Mechanisms of the chromosomal evolution of mole rats complex Nannospalax ehrenbergi: research results and perspectives

Pletenev A.A.



Перейти в оглавление выпуска:
2016. T. 121. Vyp. 4.

Go to the issue table of contents:
2016. T. 121. Vyp. 4.

Данные статьи

Description

DOI

Авторы:

Authors:

Pletenev A.A.

Ключевые слова:

Keywords:

chromosomal race, mole rats, Nannospalax, speciation

Скачать pdf статьи:

Download the article:



Ссылка для цитирования:

For citation:

Pletenev A.A., Mechanisms of the chromosomal evolution of mole rats complex Nannospalax ehrenbergi: research results and perspectives // Byul. MOIP. Otd. biol. 2016. T. 121. Vyp. 4. S. 11-21

Mechanisms of the chromosomal evolution of mole rats complex Nannospalax ehrenbergi: research results and perspectives

Genus Nannospalax is the model object for studying speciation for many decades. For each of the three species of this genus there is a large number of allopatric and parapatric karyomorphs which presumably weakly hybridize. Eviatar Nevo, regarding most of these karyomorfs as separate species, proposed a model of speciation on the basis of chromosomal rearrangements, namely the division of metacentric chromosomes into acrocentric. In this paper, the model of Nevo is criticized and tested against the relevant genetic data on the subject. The analysis leads to the conclusion that the model of speciation of the mole rats proposed by Nevo and co-authors, gains no serious support. In particular, it does not fit with the phylogenetic tree constructed for karyomorphs of Nannospalax.

References

Баскевич М.И., Окулова Н.М., Потапов С.Г., Миронова Т.А., Сапельников С.Ф., Егоров С.В., Власов А.А. К вопросу о гибридизации 46-хромосомных форм в Microtus arvalis s.l. в Центральном Черноземье // Конф. «Целостность вида и гибридизация» (Петергоф, 12–17 мая 2010 г.). М., 2010. С. 12 [Baskevich M.I., Okulova N.M., Potapov S.G., Mironova T.A., Sapelnikov S.F., Egorov S.V., Vlasov A.A. K voprosu o gibridizatsii 46-khromosomnykh form v Microtus arvalis s.l. v Tsentralnom Chernozem’e // Konf. “Tselostnost’ vida i gibridizatsiya” (Petergof, 12–17 maya 2010 g.). M. 2010. S. 12].
Баскевич М.И., Опарин М.Л., Сапельников С.Ф. Возможная роль гибридизации в формировании хромосомной изменчивости у мышовок (Rodentia, Dipodoidea, Sicista) группы subtilis // Конф. «Целостность вида и гибридизация» (Петергоф, 12–17 мая 2010 г.). М., 2010. С. 11 [Baskevich M.I., Oparin M.L., Sapelnikov S.F. Vosmozhnaya rol’ gibridizatsii v formirovanii khromosomnoj izmenchivosti u myshovok (Rodentia, Dipodoidea, Sicista) gruppy subtilis // Konf. “Tselostnost’ vida i gibridizatsiya” (Petergof, 12–17 maya 2010 g.). M. 2010. S. 11].
Булатова Н.Ш., Щипанов Н.А., Павлова С.В. Факты гибридной хромосомной зоны против дивергентной популяционной цитогенетики // Конференция «Целостность вида и гибридизация» (Петергоф, 12–17 мая 2010 г.). М., 2010. С. 24 [Bulatova N.Sh., Shchipanov N.A., Pavlova S.V. Fakty gibridnoj khromosomnoj zony protiv divergentnoj populatsionnoj zitogenetiki // Konf. “Tselostnost’ vida i gibridizatsiya” (Petergof, 12–17 maya 2010 g.). M., 2010. S. 24].
Орлов В.Н., Борисов Ю.М., Ирхин С.Ю., Ковалева А.А. Особенности зоны контакта трех хромосомных рас обыкновенной бурозубки Sorex araneus L. (Mammalia) как показатель конкуренции популяций // Экология. 2010. № 6. С. 459–463 [Orlov V.N., Borisov Yu.M., Irkhin S.Yu., Kovalyova A.A. Osobennosti zony kontakta tryokh khromosomnykh ras obyknovennoj burozubki Sorex araneus L. (Mammalia) kak pokasatel’ konkurentsii populyatsij // Ekologiya. 2010. N 6. S. 459–463].
Basset P., Yannic G., Brünner H., Hausser J., Noor M. Restricted gene flow at specific parts of the shrew genome in chromosomal hybrid zones // Evolution. 2006. Vol. 60. N 8. P. 1718–1730.
Brodsky L., Kogan S., BenJacob J., Nevo E. Evolutionary regulation of the blind subterranean mole rat, Spalax, revealed by genome-wide gene expression // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005. Vol. 102. N 47. P. 17047–17052.
Bush G.L., Case S.M., Wilson A.C., Patton J.L. Rapid speciation and chromosomal evolution in mammals // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1977. Vol. 74. N 9. P. 3942–3946.
Faria R., Navarro A. Chromosomal speciation revisited: rearranging theory with pieces of evidence // Trends Ecol. Evol. 2010. Vol. 25. N 11. P. 660–669.
Feder J.L., Xie X., Rull J., Velez S., Forbes A., Leung B., Dambroski H., Filchak K. E, Aluja M. Mayr, Dobzhansky, and Bush and the complexities of sympatric speciation in Rhagoletis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005. Vol. 102. Suppl. 1. P. 6573–6580.
Gazit I., Terkel J. Reproductive behavior of the blind mole-rat (Spalax ehrenbergi) in a seminatural burrow system // Can. J. Zool. 2000. Vol. 78. N 4. P. 570–577.
Hadid Y., Nemeth A., Snir S., Pavlicek T., Csorba G., Kazmer M., Major A., Mezhzherin S., Rusin M., Coskun Y., Nevo E. Is evolution of blind mole rats determined by climate oscillations? // PLoS ONE. 2012. Vol. 7. N1. e30043.
Kandemir İ., Sözen M., Matur F., Martinkova N., Kankılıç T., Çolak F., Özkurt Ş.Ö., Çolak E. Phylogeny of species and cytotypes of mole rats (Spalacidae) in Turkey inferred from mitochondrial cytochrome b gene sequences // Folia Zool. 2012. Vol. 61. N 1. P. 25–33.
Karanth K.P., Avivi A., Beharav A., Nevo E. Microsatellite diversity in populations of blind subterranean mole rats (Spalax ehrenbergi superspecies) in Israel: speciation and adaptation // Biol. J. Linn. Soc. 2004. Vol. 83. N 2. P. 229–241.
King M. Chromosomal rearrangements, speciation and the theoretical approach // Heredity. 1987. Vol. 59. P. 1–6.
Kryštufek B., Ivanitskaya E., Arslan A., Arslan E., Bužan E.V. Evolutionary history of mole rats (genus Nannospalax) inferred from mitochondrial cytochrome b sequence // Biol. J. Linn. Soc. 2011. Vol. 105. N 2. P. 446–455.
Kryštufek B., Vohralík V. Mammals of Turkey and Cyprus. Rodentia II. Cricetinae, Muridae, Spalacidae, Calomyscidae, Capromyidae, Hystricidae, Castoridae. Koper. 2009. 372 p.
Musser G.G., Carleton M.D. Superfamily Muroidea // Mammal Species of the World. А Taxonomic and Geographic Reference / Ed. by D.E. Wilson, D.M. Reeder. Baltimore. 2005. P. 894–1531.
Nevo E. Stress, adaptation, and speciation in the evolution of the blind mole rat, Spalax, in Israel // Mol. Phyl. Evol. 2013. Vol. 66. N 2. P. 515–525.
Nevo E., Filippucci M.G., Redi C., Korol A., Beiles A. Chromosomal speciation and adaptive radiation of mole rats in Asia Minor correlated with increased ecological stress // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1994. Vol. 91. N 17. P. 8160–8164.
Nevo E., Ivanitskaya E., Beiles A. Adaptive radiation of blind subterranean mole rats: naming and revisiting the four sibling species of Spalax ehrenbergi superspecies in Israel: Spalax galili (2n = 52), S. golani (2n = 54), S. carmeli (2n = 58) and S. judaei (2n = 60). Leiden, 2001. 198 p.
Nevo E., Ivanitskaya E., Filippucci M.G., Beiles A. Speciation of subterranean mole rats, Spalax ehrenbergi, in Jordan // Biol. J. Linn. Soc. 2000. Vol. 69. N 2. P. 263–281.
Noor M.A.F., Grams K.L., Bertucci L.A., Reiland J. Chromosomal inversions and the reproductive isolation of species // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. Vol. 98. N 21. P. 12084–12088.
Rieseberg L.H. Chromosomal rearrangements and speciation // Trends Ecol. Evol. 2001. Vol. 16. N 7. P. 351–358.
Zuri I., Terkel J. Ontogeny of agonistic behaviour in dispersing blind mole rats (Spalax ehrenbergi). // Aggressive Behavior. 1998. Vol. 24. N 6. P. 455–470.

Список литературы

Баскевич М.И., Окулова Н.М., Потапов С.Г., Миронова Т.А., Сапельников С.Ф., Егоров С.В., Власов А.А. К вопросу о гибридизации 46-хромосомных форм в Microtus arvalis s.l. в Центральном Черноземье // Конф. «Целостность вида и гибридизация» (Петергоф, 12–17 мая 2010 г.). М., 2010. С. 12 [Baskevich M.I., Okulova N.M., Potapov S.G., Mironova T.A., Sapelnikov S.F., Egorov S.V., Vlasov A.A. K voprosu o gibridizatsii 46-khromosomnykh form v Microtus arvalis s.l. v Tsentralnom Chernozem’e // Konf. “Tselostnost’ vida i gibridizatsiya” (Petergof, 12–17 maya 2010 g.). M. 2010. S. 12].
Баскевич М.И., Опарин М.Л., Сапельников С.Ф. Возможная роль гибридизации в формировании хромосомной изменчивости у мышовок (Rodentia, Dipodoidea, Sicista) группы subtilis // Конф. «Целостность вида и гибридизация» (Петергоф, 12–17 мая 2010 г.). М., 2010. С. 11 [Baskevich M.I., Oparin M.L., Sapelnikov S.F. Vosmozhnaya rol’ gibridizatsii v formirovanii khromosomnoj izmenchivosti u myshovok (Rodentia, Dipodoidea, Sicista) gruppy subtilis // Konf. “Tselostnost’ vida i gibridizatsiya” (Petergof, 12–17 maya 2010 g.). M. 2010. S. 11].
Булатова Н.Ш., Щипанов Н.А., Павлова С.В. Факты гибридной хромосомной зоны против дивергентной популяционной цитогенетики // Конференция «Целостность вида и гибридизация» (Петергоф, 12–17 мая 2010 г.). М., 2010. С. 24 [Bulatova N.Sh., Shchipanov N.A., Pavlova S.V. Fakty gibridnoj khromosomnoj zony protiv divergentnoj populatsionnoj zitogenetiki // Konf. “Tselostnost’ vida i gibridizatsiya” (Petergof, 12–17 maya 2010 g.). M., 2010. S. 24].
Орлов В.Н., Борисов Ю.М., Ирхин С.Ю., Ковалева А.А. Особенности зоны контакта трех хромосомных рас обыкновенной бурозубки Sorex araneus L. (Mammalia) как показатель конкуренции популяций // Экология. 2010. № 6. С. 459–463 [Orlov V.N., Borisov Yu.M., Irkhin S.Yu., Kovalyova A.A. Osobennosti zony kontakta tryokh khromosomnykh ras obyknovennoj burozubki Sorex araneus L. (Mammalia) kak pokasatel’ konkurentsii populyatsij // Ekologiya. 2010. N 6. S. 459–463].
Basset P., Yannic G., Brünner H., Hausser J., Noor M. Restricted gene flow at specific parts of the shrew genome in chromosomal hybrid zones // Evolution. 2006. Vol. 60. N 8. P. 1718–1730.
Brodsky L., Kogan S., BenJacob J., Nevo E. Evolutionary regulation of the blind subterranean mole rat, Spalax, revealed by genome-wide gene expression // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005. Vol. 102. N 47. P. 17047–17052.
Bush G.L., Case S.M., Wilson A.C., Patton J.L. Rapid speciation and chromosomal evolution in mammals // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1977. Vol. 74. N 9. P. 3942–3946.
Faria R., Navarro A. Chromosomal speciation revisited: rearranging theory with pieces of evidence // Trends Ecol. Evol. 2010. Vol. 25. N 11. P. 660–669.
Feder J.L., Xie X., Rull J., Velez S., Forbes A., Leung B., Dambroski H., Filchak K. E, Aluja M. Mayr, Dobzhansky, and Bush and the complexities of sympatric speciation in Rhagoletis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005. Vol. 102. Suppl. 1. P. 6573–6580.
Gazit I., Terkel J. Reproductive behavior of the blind mole-rat (Spalax ehrenbergi) in a seminatural burrow system // Can. J. Zool. 2000. Vol. 78. N 4. P. 570–577.
Hadid Y., Nemeth A., Snir S., Pavlicek T., Csorba G., Kazmer M., Major A., Mezhzherin S., Rusin M., Coskun Y., Nevo E. Is evolution of blind mole rats determined by climate oscillations? // PLoS ONE. 2012. Vol. 7. N1. e30043.
Kandemir İ., Sözen M., Matur F., Martinkova N., Kankılıç T., Çolak F., Özkurt Ş.Ö., Çolak E. Phylogeny of species and cytotypes of mole rats (Spalacidae) in Turkey inferred from mitochondrial cytochrome b gene sequences // Folia Zool. 2012. Vol. 61. N 1. P. 25–33.
Karanth K.P., Avivi A., Beharav A., Nevo E. Microsatellite diversity in populations of blind subterranean mole rats (Spalax ehrenbergi superspecies) in Israel: speciation and adaptation // Biol. J. Linn. Soc. 2004. Vol. 83. N 2. P. 229–241.
King M. Chromosomal rearrangements, speciation and the theoretical approach // Heredity. 1987. Vol. 59. P. 1–6.
Kryštufek B., Ivanitskaya E., Arslan A., Arslan E., Bužan E.V. Evolutionary history of mole rats (genus Nannospalax) inferred from mitochondrial cytochrome b sequence // Biol. J. Linn. Soc. 2011. Vol. 105. N 2. P. 446–455.
Kryštufek B., Vohralík V. Mammals of Turkey and Cyprus. Rodentia II. Cricetinae, Muridae, Spalacidae, Calomyscidae, Capromyidae, Hystricidae, Castoridae. Koper. 2009. 372 p.
Musser G.G., Carleton M.D. Superfamily Muroidea // Mammal Species of the World. А Taxonomic and Geographic Reference / Ed. by D.E. Wilson, D.M. Reeder. Baltimore. 2005. P. 894–1531.
Nevo E. Stress, adaptation, and speciation in the evolution of the blind mole rat, Spalax, in Israel // Mol. Phyl. Evol. 2013. Vol. 66. N 2. P. 515–525.
Nevo E., Filippucci M.G., Redi C., Korol A., Beiles A. Chromosomal speciation and adaptive radiation of mole rats in Asia Minor correlated with increased ecological stress // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1994. Vol. 91. N 17. P. 8160–8164.
Nevo E., Ivanitskaya E., Beiles A. Adaptive radiation of blind subterranean mole rats: naming and revisiting the four sibling species of Spalax ehrenbergi superspecies in Israel: Spalax galili (2n = 52), S. golani (2n = 54), S. carmeli (2n = 58) and S. judaei (2n = 60). Leiden, 2001. 198 p.
Nevo E., Ivanitskaya E., Filippucci M.G., Beiles A. Speciation of subterranean mole rats, Spalax ehrenbergi, in Jordan // Biol. J. Linn. Soc. 2000. Vol. 69. N 2. P. 263–281.
Noor M.A.F., Grams K.L., Bertucci L.A., Reiland J. Chromosomal inversions and the reproductive isolation of species // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. Vol. 98. N 21. P. 12084–12088.
Rieseberg L.H. Chromosomal rearrangements and speciation // Trends Ecol. Evol. 2001. Vol. 16. N 7. P. 351–358.
Zuri I., Terkel J. Ontogeny of agonistic behaviour in dispersing blind mole rats (Spalax ehrenbergi). // Aggressive Behavior. 1998. Vol. 24. N 6. P. 455–470.