Genetik der Wölfe: Hybridisierung, Introgression und Abstammungslinien

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Dr_R.Goatcabin
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Re: Genetik der Wölfe: Hybridisierung, Introgression und Abstammungslinien

Beitrag von Dr_R.Goatcabin »

Hindrikson et al. (2013): Spatial Genetic Analyses Reveal Cryptic Population Structure and Migration Patterns in a Continuously Harvested Grey Wolf (Canis lupus) Population in North-Eastern Europe. DOI: 10.1371/journal.pone.0075765. Volltext Google Translate.

Abstract
Die räumliche Genetik ist ein relativ neues Gebiet in der Wildtier- und Naturschutzbiologie, das zu einem wesentlichen Instrument wird, um die Komplexität von Tierpopulationsprozessen aufzudecken und wirksame Strategien für die Erhaltung und Bewirtschaftung zu entwickeln. Konzeptionelle und methodische Entwicklungen auf diesem Gebiet sind daher von entscheidender Bedeutung. Hier präsentieren wir zwei neue methodologische Ansätze, die die analytischen Möglichkeiten von STRUCTURE und DResD erweitern. Mit diesen Ansätzen analysieren wir die Struktur und Migration einer Population grauer Wölfe (Canis lupus) in Nordosteuropa. Wir haben 16 Mikrosatelliten-Loci in 166 Individuen genotypisiert, die aus der Wolfspopulation in Estland und Lettland stammen, die seit Jahrzehnten einem starken und kontinuierlichen Jagddruck ausgesetzt ist. Unsere Analyse hat gezeigt, dass diese relativ kleine Wolfspopulation durch vier genetische Gruppen repräsentiert wird. Wir verwendeten auch einen neuartigen methodischen Ansatz, bei dem die räumliche Trennung genetischer Gruppen durch lineare Interpolation statistisch getestet wird. Die neue Methode, die in der Lage ist, die Ausgabe des Programms STRUCTURE zu verwenden, kann in der Populationsgenetik in großem Umfang angewendet werden, um sowohl Kernbereiche als auch Bereiche von geringer Bedeutung für genetische Gruppen aufzudecken. Wir verwendeten auch eine kürzlich entwickelte, räumlich explizite, auf Einzelpersonen basierende Methode DResD und verwendeten sie zum ersten Mal für Mikrosatellitendaten, wobei ein Migrationskorridor und Barrieren sowie mehrere Kontaktzonen sichtbar wurden.

Hulva et al. (2018): Wolves at the crossroad: Fission-fusion range biogeography in the Western Carpathians and Central Europe. DOI: 10.1111/ddi.12676. Volltext Google Translate.

Abstract
Ziel
Die Bevölkerungsfragmentierung ist ein Leitmotiv der Naturschutzbiologie, die Auswirkungen der Wiederverbindung der Bevölkerung sind jedoch weniger gut untersucht. Die jüngste Neukolonialisierung großer Fleischfresser in Europa ist ein gutes Modell für die Untersuchung dieses Phänomens. Wir wollen neue Daten zur Verbreitung und zur populationsgenetischen Struktur des grauen Wolfs in Mitteleuropa, einer Region, die als häufige Kreuzungs- und Kontaktzone verschiedener phylogeografischer Abstammungslinien angesehen wird, in einem biogeografischen Kontext aufzeigen.

Ort
Westkarpaten, Mitteleuropa.

Methoden
In Übereinstimmung mit der Annahme eines hochmobilen Säugetiers wurden individuelle Bayes'sche Cluster und eine nachträgliche Definition der Populationen verwendet. Die Integration der landschaftsgenetischen und biogeografischen Rahmenbedingungen ermöglichte die Identifizierung von Übergängen in der Populationsarchitektur. Diese Muster könnten isolierenden Faktoren zugeschrieben werden, die auf historischem Wissen über die Artendemographie beruhen.

Ergebnisse
Die genetische Differenzierung spiegelt die Isolierung der Bevölkerung und erkannte Umweltcluster wider, was auf eine ökotypische Variation schließen lässt. Die Ost-West-Spaltung in den Westkarpaten ist wahrscheinlich ein Zeichen für die Zersplitterung des Verbreitungsgebiets bei Engpässen im 20. Jahrhundert. Die mitochondriale Variabilität ist schwächer als die nukleare Variabilität, was auf eine Founder-Flush-Demographie hinweist. Mikrosatelliten zeigen in den Karpaten eine feinere Differenzierung als in der europäischen Ebene, was der topografischen Heterogenität entspricht. Weiträumige Ausbreitung eines Karpatenwolfs (ca. 300 km), Ansiedlung von Enklaven aus der Tieflandpopulation und Beimischung von Gebirgswölfen wurden festgestellt, was auf eine Populationsfraktion hinweist, die einen großräumigen Genfluss erzeugt.

Hauptschlussfolgerung
Karpatenwölfe sind durch Perioden des Bevölkerungs- und Verbreitungsrückgangs aufgrund der Ausrottung gekennzeichnet, was die Refugialrolle der alpinen Lebensräume und peripatrischen Effekte erleichtert, gefolgt von Ausdehnungen und Verschmelzungen, die wahrscheinlich durch den Waldübergang, die Anpassung der Bevölkerung und die Bemühungen um die Bewirtschaftung des Naturschutzes verursacht wurden. Neue Vorkommen und Hybridisierungsereignisse lassen weitere Kontakte zwischen ehemals isolierten Populationen vermuten, mit potenziell gegensätzlichen Auswirkungen von Heterosis und Auszuchtdepression. Die Erholung der Bevölkerung könnte aufgrund der Isolierung durch die Umwelt und der anthropogenen Einflüsse behindert werden.


Szewczyk et al. (2019): Dynamic range expansion leads to establishment of a new, genetically distinct wolf population in Central Europe. DOI: 10.1038/s41598-019-55273-w. Volltext Google Translate.

Abstract
Lokale Extinktions- und Rekolonisationsereignisse können die genetische Struktur von unterteilten Tierpopulationen beeinflussen. Der graue Wolf (Canis lupus) wurde aus den meisten Teilen Europas ausgestorben, hat aber kürzlich einen großen Teil seines historischen Verbreitungsgebiets neu besiedelt. Im westlichen Teil der europäischen Tiefebene ist eine außergewöhnlich dynamische Zunahme der Wolfspopulation zu beobachten. Die genetischen Konsequenzen dieses Prozesses sind jedoch noch nicht vollständig geklärt. Wir wollten die genetische Vielfalt dieser kürzlich etablierten Wolfspopulation in Westpolen (WPL) untersuchen, ihre Herkunft bestimmen und neue Daten zur populationsgenetischen Struktur des grauen Wolfs in Mitteleuropa liefern. Wir verwendeten sowohl räumlich explizite als auch nicht explizite Bayes'sche Clustering-Ansätze sowie eine modellunabhängige, multivariate Methode DAPC, um auf die genetische Struktur eines großen Datensatzes (881 identifizierte Individuen) von Wolf-Mikrosatelliten-Genotypen zu schließen. Um die in der untersuchten Population beobachteten Muster in einen breiteren biogeografischen Kontext zu stellen, analysierten wir auch ein Fragment der mtDNA-Kontrollregion, das in früheren Studien häufig verwendet wurde. In den neu besiedelten Gebieten westlich der Weichsel stellten wir im Vergleich zu einer Quellpopulation einen leicht verringerten Allelreichtum und eine geringere Heterozygotie fest. Wir entdeckten eine relativ starke West-Ost-Strukturierung bei Tieflandwölfen, die wahrscheinlich auf Gründerflush [founder-flush] und Allelsurfen [allel-surfing] während der Verbreiterung des Verbreitungsgebiets zurückzuführen ist und zu einer klaren Unterscheidung der genetischen Gruppen von WPL, östlichem Tiefland und Karpaten führt. Interessanterweise bildeten Wölfe aus kürzlich rekolonialisierten Berggebieten (Sudetes Mts, Südwestpolen) eine Ansammlung von Tiefland-, nicht jedoch Karpatenwolfpopulationen. Wir haben auch ein Gebiet in Zentralpolen identifiziert, das ein Schmelztiegel der westlichen, östlichen Tiefland- und Karpatenwölfe zu sein scheint. Wir schließen daraus, dass der Prozess der dynamischen Rekolonialisierung des mitteleuropäischen Tieflandes zur Bildung einer neuen, genetisch unterschiedlichen Wolfspopulation führt. Zusammen mit der Ansiedlung und Etablierung von Rudeln in Bergen durch Flachlandwölfe und umgekehrt lässt sich vermuten, dass die derzeitige wolfgenetische Struktur in Mitteleuropa eher von der demografischen Dynamik und möglicherweise von anthropogenen Barrieren als von ökologischen Faktoren (z. B. vom Lebensraum abhängige Verbreitungsmuster) beeinflusst wird.
... Leseempfehlung für Molekularbiologen*; ich habe mir hauptsächlich die bunten Punkte auf den Karten angeschaut. :D

*(Für solche die es noch werden wollen (mit zuviel Freizeit und Spaß bei Excel), siehe hier. :p)
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Erklärbär
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Re: Genetik der Wölfe: Hybridisierung, Introgression und Abstammungslinien

Beitrag von Erklärbär »

Das ist mittlerweile eine interessante Literaturliste.

Ich hege jedoch starke Zweifel, dass sich hier irgendjemand mal näher mit den Inhalten auseinandergesetzt hat.

Sonst könnte man in anderen Threads auch mal über Hybridisierung diskutieren, anstatt nicht ins Raster passende Beiträge anderer Forenmitglieder zu löschen.
Will you walk out of the air, my lord?

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Old Trapper
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Re: Genetik der Wölfe: Hybridisierung, Introgression und Abstammungslinien

Beitrag von Old Trapper »

Erklärbär hat geschrieben:
13. Dez 2019, 10:10
Das ist mittlerweile eine interessante Literaturliste.

Ich hege jedoch starke Zweifel, dass sich hier irgendjemand mal näher mit den Inhalten auseinandergesetzt hat.

Sonst könnte man in anderen Threads auch mal über Hybridisierung diskutieren, anstatt nicht ins Raster passende Beiträge anderer Forenmitglieder zu löschen.
Um sich näher mit den Aussagen der oben zitierten und weiterer Literatur zur Thematik Hybridisierung, Genintrogression - oder besser zur genetischen Evolution von Arten, geografischen Rassen und lokalen Populationen ernsthaft auseinanderzusetzen bedarf es umfangreicher Kenntnisse in den Bereichen Genetik und Evolution. Solange den meisten Mitmenschen (auch hier im Forum) selbst einfache Grundkenntnisse über den Ablauf populationsgenetischer Prozesse fehlen dürften, ist eine ernsthafte Diskussion oder Debatte auf diesem Feld m. M. nach kaum möglich.
Viele auch hier im Forum zu findenden Beiträge zu diesem Thema können das leider nur bestätigen.

Im Übrigen liefern die oben zitierten Quellen denen, die sich in der Materie auskennen nichts wesentlich Neues und schon gar nichts Überraschendes.
Denke erst bevor du schreibst,
sende erst nachdem du denkst!

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Dr_R.Goatcabin
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Re: Genetik der Wölfe: Hybridisierung, Introgression und Abstammungslinien

Beitrag von Dr_R.Goatcabin »

Es hat einen Grund, weshalb der Blödel-Thread um Hybridwölfe endlich (!) dichtgemacht wurde. Das hier ist keine Ausweich-Müllkippe, sondern dafür da, neue wie alte Artikel um .. [siehe Name oben] zu listen.
Old Trapper hat geschrieben:
13. Dez 2019, 11:14
Um sich näher mit den Aussagen der oben zitierten und weiterer Literatur zur Thematik Hybridisierung, Genintrogression - oder besser zur genetischen Evolution von Arten, geografischen Rassen und lokalen Populationen ernsthaft auseinanderzusetzen bedarf es umfangreicher Kenntnisse in den Bereichen Genetik und Evolution. Solange den meisten Mitmenschen (auch hier im Forum) selbst einfache Grundkenntnisse über den Ablauf populationsgenetischer Prozesse fehlen dürften, ist eine ernsthafte Diskussion oder Debatte auf diesem Feld m. M. nach kaum möglich.
Amen to that.

Ansonsten besteht auch kein Anspruch darauf, sensationell Neues zu präsentieren - wie auch jeder in der Wissenschaft weiß, dass die Mehrheit an Paper schlicht weitere kleine Puzzleteile liefern. Ich gehe mal davon aus, dass Old Trapper den Mehrwert des Threads hier nicht in Frage stellen, sondern just in Relation setzen wollte. ... Auch wenn es beim ersten Lesen anders klingt. Interessierte Menschen mit entsprechend nötigem Hintergrundwissen für korrekte Interpretation, Forumsmitglied oder nicht, können und sollen sich gerne bedienen, oder gerne auch Ergänzungen liefern.

Es sei jedem anheimgestellt, sich nicht unnütz zu äußern, wenn man nichts beizutragen hat.
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Dr_R.Goatcabin
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Re: Genetik der Wölfe: Hybridisierung, Introgression und Abstammungslinien

Beitrag von Dr_R.Goatcabin »

Zum Ende des Jahres noch der kleine Abstecher in Erfahrungen, wie genetische Proben (am besten) gesammelt werden, und wie kritisch der Zeitfaktor ist (dürfte aber grob bereits bekannt sein).

Piaggio et al. (2019): DNA persistence in predator saliva from multiple species and methods for optimal recovery from depredated carcasses. DOI: 10.1093/jmammal/gyz156. Volltext Google Translate.

Abstract
Die molekulare Forensik ist ein wichtiger Bestandteil der Erforschung und des Managements von Wildtieren. Mithilfe von DNA aus nicht-invasiven Proben, die an Raubtierstandorten gesammelt wurden, können wir Raubtierarten identifizieren und individuelle Genotypen ermitteln. Dies verbessert unser Verständnis der Dynamik von Raubtieren und der Auswirkungen von Raubtieren auf Nutztiere und gefährdete Arten. Zur Verbesserung der Probenahmestrategien haben wir zwei Probenahmemethoden und die geschätzten Abbauraten von Predator-DNA an Kadavern mehrerer Beutetiere getestet. Wir fütterten drei gefangene Raubtierarten mit Kälbern (Bos taurus) und Lämmern (Ovis aires): Wölfe (Canis lupus), Kojoten (C. latrans) und Berglöwen (Puma concolor). Wir wischten den Kadaver auf dem Feld ab, entfernten ein Stück Haut von den Kadavern und wischten ihn dann im Labor ab. Wir haben alle Gewebeproben mit der Zeit abgetupft und versucht, den an der Depredation beteiligten Räuber mithilfe von Speichel-DNA zu identifizieren. Wir fanden, dass der erfolgreichste Ansatz zur Gewinnung von lebensfähiger Speichel-DNA darin bestand, das Fell von der Beute zu entfernen und im Labor abzuwischen. Wie erwartet nahm der Genotypisierungsfehler mit der Zeit zu und unsere Fähigkeit, vollständige Genotypen zu erhalten, nahm mit der Zeit ab, wobei letztere nach 24 Stunden unter 50% fielen. Wir bieten Richtlinien für die Entnahme von Speichel-DNA aus Geweben depredierter Kadaver, um die maximale Erkennungswahrscheinlichkeit zu gewährleisten.
Discussion
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Fälle von Wolfsrissen die höchste Wahrscheinlichkeit für einen Erfolg bei der Genotypisierung von Raubtieren ergaben, insbesondere wenn die Stichprobe innerhalb der ersten 12 Stunden erstellt wurde. Nach 12 Stunden sank die Erfolgsrate der Genotypisierung auf unter 25%, was darauf hindeutet, dass dieser Ansatz in Bereichen, in denen die Reaktion auf ein Rissereignis nicht schnell erfolgen kann, möglicherweise nicht die effektivste ist. Wenn DNA jedoch bei der Lösung von Rissfragen helfen kann, bei denen herkömmliche Methoden nicht helfen, kann es sich lohnen, eine Probe im Labor zu entnehmen, um eine kleine DNA-Sequenz zur Identifizierung von Arten oder einen Teil des individuellen Genotyps zu erhalten. Man könnte auch die Anzahl der im Labor durchgeführten technischen Replikationen erhöhen (Lonsinger et al. 2015), um die Erfolgsrate der Genotypisierung zu verbessern, wenn die individuelle Identifizierung kritisch ist. Unsere Ergebnisse liefern neue Leitlinien für Methoden zur optimalen DNA-Gewinnung aus Risskadavern. Unsere neue Feldsammelmethode (Entfernen eines Teils der Haut und Versenden an das Labor) steigerte den Erfolg der Genotypisierung im Vergleich zu den Standardmethoden für das Abtupfen von Risskadavern auf dem Feld. Diese Methode könnte auch die Belastung des Außendienstpersonals verringern.

( Wenn keine genetische Forensik zur Verfügung steht: wer hat die schönsten Zähne? :D )
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