Best for Biodiversity

Transkrypt

1 W tym miejscu realizowany jest projekt LIFE + Ochrona różnorodności biologicznej na obszarach leśnych, w tym w ramach sieci Natura 2000 promocja najlepszych praktyk Best for Biodiversity

2 Badania genetyczne głuszca Metoda analizy jakościowo-ilościowej Robert Rutkowski Muzeum i Instytut Zoologii PAN

3 Najfajniejsze cechy materiału genetycznego: unikatowość niezmienność dziedziczność ciągłość wrażliwość trwałość prostota Rożnorodność materiału genetycznego tzw. zmienność genetyczna jest kluczowym czynnikiem, decydującym o istnieniu populacji i gatunków, ich zdolności do adaptacji i przetrwania

4 Materiał genetyczny jako źródło wiedzy: umożliwia określanie unikatowych profili genetycznych poszczególnych osobników, populacji i gatunków pozwala śledzić osobniki w przestrzeni, bez konieczności ich bezpośredniej obserwacji pozwala śledzić historyczne losy populacji i gatunków, bez konieczności posiadania materiału z przeszłości

5 Genetyka w badaniach zagrożonych gatunków: uzupełnianie wiedzy o biologii gatunków identyfikowanie populacji narażonych na negatywne efekty procesów genetycznych określanie genetycznych zależności między populacjami weryfikacja założeń taksonomicznych identyfikacja podstawowych jednostek ochrony

6 Genetyka w badaniach kuraków leśnych biologia gatunków: w dużych populacjach głuszca nie stwierdza się różnic w dyspersyjności kur i kogutów, ale w populacjach pofragmentowanych kury przemieszczają się na większe odległości niż koguty w przypadku cietrzewia potwierdzono dyspersyjność kur i filopatrię kogutów

7 Genetyka w badaniach kuraków leśnych biologia gatunków: w przypadku cietrzewia zanegowano jakoby na tokowiskach gromadziły się spokrewnione koguty wydaje się, że w przypadku głuszca może być inaczej

8 Genetyka w badaniach kuraków leśnych identyfikowanie populacji zagrożonych genetycznie: potwierdzono związek stopnia fragmentacji z poziomem zmienności genetycznej zachowanie struktury metapopulacji pozwala utrzymać wysoki poziom zmienności genetycznej

9 krajowe populacje głuszca mają niższy poziom zmienności genetycznej od dużych populacji borealnych szczególnie narażona na negatywne następstwa niskiego poziomu zmienności jest populacja z Puszczy Solskiej

10 Puszcza Augustowska Puszcza Solska Gorce BPN TPN

11 Genetyka w badaniach kuraków leśnych weryfikacja założeń taksonomicznych: oprócz populacji z Półwyspu Iberyjskiego europejska populacja głuszca stanowi wspólną linię ewolucyjną (tzw. linia borealna) europejska populacja cietrzewia wydaje się dzielić na linię południową i północną w obu przypadkach w Polsce powinna występować populacja jednorodna genetycznie

12 Genetyka w badaniach kuraków leśnych weryfikacja założeń taksonomicznych: polska populacja jarząbka bardzo wyraźnie dzieli się na dwie linie genetyczne:

13 Badania genetyczne od zbioru materiału do uzyskania wyniku Metody pozyskiwania materiału do badań: (i) destrukcyjne (ii) niedestrukcyjne (półinwazyjne)

14 (iii) nieinwazyjne nie wymaga żadnego kontaktu ze zwierzęciem sierść, odchody, mocz, pióra, komórki wnętrza jamy ustnej pozostawione na pożywieniu, wylinki (gady, płazy), skorupki jaj, fragmenty szkieletów znajdowane w wyplówkach ptaków drapieżnych mała ilość materiału genetycznego znaczny stopień degradacji złożone procedury izolacji i analizy

15 Degradacja rozpad DNA na bardzo małe fragmenty Czynnik degradujący

16

17 Badania genetyczne od zbioru materiału do uzyskania wyniku Zabezpieczenie materiału: suszenie (ale nie ogrzewanie!) i przechowywanie w szczelnych pojeminikach, wypełnionych żelem higroskopijnym badania populacji karpackiej głuszca wskazują, że taka metoda zapewnia uzyskanie dobrego materiału genetycznego z 70-80% zebranych prób

18 Badania genetyczne od zbioru materiału do uzyskania wyniku Określanie profili genetycznych:

19

20 Prawdopodobieństwo, że w Ostoi Gorczańskiej pojawią się przypadkowo dwa osobniki o identycznym profilu genetycznym wynosi: P =

21

22

23 Profile genetyczne, uzyskiwane na bazie DNA z prób nieinwazyjnych, są obarczone błędami

24 Efekt drop-out Prawdziwy profil genetyczny Nr próby Locus1 Locus2 Locus3 Locus4 Tu Tu Tu

25 Efekt fałszywego allelu??

26 Nakładanie się róznych typów błędów prowadzi do pojawiania się w populacji profili duchów

27 Efekt duchów : bezpośrednia interpretacja danych genetycznych może prowadzić do znacznego zawyżenia osobników rzeczywistej liczby osobników, występujących w populacji w Gorcach w latach 2012 i 2013 stwierdzono występowanie ok. 60 unikatowych profili genetycznych, ale tylko 30 stwierdzono w więcej niż jednej próbie!

28 Efekt duchów : niska powtarzalność występowania tych samych profili genetycznych w następujących po sobie sezonach zbioru materiału, co może prowadzić do znacznego zaniżenia przeżywalności osobników sposród 30 profili genetycznych, stwierdzony w wiecej niż jednej próbie, tylko 15 stwierdzono w obu sezonach badań

29 Pozbywanie się efektu ducha : wielokrotne powtarzanie analiz laboratoryjnych na tej samej próbie i tworzenie profili konsensusowych eliminacja z analiz wszystkich prób, wykazujących dużą liczbę błędów w profilach genetycznych eliminacja z analiz loci genetycznych, najsilniej obarczonych błędami typu drop-out i fałszywy allel

30 W Babiogórskim Parku Narodowym w latach stwierdzono 74 unikatowe profile genetyczne przyjmując założenie, że prawidłowym profilem genetycznym jest profil pojawiający się niezależnie w więcej niż jednej próbie, liczbę osobników występujących w BPN oszacowano na 24

31