Μελέτη των φυλογενετικών σχέσεων των χρωμοσωματικών φυλών του υπόγειου σκαπτοποντικού Microtus thomasi με κυτταρογενετικές και μοριακές μεθόδους

Στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής μελετήθηκαν οι φυλογενετικές σχέσεις των χρωμοσωματικών φυλών του είδους M. thomasi με κυτταρογενετικές και μοριακές προσεγγίσεις. Συλλέχθηκαν συνολικά 408 άτομα από 65 τοποθεσίες της Ελλάδας, της Αλβανίας και του Μαυροβουνίου, που μελετήθηκαν με κλασικές κυτταρογενετικές μεθόδους (πρότυπο G & C ζώνωσης), συγκριτική μοριακή κυτταρογενετική ανάλυση με δείκτες τελομερικές και δορυφορικές αλληλουχίες, μοριακή φυλογένεση με δείκτες μιτοχονδριακούς γενετικούς τόπους (cytb, D-loop) και εργαστηριακές διασταυρώσεις ανάμεσα σε άτομα από διαφορετικές χρωμοσωματικές φυλές. Τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής δείχνουν ότι οι σκαπτοποντικοί από την Αττική και την Εύβοια παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές σε σχέση με τους υπόλοιπους πληθυσμούς, σε όλες τις προσεγγίσεις που χρησιμοποιήθηκαν και προτείνεται να θεωρηθούν ως διακριτό είδος με το όνομα Microtus atticus, όπως είχε αρχικά περιγραφεί από τον Miller το 1910. Τα δύο αδελφά είδη M. thomasi και M. atticus έχουν παρόμοιο πρότυπο C και G ζώνωσης στα αυτοσωματικά χρωμοσώματα, αλλά διαφέρουν ως προς την σύσταση της ετεροχρωματίνης των Χ χρωμοσωμάτων (στο Μ. atticus αποτελείται κυρίως από τη δορυφορική αλληλουχία Mth-Alu900, ενώ στο M. thomasi από τελομερικές αλληλουχίες), παρουσιάζουν αναπαραγωγική απομόνωση (σε εργαστηριακές συνθήκες δίνουν στείρα F1 υβρίδια) και παρουσιάζουν γενετικές αποστάσεις, παραπλήσιες με άλλα στενά συγγενικά είδη Microtus ως προς τους μιτοχονδριακούς γενετικούς τόπους (cytb: 2,7% και D-loop: 2,6%). Τα δύο παραπάνω είδη παρουσιάζουν εκτεταμένους χρωμοσωματικούς πολυμορφισμούς που ομαδοποιούνται σε εννέα χρωμοσωματικές φυλές στο είδος M. thomasi: “thomasi” (2n=44, FN=44), “peloponnesiacus" (2n=44, FN=46), “Tichio” (2n=42, FN=44), “Rb-subalpine”(2n=40, FN=42), “subalpine” (2n=42, FN=42), “Preveza” (2n=40, FN=42), “Kali” (2n=40, FN=42), “Aridea” (2n=38, FN=42), “Edessa”(2n=38, FN=40) και δύο φυλές στο είδος M. atticus: "atticus" (2n=44, FN=46), "Evia" (2n=44, FN=44).Α. Περίληψη2Με βάση τα αποτελέσματα των εργαστηριακών διασταυρώσεων, τη φυλογενετική και την κυτταρογενετική μελέτη, πραγματοποιήθηκε μία εκτεταμένη αναθεώρηση της προέλευσης των ήδη γνωστών χρωμοσωματικών φυλών, ενώ βρέθηκαν και περιγράφηκαν νέες χρωμοσωματικές φυλές. Οι πληθυσμοί σκαπτοποντικών από την Αττική και την Πελοπόννησο, που σύμφωνα με παλαιότερες εργασίες, είχαν περιγραφεί ως "atticus" και άνηκαν στο είδος M. thomasi, στην παρούσα διδακτορική διατριβή διαχωρίζονται σε δύο χρωμοσωματικές φυλές, που κατατάσσονται στα δύο διαφορετικά είδη. Οι πληθυσμοί από την Αττική ανήκουν στη φυλή "atticus" και κατατάσσονται στο είδος M. atticus, ενώ οι πληθυσμοί σκαπτοποντικών από την Πελοπόννησο θεωρούνται ως μία διακριτή φυλή, την "peloponnesiacus" και κατατάσσονται στο είδος M. thomasi. Οι χρωμοσωματικές φυλές του είδους M. thomasi: “Tichio”, “Preveza”, “Kali” και "Edessa" που είχαν αναφερθεί ως πολυμορφισμοί σε παλαιότερες εργασίες, περιγράφονται πια ως διακριτές χρωμοσωματικές φυλές. Επίσης, περιγράφονται για πρώτη φορά η χρωμοσωματική φυλή “Aridea” (2n=38, FN=42) του είδους M. thomasi και η χρωμοσωματική φυλή "Evia" (2n=44, FN=44) του είδους M. atticus. Οι χρωμοσωματικές φυλές "atticus" του είδους M. atticus και "peloponnesiacus", "subalpine", "Kali" και "Edessa" του είδους M. thomasi διασταυρώθηκαν στο εργαστήριο με την θεωρούμενη ως πιο πρωτόγονη φυλή "thomasi" του είδους M. thomasi. Η χρωμοσωματική φυλή "atticus", που ανήκει στο είδος M. atticus, έδωσε στείρους απογόνους με τις φυλές "peloponnesiacus" και "thomasi", που ανήκουν στο είδος M. thomasi. Οι σκαπτοποντικοί της φυλής "subalpine" έδωσαν γόνιμους απογόνους στην F1 γενεά, στην F2 γενεά και στις ανάδρομες διασταυρώσεις, όταν διασταυρώνονται με σκαπτοποντικούς της φυλής "thomasi". Αντίθετα, οι σκαπτοποντικοί της φυλής "Kali" έδωσαν στείρους απογόνους στην F2 γενεά, ενώ οι σκαπτοποντικοί της φυλής "Edessa" έδωσαν στείρους απογόνους στην F1 γενεά, όταν διασταυρώνονται με σκαπτοποντικούς της φυλής "thomasi", αν και ανήκουν στο ίδιο είδος. Η αναπαραγωγική απομόνωση των φυλών "Kali" και "Edessa", από τη φυλή "thomasi" οφείλεται σε χρωμοσωματικές ασυμβατότητες και αποτελεί ένδειξη ότι η γενετική διαφοροποίηση των χρωμοσωματικών φυλών μπορεί να οδηγήσει υπό προϋποθέσεις σε ειδογένεση.Α. Περίληψη3Με βάση την παλαιογεωγραφία του ελληνικού χώρου και την συγκριτική ερμηνεία των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από όλες τις προσεγγίσεις, παρουσιάζεται ένα πιθανό σενάριο της εξελικτικής ιστορίας των χρωμοσωματικών φυλών των ειδών M. thomasi και M. atticus. Υποθέτουμε ότι η προγονική μορφή των δύο ειδών βρισκόταν σε παγετώδες καταφύγιο της Νότιας Ελλάδας κατά την τελευταία παγετώδη περίοδο (πριν από 10.000-125.000 χρόνια). Εξαιτίας οικολογικών ή/και παλαιοκλιματολογικών παραγόντων, ο αρχικός πληθυσμός διασπάστηκε σε δύο υποπληθυσμούς, που σταδιακά διαφοροποιήθηκαν σε διακριτά είδη. Με το τέλος της πρόσφατης παγετώδους περιόδου, η σταδιακή βελτίωση των κλιματολογικών συνθηκών, επέτρεψε στο είδος M. thomasi να αποικίσει την Κεντρική και Βόρεια Ελλάδα, την Αλβανία και το Μαυροβούνιο, όπου διαμορφώθηκαν σταδιακά όλες οι γνωστές χρωμοσωματικές φυλές. Αντίθετα, οι αλλαγές στο ηπειρωτικό ανάγλυφο, όπως η άνοδος της στάθμης της θάλασσας και ο αποχωρισμός της Εύβοιας από την Στερεά Ελλάδα, απομόνωσαν το είδος M. atticus στην περιοχή της Αττικής και της Εύβοιας αποτρέποντας την περαιτέρω εξάπλωσή του