) самцов и самок черноголовых славок, образовавших брачные пары

There is a significant relation between estimated arrival dates (in 2003 only) of males and the 2H signatures in their claws (F1,14 = 11.2, P = 0.005, r2 = 0.44), suggesting that birds from further north arrive earlier

Bottleneckа точнее «Founder

effect» («Эффект

основателя) в популяции

человека разумного

Серия слайдов, показывающая расселение Homo sapiens из восточных районов

Центральной Африки

135 – 115 тысяч лет тому назад

115 - 90 тысяч лет тому назад



74 тысяч лет тому назад. Извержение вулкана Тоба









15 – 12.5 тысяч лет тому назад

12.5 - 10 тысяч лет тому назад

10 – 8 тысяч лет тому назад

Изменчивость размеров черепа по мере удаления от области происхождения современного человека в Африке (выделено белым). Более темные контуры показывают утерю первоначальной изменчивости. Подобной картины не получилось бы при наличии каких-то других центров происхождения современного человека (например, где-то в Азии).

Andrea Manica et al., 2007. The effect of ancient population

bottlenecks on human phenotypic variation //

Nature. V. 448. P. 346–348

Снижения уровня изменчивости размеров черепа Homo sapiens по мере удаления от наиболее вероятной

области происхождения этого вида в Африке

Генотипическая изменчивость (на основании молекулярно-генетических данных) по мере удаления от области происхождения современного человека в Африке. Более темными контурами показана всё большая утеря первоначальной изменчивости.

Documents

Лекция 12. Lect_12_Popul_dispers Метапопуляции. Пример большой песчанки. Прошлый и современный ареал тигра. Отрицательные