Population Genetic Structure in Polar Bears (Ursus maritimus) from the Russian Arctic Seas

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Population genetic structure in polar bear (Ursus maritimus) from model areas in the Russian Arctic is considered based on materials collected in the period 2010–2021. Data on polymorphism of 17 microsatellite loci of nuclear DNA and a 610 nucleotide long mtDNA D-loop fragment were obtained for 93 animals. For the studied sample of adult polar bears, a high genetic diversity of nuclear DNA and a low value of nucleotide variability π for mitochondrial DNA were found. For all genetic markers, differentiation of bears from the southern part of the Barents Sea from animals from the north of the Barents and Kara seas was found. These groups differ in the distribution of the mitochondrial marker (θst = 0.270) and are weakly differentiated by nuclear loci (Rst = 0.018).

Авторлар туралы

P. Sorokin

Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: sorokin-p@yandex.ru
Russia, 119071, Moscow

E. Zvychaynaya

Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences

Email: sorokin-p@yandex.ru
Russia, 119071, Moscow

E. Ivanov

Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences

Email: sorokin-p@yandex.ru
Russia, 119071, Moscow

I. Mizin

“Russian Arctic” National Park

Email: sorokin-p@yandex.ru
Russia, 163051, Arkhangelsk

I. Mordvintsev

Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences

Email: sorokin-p@yandex.ru
Russia, 119071, Moscow

N. Platonov

Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences

Email: sorokin-p@yandex.ru
Russia, 119071, Moscow

A. Isachenko

LTD “Arctic Research Center”

Email: sorokin-p@yandex.ru
Russia, 119333, Moscow

R. Lazareva

LTD “Arctic Research Center”

Email: sorokin-p@yandex.ru
Russia, 119333, Moscow

V. Rozhnov

Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences

Email: sorokin-p@yandex.ru
Russia, 119071, Moscow

Әдебиет тізімі

  1. Liu S., Lorenzen E.D., Fumagalli M. et al. Population genomics reveal recent speciation and rapid evolutionary adaptation in polar bears // Cell. 2014. V. 157. P. 785–794. https://doi.org/10.1016/j.cell.2014.03.054
  2. Hassanin A. The role of Pleistocene glaciations in shaping the evolution of polar and brown bears. Evidence from a critical review of mitochondrial and nuclear genome analyses // C. R. Biol. 2015. V. 338. P. 494–501.https://doi.org/10.1016/j.crvi.2015.04.008
  3. Taylor M.K., Akeeagok S., Andriashek D. et al. Delineating Canadian and Greenland polar bear (Ursus maritimus) populations by cluster analysis of movements // Can. J. Zool. 2001. V. 79. P. 690–709. https://doi.org/10.1139/z01-028
  4. Paetkau D., Amstrup S.C., Born E.W. et al. Genetic structure of the world’s polar bear populations // Mol. Ecol. 1999. V. 8. P. 1571–1584. https://doi.org/10.1046/j.1365-294x.1999.00733.x
  5. Malenfant R.M., Coltman D.W., Davis C.S. Design of a 9K Illumina BeadChip for polar bears (Ursus maritimus) from RAD and transcriptome sequencing // Mol. Ecol. Resour. 2015. V. 15(3). P. 587–600. https://doi.org/10.1111/1755-0998.12327
  6. Cronin M.A., Amstrup S.C., Scribner K.T. Microsatellite DNA and mitochondrial DNA variation in polar bears in the Beaufort and Chukchi seas, Alaska. // Can. J. Zool. 2006. № 84. P. 655–660. https://doi.org/10.1139/Z06-039
  7. Peacock E., Sonsthagen S.A., Obbard M.E. et al. Implications of the circumpolar genetic structure of polar bears for their conservation in a rapidly warming arctic // PLoS One. 2015 V. 10(1). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0112021
  8. Malenfant R.M., Davis C.S., Cullingham C.I., Coltman D.W. Circumpolar genetic structure and recent gene flow of polar bears: a reanalysis // PLoS One. 2016. V. 11(3). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0148967
  9. Mauritzen M., Derocher A.E., Wiig Ø. et al. Using satellite telemetry to define spatial population structure in polar bears in the Norwegian and western Russian Arctic // J. Appl. Ecol. 2002. V. 39. P. 79–90. https://doi.org/10.1046/j.1365-2664.2002.00690.x
  10. Amstrup S.C., Durner G.M., McDonald T.L. et al. Comparing movement patterns of satellite-tagged male and female polar bears // Can. J. Zool. 2001. V. 79. P. 2147–2158. https://doi.org/10.1139/z01-174
  11. Zeyl E., Ehrich D., Aars J. et al. Denning-area fidelity and mitochondrial DNA diversity of female polar bears (Ursus maritimus) in the Barents Sea // Can. J. Zool. 2010. V. 88. P. 1139–1148. https://doi.org/10.1139/Z10-078
  12. Laidre K., Born E., Gurarie E. et al. Females roam while males patrol: Divergence in breeding season movements of pack-ice polar bears (Ursus maritimus) // Proc. Biol. Sciences. The Royal Society. 2013. V. 280. https://doi.org/10.1098/rspb.2012.2371
  13. Wiig Ø., Born E., Laidre K. et al. Performance and retention of lightweight satellite radio tags applied to the ears of polar bears (Ursus maritimus) // Animal Biotelemetry. 2017. V. 5. P. 1–11. https://doi.org/10.1186/s40317-017-0124-0
  14. Matsuhashi T., Masuda R., Mano T. et al. Microevolution of the mitochondrial DNA control region in the japanese brown bear (Ursus arctos) population // Mol. Biol. Evol. 1999. V. 16(5). P. 676–684. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a026150
  15. Hall T.A. Bioedit: A user friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT // Nucl. Acids Symp. Series. 1999. V. 41. P. 95–98.
  16. Bandelt H.J., Forster P., Rohl A. Median-Joining networks for inferring intraspecific phylogenies // Mol. Biol. Evol. 1999. V. 16. № 1. P. 37–48. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a026036
  17. Excoffier L.G., Lischer H.E. Arlequin suite ver 3.5: А new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows // Mol. Ecol. Resour. 2010. V. 10. P. 564–567. https://doi.org/10.1111/j.1755-0998.2010.02847.x
  18. Park S.D.E. Trypanotolerance in West African Cattle and the Population Genetic Effects of Selection. Ph.D. thesis Univ. Dublin, 2001. 53 p.
  19. Posada D., Crandall K.A. Modeltest: Testing the model of DNA substitution // Bioinformatics. 1998. V. 14. № 9. P. 817–818. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/14.9.817
  20. Pritchard J.K., Stephens M., Donnelly P. Inference of population structure using multilocus genotype data // Genetics. 2000. V. 155. P. 945–959. https://doi.org/10.1093/genetics/155.2.945
  21. Kopelman N.M., Mayzel J., Jakobsson M. et al. Clumpak: A program for identifying clustering modes and packaging population structure inferences across K // Mol. Ecol. Resour. 2015. V. 15(5). P. 1179–1191. https://doi.org/10.1111/1755-0998.12387
  22. Kalinowski S.T., Taper M.L., Marshall T.C. et al. Revising how the computer program CERVUS accommodates genotyping error increases success inpaternity assignmen // Mol. Ecol. 2007. V. 16. P. 1099–1106. https://doi.org/10.1111/j.1365-294X.2007.03089.x
  23. Zeyl E., Aars J., Ehrich D., Wiig Ø. Families in space: Relatedness in the Barents sea population of polar bears (Ursus maritimus) // Mol. Ecol. 2009. V. 18(4). P. 735–749. https://doi.org/10.1111/j.1365-294X.2008.04049.x
  24. Cronin M.A., Amstrup S.C., Talbot S.L. et al. Genetic variation, relatedness, and effective population size of polar bears (Ursus maritimus) in the southern Beaufort sea, Alaska // J. Hered. 2009. № 100. P. 681–690. https://doi.org/10.1093/jhered/esp061
  25. Crompton A.E., Obbard M.E., Petersen S.D., Wilson P.J. Population genetic structure in polar bears (Ursus maritimus) from Hudson Bay, Canada: implications of future climate change // Biol. Conserv. 2008. V. 141(10). P. 2528–2539. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2008.07.018
  26. Платонов Н.Г., Мизин И.А., Иванов Е.А. и др. Использование белым медведем (Ursus maritimus) местообитаний вдоль береговой линии в течение года по данным спутникового мониторинга // Исследование Земли из космоса. 2019. № 3. С. 80–91. https://doi.org/10.31857/S0205-96142019380-91
  27. Campagna L., Van Coeverden de Groot P.J., Saunders B.L. Extensive sampling of polar bears (Ursus maritimus) in the Northwest Passage (Canadian Arctic Archipelago) reveals population differentiation across multiple spatial and temporal scales // Ecol. Evol. 2013. V. 3(9). P. 3152–3165. https://doi.org/10.1002/ece3.662
  28. Miller W., Schuster S.C., Welch A.J. et al. Polar and brown bear genomes reveal ancient admixture and demographic footprints of past climate change // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2012. V. 109(36). P. E2382–E2390. https://doi.org/10.1073/pnas.1210506109
  29. Viengkone M., Derocher A.E., Richardson E.S. et al. Assessing polar bear (Ursus maritimus) population structure in the Hudson Bay region using SNPs // Ecol. Evol. 2016. V. 6. P. 8474–8484. https://doi.org/10.1002/ece3.2563
  30. Jensen E.L., Tschritter C., de Groot P.V.C. et al. Canadian polar bear population structure using genome-wide markers // Ecol. Evol. 2020. P. 1–9. https://doi.org/10.1002/ece3.615
  31. Maduna S., Aars J., Fløystad I. et al. Sea ice reduction drives genetic differentiation among Barents sea polar bears // Proc. R. Soc. B. 2021. https://doi.org/10.1098/rspb.2021.1741

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
2.

Жүктеу (622KB)
3.

Жүктеу (378KB)
4.

Жүктеу (412KB)
5.

Жүктеу (618KB)

© П.А. Сорокин, Е.Ю. Звычайная, Е.А. Иванов, И.А. Мизин, И.Н. Мордвинцев, Н.Г. Платонов, А.И. Исаченко, Р.Е. Лазарева, В.В. Рожнов, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».