Лекция 12. Lect_12_Popul_dispers Метапопуляции. 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
Николай Павлович Наумов ( ) и большая песчанка
Большая песчанка (Rhombomys opimus)
Ecological and genetic spatial structuring in the Canadian lynx Eli Knispel Rueness, Nils Chr. Stenseth, Mark O’Donoghue, Stan Boutin, Hans Ellegren & Kjetill S. Jakobsen NATURE |VOL 425 | 4 SEPTEMBER 2003 |
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 … Неблагоприятные мутации Генетический груз вымирание дрейф отбор «Объем» мутаций подпитывается новыми мутациями, сокращается «очищающим» отбором и поддерживается генетическим дрейфом Из лекций Л.В.Полищука
Соотношение между отбором и дрейфом зависит от численности Высокая 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 числ енн ос т и N1N1N1N1 N2N2N2N2 N 2 < N 1 Из лекций Л.В.Полищука
Genetic basis for species vulnerability in the cheetah S.I.O’Brien et al., 1985 Science 227:
Ареал гепарда. Суммарная численность взрослых особей во всех популяций – не более
ПОПУЛЯЦИИ Расселение и рост численности
Schoenophilus pedestris (Dolichopodidae) c о-ва Макуори (По: Carlquist, 1974)
Чернобровый альбатрос (Diomedea melanophris)
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 V 406,
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., 2005 PREY DISTRIBUTION AND PATCHINESS: FACTORS IN FORAGING SUCCESS AND EFFICIENCY OF WANDERING ALBATROSSES // Ecology. V. 86. P
Черноголовая славка - Sylvia atricapilla
Путь с двух мест зимовок черноголовых славок. Кружками и квадратиками показаны места, где отлавливали птиц для анализа на содержание дейтерия (δ 2 H). На карте разной интенсивностью цвета показаны величины δ 2 H 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 2 H signatures in their claws (F1,14 = 11.2, P = 0.005, r2 = 0.44), suggesting that birds from further north arrive earlier
Bottleneck а 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
тысяч лет тому назад
тысяч лет тому назад
тысяч лет тому назад
74 тысяч лет тому назад. Извержение вулкана Тоба
тысяч лет тому назад
тысяч лет тому назад
тысяч лет тому назад
тысяч лет тому назад
тысяч лет тому назад
тысяч лет тому назад
тысяч лет тому назад
тысяч лет тому назад
15 – 12.5 тысяч лет тому назад
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., The effect of ancient population bottlenecks on human phenotypic variation // Nature. V 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.