Позвоночные фауны в Южной Европе имеют более высокое специфическое богатство, чем в Центральной и Северной Европе, и высокий уровень эндемизма, что, вероятно, связано с наличием фаунистических рефиджий во время ледниковых эпизодов плейстоцена. Этот сценарий предполагает, что плейстоценовые ледниковые колебания определяют текущее географическое распределение видов, но не то, чтобы одновременно происходили события, порождающие современные виды.
Действительно, генетические различия между видами позвоночных умеренной зоны подразумевают, что большинство из них до плейстоцена расходились. Согласно этой гипотезе, высокий уровень видового богатства и эндемизма в Южной Европе будет обусловлен снижением темпов вымирания в этих районах во время ледниковых максимумов (эффект убежища) в сочетании с ограниченными возможностями рассредоточения позвоночных животных, не являющихся птицами, что не позволило некоторым из них колонизировать Северную и Центральную Европу.
Неисключительная гипотеза связывает более высокое видовое богатство южноевропейских полуостровов со сложным рельефом и историей этих районов, их многочисленными горами, обеспечивающими отдельные места обитания, где после колониальных событий население будет изолировано). Перспективной моделью для оценки этих биогеографических сценариев являются иберийские скальные ящерицы рода Iberolacerta Arribas, поскольку они ограничиваются горами в западной части Средиземноморья.
Монофилия этого рода хорошо известна, но систематический статус и эволюционные отношения некоторых таксонов все еще в значительной степени неурегулированы. По данным Аррибаса, этот род включает в себя шесть видов. Систематические неопределенности касаются валидности пиренейских видов (иногда встречающихся под Iberolacerta bonnali), особого статуса Iberolacerta cyreni (традиционно рассматриваемого как подвид Iberolacerta monticola) и валидности подвидов I. cyreni и I. monticola.
Отсутствие консенсуса имеет важное значение для установления приоритетов сохранения этих таксонов, особенно с учетом того, что некоторые из них имеют очень ограниченные ареалы и являются основными кандидатами на регулярный мониторинг. В свое работе ученые использовали митохондриальные последовательности ДНК для исследования эволюционных связей между таксонами Иберолацерты.
Первая цель - прояснить систематику рода Iberolacerta и помочь определить значимые природоохранные единицы. Вторая задача состоит в том, чтобы реконструировать историю этого рода и определить, были ли климатические колебания плейстоцена причастны к созданию разнообразия в этом роде или к его сохранению в Южной Европе.
Материалы и методы
Образцы мышц или кончики хвоста были получены от 73 человек (образцы в сборе или живые особи), представляющих все известные таксоны Иберолацерты. ДНК извлекали либо путем полного переваривания минутного куска мышечной массы в 400 л 5% Chelex 100 с 1 мг/мл протеиназы, после чего в течение 10 минут кипятили (эти экстракты были разбавлены 50 раз для использования в качестве образцов ПЦР), либо с помощью набора экстракции тканей Qiaamp после процедуры поставщика. Усиление полимеразной цепной реакции (ПЦР) проводилось в соответствии со стандартными процедурами.
Реакции секвенирования проводились с использованием амплификационных праймеров с химией терминалатора красителя ABI в соответствии со стандартным протоколом секвенирования цикла ABI и были проанализированы на генетическом анализаторе ABI Prism 310 в соответствии с рекомендованными процедурами. Генетическое разнообразие в пределах таксонов и разделение генетических вариаций между таксонами изучалось с использованием фрагмента контрольного региона, который был секвенирован для всех образцов.
Этот сегмент 460 базисных пунктов (сегмент CR) соответствует части центрального и правого домена. Для повышения разрешения филогенетических связей между таксонами был секвенирован фрагмент гена цитохрома b (сегмент цитбы) с разрешением 1033 п.п. из двух представителей большинства гаплотипов контрольной области.
Расстояния между гаплотипами или между группами были рассчитаны в МЕГА с использованием двухпараметрической модели Kimura с гамма-распределением коэффициентов замещения, используя параметр формы, полученный из PAUP, как описано ниже. Перед проведением филогенетического анализа ученые оценили соответствие филогенетического сигнала между сегментами цитбы и CR с помощью теста на однородность раздела в PAUP версии 4.0b8.
Использовались следующие варианты: только экономно-информативные символы, все символы имели одинаковый вес, 10 000 копий, с одной случайной последовательностью сложения на копию. Обыски деревьев проводились с использованием методов максимальной скупости (МП) и максимальной вероятности (ОД). Поиск MP проводился в МЕГА с использованием опций Max Mini Branch и Bound с одинаковым весом для всех изменений. Поддержка узлов оценивалась загрузочной ловушкой с 1000 репликациями. Для ML дерева была впервые использована программу MODELTEST версии 3.0 для выбора лучшей модели эволюции ДНК.
Поскольку в этом роде не было доступной точки калибровки, оценки времени расхождения были получены путем применения ряда абсолютных коэффициентов замещения рептилиального цитохрома. Исходя из этих значений, последовательности цитохрома b иберолацерты могут развиваться со скоростью, составляющей от 1,5 до 2,5% за миллион лет.
Таким образом, расчеты времени расхождения были рассчитаны следующим образом:
- Низкое значение, полученное при использовании самой быстрой скорости (в сочетании с наименьшим генетическим расстоянием между группами для плохо разрешенных узлов);
- Среднее значение, полученное при использовании средней скорости 2% на Myr (в сочетании со средней между группами генетического расстояния на основе топологии МЛ для плохо разрешенных узлов)
- Верхнее значение, полученное при использовании самой низкой скорости (в сочетании с максимальной генетической дистанцией между группами для слабо разрешенных узлов). Расстояния были получены от МЕГА, как описано выше, с использованием только последовательностей цитохрома.
Выбранной моделью была общая обратимая во времени модель с гамма-распределением коэффициентов замещения и долей неизменяемых участков. Дерево ОД было получено с использованием циклического подхода. Поддержка узлов оценивалась с помощью bootstrap (500 репликаций), повторяя эту процедуру поиска по дереву для каждого захваченного набора данных.