Петросян Варос Гарегинович, доктор биологических наук, лауреат международной премии им. Г. Форда (1998 г.), заведующий кабинетом биоинформатики и моделирования биологических процессов Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук (ИПЭЭ РАН).
Почему Вы выбрали именно ящериц для исследования?
Изменение биологических и генотипических характеристик животных под воздействием новых условий существования представляет большой научный интерес, в частности, для понимания начальных этапов дивергенции и видообразования. В этом отношении особенно перспективно изучение земноводных и пресмыкающихся, которые имеют повышенную реакцию на многие факторы среды, относительно малоподвижны и привязаны к местам своего обитания.
Расскажите об уникальном эксперименте по наблюдению за эволюцией в живой природе.
В 1963 г. И.С. Даревский и Н.Н. Щербак, положили начало эксперименту по интродукции партеногенетического вида ящериц Darevskia armeniaca из Закавказья на Украину. Исходная популяция D. armeniaca была представлена 126 половозрелыми самками, отловленными на Семёновском перевале в округе г. Степанована Северной Армении (высота над уровнем моря 1450 м). Эти ящерицы были выпущены в каньоне р. Тетерев в 22 км выше г. Житомира (высота над уровнем моря 243 м). Выбор района выпуска ящериц определялся сходством скальных биотопов. В частности, в бассейне р. Тетерев был участок, который представлял подобие ущелья Кавказских гор. Интродукция прошла успешно, ареал украинской популяции увеличился к 1998 г. примерно в 10 раз, несмотря на гибель значительной части переселенцев в первую суровую зиму 1963–1964 гг.
Какими методами сравнивали популяции?
Сравнение исходной и интродуцированной популяций, проведённое через 35 лет по 12 фенотипическим признакам, не выявило у них изменений, за исключением размера тела, который несколько увеличился у особей украинской популяции вследствие более прохладного климата. Молекулярно-генетические методы, – RAPD и ДНК- фингерпринтинг, – также не обнаружили заметных различий между этими популяциями.
Результаты наших исследований свидетельствуют о наличии генотипических различий между исходной и интродуцированной популяциями D. armeniaca. Индивидуальные генотипы для всех исследуемых особей были установлены по сочетанию аллельных вариантов трёх микросателлитных локусов. Выявленные аллели различались по структуре микросателлитных кластеров и по однонуклеотидным вариациям в прилежащих к микросателлиту участках ДНК. Предполагается, что в интродуцированной украинской популяции после переселения возникло два новых генотипа.
Какие были получены результаты этого длительного эксперимента?
На основании использования указанных трёх маркерных локусов, можно утверждать, что все особи, как в Армении, так и на Украине принадлежат к одному и тому же гаплотипу и не имеют мутаций в нуклеотидном составе микросателлитных звеньев, отличных от наследуемых аллелей по «отцовской» и «материнской» линиям. Все вариации в генотипах затрагивают лишь число звеньев в одних и тех же кластерах для «материнской» и «отцовской» линии наследования, соответственно. Это обстоятельство делает применяемый нами набор локусов удобным для реконструкции процессов происхождения генотипов в исследуемых популяциях.
Рассмотренные нами мутационные процессы привели к тому, что в интродуцированной украинской популяции разнообразие генотипов (5 генотипов) превзошло таковое не только в исходной популяции «Семёновский перевал» (2 генотипа), но и генотипическое разнообразие всего вида на территории Армении (4 генотипа).
При этом перемещённая популяция за время существования в новых условиях увеличила своё аллельное и генотипическое разнообразие.
Можно предположить, что высокий уровень аллельного и генотипического разнообразия D. armeniaca на Украине достигнут не за счёт того, что исходная популяция была изначально более генетически разнообразна, а по другим причинам.
Эксперимент по интродукции партеногенетических ящериц D. armeniaca на Украину создал базис для проведения важных популяционных и генетических исследований, изучения закономерностей формирования генетического и клонального разнообразия у животных под влиянием новых условий обитания.
Главный вывод из этой модели состоит в том, что, зная время появления генотипа No 2 на Украине (интродукция 1963 г.), и время обнаружения генотипов No 4 и No 7 в украинской популяции (отлов ящериц в 2001 г.), можно определить верхнюю временную границу мутирования и закрепления этой однозвеньевой микросателлитной мутации в популяции, равную 38 годам.
Интервью: Иван Степанян
