مجله پژوهشهای جانوری (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)

تمایز ژنتیکی حشره خوارکوچک دندان سفید Crocidura suaveolens در ایران مرکزی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشگاه فردوسی مشهد

3 دانشگاه حکیم سبزواری

چکیده

نمونه هایی از حشره خوار دندان سفید کوچک، Crocidura suaveolens، با استفاده از توالی های ژن میتوکندریایی سیتوکروم b از مناطق مختلف ایران مورد مطالعه قرار گرفتند. درخت بازسازی شده با استفاده از تحلیل بیژین، تنوع ژنتیکی نمونه ها را در قالب 4 دودمان با اعتبار بالا تایید نمود. این دودمان ها در مجموع به دو گروه اصلی تقسیم می شوند. گروه اول جمعیت های شمالی ایران را شامل شده و گروه دوم جمعیت های ایران مرکزی و شمال غرب را در بر می گیرند. جایگاه قاعده ای نمونه های ایران مرکزی در درخت تبارزایشی، تنوع ژنتیکی بالا، مقدار فاصله ژنتیکی نسبتا بالا (بیش از 4 درصد) نسبت به سایر کلاد ها و عدم وجود هاپلوتایپ های مشترک با سایر کلاد ها از وجود دودمان تمایز یافته در این ناحیه حمایت می کند. به نظر می رسد جمعیت فعلی ایران مرکزی از جمعیتی بازمانده اجدادی منشا گرفته و تغییرات اقلیمی عصر یخبندان منجر به جدایی آنها شده و زمینه را برای واگرایی بعدی آنان فراهم نموده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Genetic differentiation of the lesser white-toothed shrew, Crocidura suaveolens (Pallas, 1811) inferred from cytb sequences and morphometric in the refuges of the central Iran

نویسندگان [English]

  • Jamshid Darvish 2
  • Eskandar Rastegar-Pouyani 3

2 Ferdowsi University of Mashhad

3 Hakim Sabzevari University

چکیده [English]

Several specimens of the lesser white-toothed shrew, Crocidura suaveolens, (Pallas, 1811) were investigated using mitochondrial cytochrome b gene (cytb) and morphometric from different localities of Iranian Plateau. Phylogenetic tree reconstruction using the Bayesian Inference analysis (BI) revealed high genetic diversity into four well-supported clades including two main clades: the first clade included northern populations of Iran and the second one included the populations from central and northwest of Iran. The Central population forms an isolated subclade. Basal status of the central subclade in phylogenetic tree, high genetic diversity, fairly high amount of K2P genetic distance (greater than 4 percent) in comparison with other clades as well as lack of shared haplotypes supports the presence of differentiated lineage in the central Iran. It seems that, the recent central population has been originated from an ancestral relict population and the Pleistocene climatic oscillations have resulted in its isolation from other populations and subsequent divergence into the new lineage.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Shirkooh
  • cytb
  • lesser white-toothed shrew
  • refugia

تمایزژنتیکیحشره خوارکوچک دندان سفید(Pallas, 1811)  Crocidura suaveolens در ایران مرکزی

حمید حدادیان شاد1*، جمشید درویش 2،1 و اسکندر رستگار پویانی3

1 مشهد، دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده علوم،گروه زیست‌شناسی

2 مشهد، دانشگاه فردوسی مشهد، گروه پژوهشی جونده شناسی

3 سبزوار، دانشگاه حکیم سبزواری، گروه زیست‌شناسی

تاریخ دریافت: 4/2/95                  تاریخ پذیرش: 6/10/95

چکیده

تعدادی حشره‌خوار دندان سفید کوچک، Crocidura suaveolens، با استفاده از توالی‌های ژن میتوکندریایی سیتوکروم b از مناطق مختلف ایران مورد مطالعه قرارگرفتند. درخت بازسازی شده با تحلیل بیژین، تنوع ژنتیکی نمونه‌ها را در قالب 4 دودمان بااعتبار بالا تأیید نمود که درمجموع به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند. گروه اول جمعیت‌های شمالی ایران را شامل شده و گروه دوم جمعیت‌های ایران مرکزی و شمال­غرب را دربرمی گیرند. جایگاه قاعده‌ای نمونه‌های ایران مرکزی در درخت تبارزایشی، تنوع ژنتیکی بالا، مقدار فاصله ژنتیکی نسبتاً بالا (بیش از 4 درصد) نسبت به سایر کلادها و عدم وجود هاپلوتایپ­های مشترک با سایر کلادها از وجود دودمان تمایزیافته در این ناحیه حمایت می‌کند. به نظر می‌رسد جمعیت فعلی ایران مرکزی از جمعیتی بازمانده اجدادی منشأ گرفته و تغییرات اقلیمی عصر یخبندان منجر به جدایی آنها شده و زمینه را برای واگرایی بعدی آنان فراهم نموده است.

واژه­های کلیدی: شیرکوه، سیتوکروم b، حشره‌خوار دندان سفید کوچک

* نویسنده مسئول،تلفن: 09151006215 ، پست الکترونیکی:Hamid_shad20002001@yahoo.com

مقدمه

 

راسته حشره‌خواران یکی از قدیمی‌ترین راسته‌های پستانداران بوده و از سه خانواده با پراکنش در منطقه پالئارکتیک شامل Erinaceidae، Soricidae و Talpidae تشکیل‌شده است. اعضای خانواده Soricidae  دارای پوشش بدنی بدون خار بوده و بیشترین عرض جمجمه در ناحیه جعبه مغزی بوده و فاقد کمانهای زیگوماتیک هستند (21 و 8 ). علاوه براین، اولین دندان پیش در آرواره بالا دارای 2 برجستگی است. یکی از مهمترین جنس‌های این خانواده، جنس Crocidura Wagler, 1832 می‌باشد که از آفریقا تا اروپا و جنوب شرق آسیا گسترش داشته و گونه‌های متعددی برای آن گزارش شده است (8). در اعضای این جنس، اولین دندان دارای یک برجستگی و بزرگتر از بقیه دندان‌ها بوده و دم دارای موهای پراکنده‌ای است که از بین سایر موها خارج می‌شوند. دندان‌ها بدون رنگیزه بوده و سه دندان در آرواره بالا دارای یک برجستگی هستند (8). کرمی و همکاران (2008) 7 گونه از این جنس را در ایران گزارش نموده‌اند (17). این‌گونه ها عبارتند از:

Crocidura caspica Thomas, 1907، (C. katinka Bate, 1937,C. leucodon (Hermann, 1780، (C. suaveolens (Pallas, 1811، C. susiana Redding et Lay, 1978،
 C. zarudnyi Ognev, 1928 و (C. gmelini (Pallas, 1811 ، گونه Crocidura suaveolensتوسطLayاز استان‌های گلستان، خراسان (18) و اسماعیلی و همکاران آن را از فارس گزارش شده است (12). محل تیپ آن را Crimea از روسیه ذکر کرده‌اند (21). این‌گونه دارای طول کوندیلو بازال کمتر از 8/17 میلی‌متر، طول آرواره پایین کمتر از 11، طول دم کمتر از 40 و پای عقب کوتاهتر از 12 میلیمتر است (8). مقایسه وضعیت آرایه شناختی در نمونه‌های ایران در منابع مختلف در جدول 1 خلاصه‌شده‌اند.

 

جدول 1- مقایسه جایگاه آرایه شناختی حشره خوار دندان سفید در ایران براساس منابع مختلف

Mammiferes*

Musser & Carleton, 2005 (22)

Dubey et al.,2007 (12)

Banikova et al.,2006 (3)

Corbet, 1978 (9)

C. caspica 

 C. caspica 

C. caspica ? 

C. caspica 

-

C. suaveolens

C. s. astrabadensis

C. s. mimula

C. s. suaveolens 

C. suaveolens

= C. gueldenstaedtti

= C. mimula 

C. suaveolens group 

C. suaveolens 

C. suaveolens

C.s. suaveolens

= mimula

= hyrcanica

- 

-

C. s. mimula 

C. mimula 

-

C. gueldenstaedtti 

-

C. s. gueldenstaedtti 

-

-

*http://www.planet-mammiferes.org

 

بر طبق ماسر و کارلتون (2005) در ایران دو گونه
C. caspica و  C. suaveolensisوجود دارد و زیرگونه‌ای از گونه دوم ارائه نشده است. علاوه براین‌گونه دوم را با
C. mimula Miller, 1901 و C. gueldenstaedtti Pallas, 1811 مترادف می‌دانند درحالی‌که در منبع دیگر (www.planet-mammiferes.org)، C. suaveolens و
C. gueldenstaedtti را دو گونه مجزا در نظر گرفته و به همراه C. caspica  درمجموع سه گونه از این جنس را برای ایران معرفی می‌کند.

دوبی و همکاران (2007) حشره‌خواران دندان سفید موجود در ایران را به سه دودمان مختلف نسبت می‌دهند: دودمان اول در شمال شرق ایران وجود داشته و متعلق به زیرگونه C. s. suaveolens می‌باشد. دودمان دوم در غرب ایران حضورداشته و متعلق به زیرگونه
C. s.gueldenstaedti (Pallas, 1811) است. سومین دودمان مربوط به ایران مرکزی بوده و در دامنه پراکنشی زیرگونه‌های معرفی‌شده قرارنمی‌گیرد. تحقیقات آنان نشان داده که دو نمونه اصفهان و کرمان نزدیک به نمونه‌های اروپای مرکزی (ایتالیا، مجارستان، سوئیس، اسلووانی، یک نمونه از فرانسه، اتریش و بلغارستان) موسوم به
C. s. mimula بوده ولی جدایی این دو گروه براساس توالی سیتوکروم b با حمایت بالا تأیید نشده است (10).

با توجه به مطالعات اندک حشره‌خواران در ایران، مطالعه این جنس نیاز به بررسی آرایه شناختی دارد. به همین منظور نمونه‌هایی از ایران مرکزی صید و مطالعات مولکولی براساس توالی ژن سیتوکروم b میتوکندری به همراه دو نمونه از کرمان و اصفهان مورد مطالعه قرارگرفتند. علاوه براین، نمونه‌های دیگری از اعضای این جنس براساس توالی‌های موجود در بانک ژن در این مطالعه مورداستفاده قرارگرفتند.

مواد و روشها

تعداد 3 نمونه حشره‌خوار از مناطق مختلف شیرکوه شامل بنادک سادات (`E 13 °54،  'N 35 °31 )، ده بالا (`E 08 °54 ،`N 38 °31 ) و طزرجان (  `N34° 31 ،' E 09 °54) در زیستگاه‌های باغی توسط تله‌های زنده گیر صید گردید. صید با تله‌های Pitfall موفق آمیز نبود. از گوشت مرغ پخته و پفک به‌عنوان طعمه استفاده گردید. شناسایی در سطح گونه با استفاده از کلید شناسایی (8) انجام گردید. جهت روشن شدن جایگاه آرایه‌شناسی نمونه‌های یزد و همچنین ارتباط آنها با نواحی شمال شرق و شمال غرب، توالی‌ها ژن سیتوکروم b سه نمونه از یزد، به همراه 23 توالی از نمونه‌های متعلق به مناطق مختلف ایران از بانک ژن، سه توالی متعلق به سه گونه دیگر این جنس و دو توالی مربوط به گونه Talpa caucasica به‌عنوان برون گروه مورد تحلیل قرارگرفتند.

روش استخراج DNA، واکنش زنجیره‌ای پلیمراز و تعیین توالی: تمام DNA­های ژنومی از بافت ماهیچه یا کبدی نگهداری شده در اتانول 95 درصد و در دمای 20 درجه زیر صفر با استفاده از روش استاندارد نمکی استخراج شدند (1و 8). ژن سیتوکروم b (به طول 998 باز) با استفاده از پرایمرهای (5′-ACT AAT GAC ATG AAA AATCAT CGT T-3′) و (5′-TCT TCA TTT TTG GTT TAC AAG AC-3′) تکثیر گردید (1). شرایط تکثیر شامل یک مرحله آغازی دو دقیقه‌ای در دمای 95 درجه است که با 30 دور تکثیر با شرایط 1 دقیقه در 92 درجه، 1 دقیقه در دمای 58 درجه و 1 دقیقه در دمای 72 درجه انجام شد و یک مرحله پایانی به مدت 10 دقیقه، در دمای 72 درجه تنظیم گردید (20). مرتب کردن توالی‌ها با برنامه Clustal W (26)  در نرم‌افزارBioedit 7.0.5  (13) انجام شد و بطور چشمی چک گردید. سطح تنوع DNA­ی میتوکندریایی با محاسبه تنوع هاپلوتایپی (h)، تنوع نوکلئوتیدی (π)، و انحراف معیار آنها با DNAsp 5.10.01 (19) محاسبه شد. فاصله ژنتیکی به روش کیمورا دو پارامتری (17) با نرم‌افزارMega 5 محاسبه گردید (25). ارتباط بین هاپلوتایپ­ها با نرم‌افزار Network نسخه 4.6.1.3 (قابل‌دسترس در وبگاه www.fluxus-engineering.com) به شکل شبکه هاپلوتایپی ترسیم گردید (5). در جدول 2 اطلاعات جغرافیایی نمونه‌های مورداستفاده و زیرگونه‌های منسوب به آنها و همچنین شماره دسترسی نمونه‌های مورداستفاده از بانک ژن و شکل 1 پراکنش جغرافیایی نمونه‌های ایران نشان داده‌شده است.

 

شکل 1- نقشه جغرافیایی مناطق مورد مطالعه. علائم بکار رفته در هر منطقه مربوط به زیرگونه‌های معرفی‌شده برای آن منطقه است (11). دایره: نمونه‌های زیرکلاد I متعلق به زیرگونه‌ای از suaveolens، ستاره: نمونه‌های زیرکلاد II موسوم به caspica، مثلث: نمونه‌های زیرکلاد  IIIاز زیرگونه gueldenstaedtii، مربع: نمونه‌های زیرکلاد V دودمانی ناشناخته در ایران مرکزی. برای اطلاعات شماره‌های هر منطقه به ستون دوم جدول 1 مراجعه کنید.

تحلیل داده‌ها: از تحلیل بیژین برای بازسازی روابط تبارزایشی با نرم‌افزار MrBayes 3.2.5 (23) استفاده گردید. مدل تکامل باModeltest 3.7 (22) با معیار Akaike انتخاب گردید. مدل انتخابی GTR + gamma + propinv می‌باشد. چهار زنجیره مارکوف مونت‌کارلو همزمان برای 5 میلیون تکرار و رقم 500 هزار به‌عنوان درختان سوخته اجرا گردید.

 

جدول 2- داده‌های مورداستفاده در مطالعه مولکولی حشره خوار کوچک اعداد داخل پرانتز محل هر منطقه را در شکل 1 نشان می‌دهد. (* اقتباس از 11  و ** اقتباس از 3 و # اقتباس از 4).

شماره

مناطق مورد مطالعه (شماره روی نقشه)

شماره موزه‌ای یا بانک ژن

n

جایگاه آرایه شناختی پیش‌فرض

1

شیرکوه- ده بالا (1)

3805 FUMZM

1

C. suaveolens 

2

شیرکوه- طزرجان ((2   

3759FUMZM

1

C. suaveolens 

3

شیرکوه- بنادک سادات     (3)

3758FUMZM

1

C. suaveolens 

4

اسالم،استان گیلان)  (4

DQ630055*

1

C. s. caspica 

5

چورتی،استان مازندران)  (5

DQ630056*

1

C. s. caspica 

6

اسالم،استان گیلان (4)

DQ630057*

1

C. s. caspica

7

آستارا ، تالش، استان گیلان)  (4

AY994368**

1

C.caspica

8

آستارا ، تالش، استان گیلان (4)

AY994369**

1

C.caspica

9

بوردالالو،  استان گیلان (4)

AY994370**

1

C.caspica

10

محمد یار، آذربایجان غربی) (6

DQ630074*

1

C. s. gueldenstaedtii

11

بسطام، آذربایجان غربی) 7 (

DQ630084*

1

C. s. gueldenstaedtii

12

بسطام، آذربایجان غربی (7)

DQ630091*

1

C. s. gueldenstaedtii

13

محمد یار، آذربایجان غربی) (6

DQ630094*

1

C. s. gueldenstaedtii

14

النجه، استان همدان)  8 (

DQ630073*

1

C. s. gueldenstaedtii

15

النجه، استان همدان (8)

DQ630092*

1

C. s. gueldenstaedtii

16

بیستون، استان کرمانشاه (9 )

DQ630093*

1

C. s. gueldenstaedtii

17

بیستون، استان کرمانشاه)  (9  

DQ630080*

1

C. s. gueldenstaedtii

18

نوکنده، استان مازندران10)   (

DQ630063*

1

C. s. suaveolens

19

مشهد، استان خراسان رضوی (11)

DQ630062*

1

C. s. suaveolens

20

اسپیدان، استان اصفهان  ( (12 

DQ630058*

1

C. suaveolens

21

کرمان، استان کرمان ) (13

DQ630059*

1

C. suaveolens

22

Italy, Vercelli

AY843459*

1

C. s. mimula

23

Italy, Varazze

DQ630064*

1

C. s. mimula

24

Bulgaria, Burgas

DQ630051*

1

C. s. mimula

25

Bulgaria, Sandanski

AY843458*

1

C. s. mimula

26

Austria, Vienne

AB077280#

1

C. mimula

27

Italy, Venice

AY994388#

1

C. mimula

28

Germany

EU742605

1

C. s. mimula

29

Ukraine, Karpaty

EU742606

1

C. s. mimula

30

Ukraine, Karpaty

EU742607

1

C. s. mimula

31

Italy, Elba

DQ630052*

1

C. s. mimula

32

Switzerland, Gordevio

AY843452*

1

C. s. mimula

33

Italy, San Nicolo

AY843453*

1

C. s. mimula

34

Italy, Fivizzano

AY843450*

1

C. s. mimula

35

-

DQ059025*

1

C. brunnea

36

-

DQ059024*

1

C. nigripes

37

-

AY925211

1

C. zarudnyi

38

-

KP717350

1

Talpa caucasica

39

-

KP717351

1

Talpa caucasica

 

 

 

 

 


نتایج

بررسی ساختار ژنتیکی 21 نمونه در ایران براساس توالی‌های ژن سیتوکروم b حاکی از وجود 20 هاپلوتایپ است. جدول 3 مقایسه ساختار ژنتیکی کلادهای ایرانی و کلاد منسوب به زیرگونه mimula را به نشان می‌دهد. بر پایه این داده‌ها، بیشترین تنوع نوکلئوتیدی در نمونه‌های ایران مرکزی و نمونه‌های شمال­شرق دیده می‌شود. کمترین تنوع نوکلئوتیدی در کلاد شمال غرب مشاهده می‌شود.

 

جدول 3- مقایسه کلاد های مختلف ازنظر تعداد هاپلوتایپ ها، تنوع هاپلوتایپی و نوکلئوتیدی و انحراف استاندارد مربوط به آنها. n: تعداد توالی‌ها،

H : تعداد هاپلوتایپ ها، h: تنوع هاپلوتایپی، h*: انحراف استاندارد تنوع هاپلوتایپی، Pi : تنوع نوکلئوتیدی، Pi* : انحراف استاندارد تنوع نوکلئوتیدی، P : تعداد سایت‌های پلی­مورف،  Ts/Tv : تعداد ترانزیشن به ترانسورژن

Ts / Tv

P

Pi*

Pi

h*

h

H

n

 

13/17

65

00437/0

01672/0

126/0

1

5

5

کلاد ایران مرکزی

6/9

451

00375/0

0075/0

5/0

1

2

2

کلاد شمال شرق

2/14

16

00125/0

00721/0

096/0

1

6

6

کلاد شمالی

9/11

323

00071/0

00352/0

077/0

964/0

7

8

کلاد شمال غرب

6/22

27

00153/0

00714/0

051/0

936/0

9

13

کلاد mimula

36/130

515

016/0

05231/0

016/0

995/0

20

21

کل نمونه‌های ایران

 

درخت بازسازی شده براساس تحلیل بیژین در شکل 2 نشان داده‌شده است. در نمونه‌های این مطالعه، دو گروه اصلی دیده می‌شود. گروه شمال­شرق و شمالی که در امتداد رشته‌کوه‌های البرز است و گروه دوم که بطور عمده، نمونه‌های زاگرس و کوه‌های مرکزی ایران را دربرمی­گیرد. گروه شمالی خود از دو زیرکلاد خواهری تشکیل شده که یکی زیرکلاد شمال شرق نمونه‌های مشهد و نوکنده را شامل شده و دیگری زیرکلاد شمالی یعنی نمونه‌های بخش‌های غربی دریای خزر، تالش و آستارا را دربرمی­گیرد. گروه دوم از زیرکلادهای خواهری اروپای مرکزی و شمال غربی ایران و زیرکلاد ایران مرکزی مرتبط با آن را شامل می‌شود. اعتبار همه کلادها و زیرکلادها با بیشترین اعتبار در هر گره، تأیید می‌شوند (شکل 2).

بازسازی ارتباط بین هاپلوتایپ­ها بر پایه الگوریتم شبکه (Median Joining Network) مبین حضور 29 هاپلوتایپ مختلف در قالب پنج آرایه است که با پنج کلاد حاصل از تحلیل بیژین مطابقت دارد (شکل 3). نمونه‌های ایران مرکزی با حداقل 52 مرحله موتاسیونی از نمونه‌های کلاد شمال­شرق و توسط 34 مرحله از کلاد شمال­غرب جدا می‌شود. کلاد شمال شرق و شمالی نیز با بیش از 39 مرحله موتاسیونی از هم جدا می‌شوند. نزدیک‌ترین کلادها، کلادهای ایران مرکزی و اروپای مرکزی هستند که با حداقل 20 مرحله موتاسیونی از هم متمایز می‌شوند.

بحث

مطالعات مولکولی حاضر براساس ژن سیتوکروم b حضور دو کلاد اصلی یکی در البرز و دیگری در امتداد ایران مرکزی (زیرکلاد ایران مرکزی) و زیر کلاد شمال غرب (زاگرس) را نشان می‌دهد. با توجه به فواصل ژنتیکی محاسبه‌شده بین دو کلاد، حضور دو گونه از این جنس در فلات ایران، دور از انتظار نیست. فاصله ژنتیکی بین این دو کلاد 1/9 تا 9/9 درصد است که در دامنه تعریف‌شده برای دو گونه در جوندگان همخوانی دارد (3). فاصله درون‌گونه‌ای در کلاد 1 بین 24/4 تا 28/6 است. در مورد دو زیرکلاد سواحل خزر و شمال شرق، فاصله ژنتیکی محاسبه‌شده براساس کیمورا 2 پارامتری، 15/6 درصد است که به نظر می‌رسد با برای کسب تراز آرایه شناختی گونه، حداقل نسبت به آنچه برای جوندگان و خفاشان تعیین گردیده، کافی نباشد (7). لذا این مطالعه شواهد کافی برای اعتبار گونه C. caspica(یعنی نمونه‌های سواحل جنوبی خزر در آستارا و تالش) را نشان نمی‌دهد.

 

 

شکل 2- بازسازی درخت حاصل از تحلیل بیژین. اعداد روی هر شاخه میزان اعتبار آن کلاد یا زیرکلاد را نشان می‌دهد.

 

تمایز ژنتیکی کلاد منسوب به C. caspica در مطالعات انجام‌گرفته بر روی توالی‌های ژن سیتوکروم b و ژن هسته‌ایBRCA1 (Breast Cancer Susceptibility 1)  ، محرز شده ولی اعتبار این کلاد برای احراز سطح آرایه شناختی گونه یا زیرگونه را منوط به بررسی بیشتر می‌دانند (10و 11). نتایج این مطالعه از گروه‌بندی پیشنهادشده توسط بانیکووا و همکاران حمایت می‌کند (3). براساس مطالعات آنان، نمونه‌های کلاد غربی اروپا (به همراه نمونه‌هایی از ایران مرکزی و شمال غرب ایران) به‌عنوان گونه C. mimula و کلاد شرقی (به همراه نمونه‌های شمالی و شمال شرقی ایران) به‌عنوان گونه C. suaveolens پیشنهادشده است. بر پایه این مطالعه می‌توان این دو گونه از این جنس را در ایران پیشنهاد کرد.

تمایز ژنتیکی در جمعیت حشره‌خوار دندان سفید کوچک ایران مرکزی، بیانگر وجود آرایه‌ای متمایز در این بخش از فلات ایران بوده و موقعیت قاعده‌ای آنها نسبت به نمونه‌های کلاد شمال غرب دلالت بر قدیمی‌تر بودن آنها داشته و نشان می‌دهد ورود آنها به ایران احتمالاً قبل از نمونه‌های کلاد شمال­غرب بوده است و خاستگاه فعلی آنها احتمالاً یک جمعیت بازمانده (رلیکت) است (10). گونه‌های جنس Crocidura به سرما بسیار حساس بوده و در عرض‌های جغرافیایی بالا و همچنین ارتفاعات دیده نمی‌شود. علاوه براین، کوه‌ها و بیابان‌ها به‌عنوان سدی قوی در برابر پراکنش این‌گونه­ها عمل می‌کنند (7).

 

 

شکل 3- بازسازی شبکه هاپلوتایپی کلاد های حشره خوار دندان سفید کوچک به همراه پراکنش آنها در ایران و اروپای مرکزی. به شباهت نمونه‌های ایران مرکزی با نمونه‌های کلاد اروپای مرکزی توجه نمایید. اعداد روی شاخه‌ها تعداد مراحل جهش بین هاپلوتایپ ها را نشان می‌دهند. تعداد مراحل موتاسیونی بالا بین هاپلوتایپ 1 و 2 (از شیرکوه) به دلیل طول کوتاه‌تر در انتهای توالی این دو نمونه (Gap) است. برای مشاهده اطلاعات هاپلوتایپ ها به جدول S1 در بخش ضمیمه، مراجعه نمائید.

 

زمان واگرایی کلاد ایران مرکزی از نمونه‌های اروپایی، 83/0 میلیون سال قبل تخمین زده‌شده است که با اواخر پلئیستوسن زیرین (www.stratigraphy.org) همزمان بوده است (11و6). شواهد لایه‌نگاری (Stratigraphy) نشان داده است اقلیم ایران در این زمان سردتر از امروزه بوده و میزان رطوبت به دلیل کاهش میزان تبخیر، بیشتر بوده است (17). احتمالاً این دوره سرما می تواند عاملی برای منزوی شدن و شروع واگرایی حشره‌خواران ایران مرکزی بوده باشد. اشغال کوه‌های ایران مرکزی به‌عنوان ناحیه پناهگاهی توسط این جمعیت بازمانده، تنوع اجدادی را حفظ نموده و جدایی درازمدت آنها از نواحی دورتر با سدهایی همچون کوه‌ها و بیابان‌ها، سبب واگرایی ژنتیکی بیشتر و ایجاد دودمان جدیدی در ایران مرکزی شده است. فاصله ژنتیکی بیش از 4 درصدی کلاد ایران مرکزی نسبت به سایر کلادها (جدول 4) و عدم وجود هاپلوتایپ مشترک بین آنها با سایر کلادها، نشانگر جدایی ژنتیکی آنها در طول زمان است.

 

جدول 4- فاصله ژنتیکی حاصل از توالی‌های ژن سیتوکروم b بین کلادهای مورد مطالعه. اعداد پررنگ، فواصل درون هر کلاد را براساس معیار کیمورا 2 پارامتری نشان می‌دهد.

 

کلاد 5

کلاد 4

C.brun

C.nigris

C.zarud.

Talpa

کلاد2

کلاد3

کلاد1

کلاد 5 (ایران مرکزی)

0.0178

 

 

 

 

 

 

 

 

کلاد 4 (mimula)

0.0424

0.0068

 

 

 

 

 

 

 

C.brunnea

0.1567

0.1569

-

 

 

 

 

 

 

C.nigris

0.1718

0.1628

0.1047

-

 

 

 

 

 

C.zarudnyi

0.1070

0.1025

0.1586

0.1619

-

 

 

 

 

Talpa caucasica

0.3654

0.3697

0.3522

0.3720

0.3568

0.0021

 

 

 

کلاد2(شمالی)

0.0999

0.0892

0.1765

0.1667

0.1041

0.3557

0.0080

 

 

کلاد3 (شمال غرب)

0.0528

0.0488

0.1774

0.1796

0.1144

0.3778

0.1020

0.0066

 

کلاد1 (شمال شرق)

0.0917

0.0890

0.1746

0.1570

0.1053

0.3438

0.0615

0.0942

0.0170

 

این موضوع احتمال وجود دودمان ژنتیکی متمایز را در ایران مرکزی قوت می‌بخشد. وضعیت این دودمان با شکل ناهمواری‌های طبیعی ایران مرکزی به‌خوبی منطبق است. ایران مرکزی از نواحی شمال­غرب (زاگرس) توسط دشت سیرجان- سنندج و کویر ابرکوه و از مناطق شمالی توسط دشت مرکزی و رشته‌کوه‌های البرز و از مناطق شمال­شرق توسط دشت مرکزی ایران و کوه‌های این ناحیه جداشده است. این ناهمواری‌ها نقش مهمی در تمایز ژنتیکی در آرایه‌های دیگر مانند موش خانگی (14)، زیبا موش البرزی شیرکوه (24 و2)، جرد ایرانی (9) و تمایز جرد بزرگ به‌عنوان زیرگونه Rhombomys opimus sargadensis(15) داشته است. برخلاف تنوع ژنتیکی بالایی نمونه‌های ایران مرکزی که نشانه قدمت و پایداری درازمدت آنها است، تنوع ژنتیکی در نمونه‌های کلاد شمال غرب به نسبت پایین است که این موضوع می‌تواند نشانه تکثیر جمعیتی اخیر (کلونیزاسیون) اعضای این کلاد باشد. نمونه‌برداری بیشتر و استفاده از نشانگرهای مولکولی دیگر می‌تواند جایگاه آرایه‌شناسی اعضای این جنس را در ایران، روشن سازد.

تشکر و قدردانی

این مطالعه با همکاری اداره کل حفاظت محیط‌زیست استان یزد در قالب طرح پژوهشی مطالعه جوندگان استان یزد (قرارداد شماره 121-32217) انجام‌گرفته است. جهت انجام تحلیل رایانه‌ای، از خدمات مرکز محاسبات سنگین دانشگاه فردوسی مشهد استفاده‌شده که بدین‌وسیله تشکر و قدردانی می‌گردد.


جدول S1 - اطلاعات مربوط به هاپلوتایپ های شبکه هاپلوتایپی ترسیم‌شده در شکل 5 .

هاپلوتایپ

N

شماره نمونه‌ها

Hap_1

1

[3758]

Hap_2

1

[3759]

Hap_3

1

[3805]

Hap_4

3

[AY8434521Csuaveolens AY8434591Csuaveolens DQ6300641Crsuaveolen]

Hap_5

1

[DQ6300521Csuaveolens]

Hap_6

1

[AY8434531Csuaveolens]

Hap_7

1

[AY8434501Csuaveolens]

Hap_8

1

[DQ6300571CcaspicaIR3]

Hap_9

1

[DQ6300551CcaspicaIR2]

Hap_10

 1

 [DQ6300561CcaspicaIR1]

Hap_11

 1

 [AY9943701Ccaspica]

Hap_12

 1

 [AY9943681Ccaspica]

Hap_13

 1

 [AY9943691Ccaspica]

Hap_14

 1

 [DQ6300741Cgueldensta]

Hap_15

 1

 [DQ6300941Cgueldensta]

Hap_16

 1

 [DQ6300841Cgueldensta]

Hap_17

 2

 [DQ6300801Cgueldensta DQ6300921Cgueldensta]

Hap_18

 1

 [DQ6300931Cgueldensta]

Hap_19

 1

 [DQ6300911Cgueldensta]

Hap_20

 1

 [DQ6300731Cgueldensta]

Hap_21

 1

 [DQ6300581Crocidurasp]

Hap_22

 1

 [DQ6300621Csuaveolens]

Hap_23

 1

 [DQ6300591Crocidurasp]

Hap_24

 1

 [DQ6300631Csuaveolens]

Hap_25

 1

 [AY9943881Crsuaveolen]

Hap_26

 2

 [AB0772801Crsuaveolen EU7426051Crsuaveolen]

Hap_27

 1

 [AY8434581Crsuaveolen]

Hap_28

 1

 [DQ6300511Crsuaveolen]

Hap_29

 2

 [EU7426061Crsuaveolen EU7426071Crsuaveolen]
1- Aliabadian, M., Kaboli, M., Prodon, R., Nijman, V., and Vences, M., 2007. Phylogeny of Palearctic wheatears (genus Oenanthe) congruence between morphometric and molecular data, Molecular Phylogenetic and Evolution, 42, PP: 665–675.
2 –Akbarirad, S., Darvish, J., and Aliabadian, M., 2016. Phylogeography of Calomyscus elburzensis Calomyscidae, Rodentia) around the Central Iranian Desert with Description of a New subspecies in center of Iranian Plateau, Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran, 27(1), PP: 5 – 21.
3- Bannikova, A.A., Lebedev, V.S., Kramerov, D.A., and Zaitsev, M.V., 2006. Phylogeny and systematic of the Crocidura suaveolens species group: corroboration and controversy between nuclear and mitochondrial DNA markers. Mammalia, 70(1-2), PP: 106–119.
4- Bannikova, A.A., B.I. Sheftel, V.S. Lebedev, D. Yu. Aleksandrov, and M. Muehlenberg, 2009. Crocidura shantungensis, a New Species for Mongolia and Buryatia, Doklady Biological Sciences, Vol. 424, PP: 68–71.
5- Bandelt, H.J., Forster, P., Rohl, A., 1999. Median-joining networks for inferring intraspecific phylogenies, Molecular Biology and Evolution, 16, PP: 37- 48.
6- Bobek, H., 1963. Nature and implications of Quaternary climatic changes in Iran, Changes of Climate 20, PP: 403-413.
7- Bruford, M.W., Hanotte O., Brokfield J. F. Y.and Burke, T., 1992. Single-locus and multilocus DNA fingerprinting, In: A.R. Hoelzel (eds.), Molecular genetic analysis of populations, a practical approach, Oxford University Press, New York, PP: 225 – 269.
8- Corbet, G.B., 1978. The mammals of the Palaearctic region: a taxonomic review. Cornell University Press, Ithaca, NY, 314 p.
9- Dianat, M., Darvish, J., Aliabadian, M., and Haddadian, H., 2016. Integrative taxonomy of Meriones persicus (Rodentia, Gerbillinae) in Iran, Iranian Journal of Animal Biosystematics, Vol: 12, No. 1, Online at: http://ijab.um.ac.ir/index.php/biosys/article/view/55424.
10- Dubey, S., Zaitsev, M., Cosson, J.F., Abdukadier, A., and Vogel, P., 2006. Pliocene and Pleistocene diversification and multiple refugia in a Eurasian shrew (Crocidura suaveolens group), Molecular Phylogenetics and Evolution, 38, PP: 635–647.
11- Dubey, S., Cosson, J.F., Magnou, E., Vohralik, V., Benda, P., Frynta, D., Hutterer, R., Vpgel, V., and Vogel, P., 2007. Mediterranean populations of the lesser white-toothed shrew (Crocidura suaveolens group): an unexpected puzzle of Pleistocene survivors and prehistoric introductions. Molecular Ecology, 16, PP: 3438–3452.
12- Esmaeili, H.R., Gholamhosseini, G., Zareian, H., and Krystufek, B., 2008. Noteworthy range extension of two white-toothed shrews in Iran: Crocidura suaveolens and Suncus etruscus. Zoology in the Middle East, 45, PP: 105–107.
13- Hall, T.A., 1999. Bio Edit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95⁄98⁄NT. Nucleic Acids Research, 41, PP: 95-98.
14 –Haddadian, S.h.H., Darvish, J., Rastegar-Pouyani, E., and Mahmoudi, A., 2016. Subspecies differentiation of the house mouse Mus musculus Linnaeus, 1758 in the center and east of the Iranian plateau and Afghanistan, Mammalia-2015 (Online), DOI: 10.1515/mammalia-2015-0041.
15- Hosseinzadeh, M.S., and Darvish, J., 2013. Biosystematic study of Great gerbil species Rhombomys opimus Lichtenstein, 1823 (Rodentia: Gerbillinae) in Iran. Animal Researches Journal (Iranian Biology Journal) Volume 26(3) (In Persian and English abstract), PP: 282-288.
16- Karami, M.R., Hutterer, P., Benda, R., Siahsarvie and Krystufek, B., 2008. Annotated check-list of the mammals of Iran, Lynx (Praha), 39(1), PP: 63–102.
17- Kehl, M., 2009. Quaternary climate change in Iran-the state of knowledge, Erdkunde, 63, PP: 1-17.
18- Lay, D.M., 1967. A study of the mammals of Iran resulting from the street expedition of 1962–63, Fieldiana, Zoology, 54, PP: 1–282.
19- Librado, P., and Rozas, J., 2009. DnaSP v5: A software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data. Bioinformatics, 25, PP: 1451–1452.
20- Montgelard, C., Bentz, S., Tirard, C., Verneau, O., and Catzeflis, F.M., 2002. Molecular systematic of Sciurognathi (Rodentia): the mitochondrial cytochrome b and 12S rRNA genes support the Anomaluroidea (Peptidae and Anomaluridae). Molecular Phylogeny and Evolution, 22, PP: 220 – 233.
21 – Musser, G., and Carleton, M., 2005. Superfamily Muroidea, PP: 894–1531. In: Wilson D. E. & Reeder D. M. (eds.): Mammal Species of the World. A Taxonomic and Geographic Reference, Third Edition. Volume 2, the John Hopkins University Press, Baltimore, PP: 745–2142.
22- Posada, D., 2008. J, ModelTest: phylogenetic model averaging. Molecular biology and Evolution 25, PP: 1253–1256.
23- Ronquist, F., and Huelsenbeck, J.P., 2003. MRBAYES 3: Bayesian phylogenetic inference under mixed models. Bioinformatics, 19, PP: 1572–1574.
24- Shahabi, S., Darvish, J., and Aliabadian, M., 2013. Phylogeny of Genus Calomyscus (Rodentia: Calomyscidae) from Iranian plateau, inferred from mitochondrial CO1 gene. Animal Researches Journal (Iranian Biology Journal) Volume 26(2) (In Persian and English abstract), PP: 163-170.
25- Tamura, K., Peterson, D., Peterson, N., Stecher, G., Nei, M., and Kumar, S., 2011. MEGA5: molecular Evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods. Molecular Biology and Evolution, 28, PP: 2731–2739.
26- Thompson, J.D., Higgins, D.G., and Gibson, T. J., 1994. Clustal-W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position-specific gap penalties and weight matrix choice. Nucleic Acids Researches, 22, PP: 4673-4680.
مجله پژوهشهای جانوری (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)
دوره 30، شماره 2
شهریور 1396
صفحه 150-160
  • تاریخ دریافت: 04 اردیبهشت 1395
  • تاریخ بازنگری: 05 مهر 1395
  • تاریخ پذیرش: 06 دی 1395