Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы. Современные подходы к исследованию популяционнои структуры медоносной пчелы .
1.1 .Гибридизация башкирской популяции медоносной пчелы. 8
1.2. Популяционная система. 12
1.2.1. Оптимальный уровень биоразнообразия - показатель стабильности популяции . 19
1.3.Биоразнообразие медоносной пчелы.
1.3.1 .Внутривидовой полиморфизм медоносной пчелы. 23
1.3.2. Популяции среднерусской медоносной пчелы в России . 24
1.3.3. Медоносная пчела на Южном Урале. 27
1.4. Методы исследования полиморфизма Apis mellifera. 31
1.4.1. Возможности метода RAPD-PCR. 34
Глава 2. Материалы и методы исследований
2.1.Характеристика объектов исследования
2.2. Методы исследования популяционно-генетического разнообразия медоносной пчелы. 39
2.2.1 .Выделение ДНК 41
2.2.2.Амплификация тотальной ДНК 41
2.2.3.Электрофоретическое фракционирование ДНК 42
2.2.4.Методы идентификации расового происхождения 43
2.2.4.1 .Анализ полиморфизма мтДНК (локус СОІ-СОІІ) 43
2.2.5. Компьютерный анализ и статистическая обработка результатов . 44
Глава 3. Экспериментальная часть 47
3.1. Экстерьерные признаки рабочих пчёл из популяций Южного Урала и Пермской области.
3.2. Полиморфизм межлокусного участка цитохромоксидазы I и цитохромоксидазы II южно-уральской популяции медоносной пчелы. 59
3.3. Оценка уровня биоразнообразия в локальных популяциях медоносной пчелы.
3.3.1. Соотношение внутри- и межгрупповой дифференциации медоносной пчелы на Южном Урале. 71
3.4. Генетические расстояния по Нею (Nei, 1978) между выборками медоносной пчелы из районов Южного Урала. 72
3.4.1. Соотношение полиморфизма межлокусного участка цитохромоксидазы I и цитохромоксидазы II и RAPD полиморфизма в южно-уральской популяции медоносной пчелы . 74
3.5. Исследование пчёл гибридной популяции (популяции Иглинского района) методом RAPD — PCR, полиморфизма межлокусного участка COI - СОИ, оценка биохимических и экстерьерных показателей пчёл. 78
Вывода
Практические предложения 96
Список литературы 97
- Оптимальный уровень биоразнообразия - показатель стабильности популяции
- Популяции среднерусской медоносной пчелы в России
- Компьютерный анализ и статистическая обработка результатов
- Соотношение полиморфизма межлокусного участка цитохромоксидазы I и цитохромоксидазы II и RAPD полиморфизма в южно-уральской популяции медоносной пчелы
Введение к работе
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
Современные подходы к исследованию популяционнои структуры медоносной пчелы.
1.1 .Гибридизация башкирской популяции медоносной пчелы. 8
1.2. Популяционная система. 12
1.2.1.Оптимальный уровень биоразнообразия - показатель 19 стабильности популяции.
1.3.Биоразнообразие медоносной пчелы.
1.3.1 .Внутривидовой полиморфизм медоносной пчелы. 23
Популяции среднерусской медоносной пчелы в России. 24
Медоносная пчела на Южном Урале. 27 1.4. Методы исследования полиморфизма Apis mellifera. 31 1.4.1. Возможности метода RAPD-PCR. 34
Оптимальный уровень биоразнообразия - показатель стабильности популяции
Башкирская пчела, представляющая собой популяцию среднерусской расы медоносной пчелы Apis mellifera mellifera, до недавнего времени была примером изолированной природной популяции, хорошо адаптированной к природно-климатическим условиям горно—лесной Башкирии (Петров, 1970). С 60-х г.г. XX в. происходил завоз южных пчёл на территорию Южного Урала, что привело к их массовой гибридизации с пчёлами нативной популяции и к снижению адаптивности южно-уральской популяции медоносной пчелы.
Межрасовая гибридизация пчелы является не только проблемой одного региона, гибридизация распространена и в других ареалах обитания данного вида (Бородачев, 1984, Гранкин, 2004). Гибридизация между расами медоносной пчелы стала широко распространённой в связи с деятельностью человека. Особо заметные трансформации произошли со среднерусскими и украинскими степными пчёлами, наследственность которых оказалась обогащенной качествами южных, а чаще всего, кавказских пчёл (Бажелькас, 1987). Став более изменчивыми и генетически нестабильными, лишившись способности надёжно и устойчиво передавать потомству обусловленные наследственностью признаки и особенности, чистопородные пчёлы уступили место помесям (Коптев, 1965). В значительной мере этому способствовал широко распространённый взгляд на тот метод межпородной гибридизации, благодаря которому в животноводстве были созданы многие сорта животных и который с лёгкостью применили в пчеловодстве (Рак, 1960).
В 1956г. Доктор В.Керр, полагая, что европейские пчёлы, завезённые переселенцами в Латинскую Америку, недостаточно продуктивны, использовал 183 матки Apis mellifera scutellata из Африки для получения помесей между ними и "местными " пчёлами европейского происхождения. Результаты гибридизации оказались неожиданными. Афропомеси в неблагоприятных условиях тропических лесов вскоре вышли из-под контроля и, размножившись, превратились в неуправляемую массу чрезвычайно агрессивных пчёл. Спустя 20 лет появились сведения о заметном улучшении и значительном повышении их продуктивности, хотя сообщения о селекционной работе больше относились к обычной замене помесных маток матками европейских пород на пасеках. Афропомеси, обитающие на огромнейшей территории бразильских лесов, трансформируются под влиянием двух параллельных процессов поглощения африканской крови на пасеках пчёлами европейских пород и продолжающимся воздействием неконтролируемой массы "диких" помесных особей на пчёл Латинской Америки в целом. Косвенным подтверждением того, что последнее влияние более значительно, служит сообщение о дальнейшем распространении афропомесей. Таким образом, гибридизация пчёл в условиях Бразилии ярко высветила её отрицательные стороны.
В условиях России и Украины гибридизация среднерусских и украинских пчёл с пчёлами южных рас привела к качественно иным процессам вследствие низкой зимостойкости помесных семей, снижения их сопротивляемости нозематозу, гнильцовым и другим заболеваниям, вызывающим гибель семей не только зимой, но и летом (Бородачев, 1986). Теоретическое освобождение наших пасек от помесных пчёл представляется более простым, чем аналогичный процесс в Латинской Америке, из-за более сложных условий существования и более суровых природных фильтров, а также благодаря тому, что пчелиные семьи в России и на Украине находятся под большим контролем человека, чем в условиях Латинской Америки.
Гибридизацию нельзя рассматривать отдельно экологического контекста (Снегур, 2004). Процесс гибридизации, как источник изменчивости, служащей, в свою очередь, материалом для появления адаптации к новой среде обитания, был рассмотрен Р. Левонтином (Lewontin, 1966). При скрещивании двух близких видов плодовых мух, обитающих в разных частях Австралии (южной и северной), выдвинута гипотеза о взаимовлиянии геномов Dacus neohumeralis и D. triony, которое обеспечивало генетическое разнообразие для отбора лучше приспособленных к экстремальным условиям окружающей среды генотипов. Эксперименты (Lewontin, 1966) показали состоятельность данной гипотезы. Если даже гибридизация являлась невыгодной и вела к снижению жизнеспособности, внесение генов от одного вида мух другому виду способствовало образованию новых вариантов, которые в последующем могли являться материалом для приспособительной эволюции в определенных природно-климатических условиях.
Таким образом, гибридизация привела к отклонению от оптимального уровня разнообразия у каждого из видов мух рода Dacus, к образованию новых генетических вариантов гибридов, некоторые из которых возможно нашли бы адекватную экологическую нишу и получили развитие в последующих поколениях. Популяции с оптимальным уровнем биоразнообразия представляют собой сбалансированные по многим аллелям системы, что обеспечивает наилучшую приспособленность и эффективное воспроизводство.
Причины, по которым ожидаемое улучшение качеств башкирской популяции медоносной пчелы обернулось спадом хозяйственно-полезных признаков и низкой жизнеспособностью гибридных пчёл, возможно, найдут некоторое объяснение в результатах исследований эффекта гетерозиса на других организмах.
Эффект гетерозиса на популяционном уровне является результатом не только гибридизации (акклиматизации), показано в исследованиях популяций нерки, что гетерозис является результатом нарушения генетической структуры популяции вследствие промысла и других видах вмешательства, и соответственно, зависит от структурной генетической дифференциации, связанной с различиями в уровнях гетерозиготности внутри популяции (Алтухов, Варнавская, 1983).
Зависимость эффекта гетерозиса от новых генетических комбинаций показана на сосне обыкновенной (Животовский и Духарёв, 1985). При комбинации четырёх слабосцепленных локусов эстераз были получены 16 гаплотипов, доли которых теоретически должны быть равны 6.25%. На самом деле фактическая суммарная частота двух гаплотипов составила 47% (против ожидаемых 12.5%). Единственное непротиворечивое объяснение наблюдаемого соотношения частот - отбор в течение поколений в пользу гетерозигот по совокупности определённых эстеразных локусов. Как показано, отбор действует на стадии зародыша, причём особи с генотипом A2B2CD/A2BiC2D2 наиболее приспособлены, тогда как приспособленность других генотипов падает с уменьшением их гетерозиготности, т.е. наблюдается гетерозис по скорости роста.
Популяции среднерусской медоносной пчелы в России
Выделяют несколько уровней биоразнообразия: разнообразие видов, экосистем (Одум, 1986; Пузаченко Ю.Г, 1992; Савилов , 1997), разнообразие жирных кислот планктона и бентоса в сообществе, генетическое разнообразие в популяциях.
Связь между устойчивостью системы и ее разнообразием описана в ряде работ (Емельянов, 1994, Пузарченко, 1992, 1996, Букарева и др., 1994). Адаптивная способность систем на разных уровнях организации по-разному реагирует на изменения уровня разнообразия. С одной стороны, устойчивость зависит от сложности состава биотических систем, следовательно, им свойственно стремление к достижению максимального значения и соответственно к наибольшей сложности в пределах допускаемой среды (Емельянов, 1994). Однако при достижении определённого уровня "высокое разнообразие может привести к тому, что многочисленные виды, ведущие конкурентную борьбу друг с другом, могут дестабилизировать экосистему. Тем не менее, чем выше биоразнообразие биологической системы, тем более она устойчива к внешним воздействиям и наоборот, чем ниже разнообразие, тем чувствительнее она к действующим факторам (там же). Отмечено, что видовое разнообразие невелико в системах, подвергающихся стрессовым воздействиям. Оно может снижаться и при конкуренции в старых сообществах, существующих в стабильной среде.
Известно, что высокое разнообразие характерно для максимума численности, низкое имеет место в фазе депрессии, однако при достижении минимального разнообразия в биосистемах вступают в действие механизмы, препятствующие его дальнейшему уменьшению: разнообразие вновь восстанавливается. Таким образом, можно выделить два уровня разнообразия: минимальный и критический. Достижение первого не служит причиной биосистемы и выхода её из колебательного режима, тогда как уменьшение разнообразия ниже критического уровня может приводить к необратимым последствиям (Емельянов, 1994).
Принцип минимального разнообразия, сформулированный И.Г.Емельяновым, заключается в том, что "любая биологическая система разного уровня может существовать при условии определенного (минимального) разнообразия своих компонентов. Ниже минимального уровня находится критическое разнообразие, достижение которого ведет к разрушению биосистемы". Из этого наблюдения вытекает и теория критических уровней, которые "определяются зависимостью между критерием эффективности системы и разнообразием. Очевидно, что существуют такие значения эффективности, при которых система перестаёт существовать... Эти значения соответствуют уровням разнообразия системы, которые названы критическими уровнями" (Букарева,1994).
Зависимость между устойчивостью системы и разнообразием на популяционном уровне показана в работе Ю.П.Алтухова (Алтухов, 1989). Установлено, что адаптационный максимум в популяциях достигается при оптимальном генном разнообразии и поддерживается механизмами: селективными скрещиваниями (Алтухов, Варнавская, 1983, Варнавская, 1984), подраздел енностью популяции на субпопуляции (Рычков, Шереметьева, 1976), ограничением свободной рекомбинации (Алтухов, Клименко, 1978; Бараускене и др., 1985) и др. ( цит. по Алтухов, 1989).
Экспериментальная разработка данной проблемы произведена на полиморфных ферментных системах хвойных (Алтухов, Духарев, Животовский, 1983; Adams, 1983). С увеличением гетерозиготности (генетического разнообразия) материнских деревьев доля нежизнеспособных семян сначала уменьшается, а затем по достижении определённого уровня, практически тождественного среднепопуляционному, начинает возрастать.
За последние полвека ареал Apis mellifera mellifera существенно сократился из-за вырубки лесов, интродукции других рас пчел. Благодаря человеку гибридные формы получили широкое распространение, что снизило уровень адаптивности популяций к окружающей среде (Черевко, 1995). Результатом отдаленной межрасовой гибридизации медоносной пчелы среднерусской расы Apis mellifera mellifera с завезенными пчелами из южных областей ареала данного вида явилось снижение продуктивности и жизнеспособности гибридных пчел на Южном Урале. Процесс акклиматизации, в данном случае гибридизации, принято рассматривать как фактор экологического загрязнения, приводящий к нарушению структуры популяции, популяционно-генетических процессов, характерных для адаптивной популяции ("World Conservation Strategy", Gland, 1980).
Представления об оптимальной гетерозиготности (или оптимальном разнообразии по совокупности независимых генов) как мере максимума адаптации популяции к конкретной среде, в которой они сформировались и обитают ныне, сформулированы Ю.П.Алтуховым в 1983 г. Близкие взгляды развивают также Лившиц и Кобылянский (Livshits, Kobyliansky, 1985). Высокая гетерозиготность, будучи выгодной для отдельной особи, может оказаться нежелательной для приспособленности популяции в целом. В данном случае прослеживается аналогия с теорией информации, согласно которой как избыток информации, так и её недостаток одинаково неблагоприятны для нормального функционирования системы. В частности, неограниченный рост полиморфизма и гетерозиготности способен привести к необычайно высокому уровню генетической рекомбинации, в связи с чем гармоничные межлокусные взаимодействия станут невозможными. Вероятность нарушения кооперативности взаимодействующих генов должна быть особенно велика именно на ранних онтогенетических стадиях, когда в силу незрелости многих функциональных систем развивающегося организма его жизнеспособность зависит, прежде всего, от наиболее уязвимых звеньев в цепи метаболических процессов. В случае справедливости сделанных предположений следует ожидать определённой корреляции между уровнями индивидуальной гетерозиготности родителей и жизнеспособностью потомства, а также сопряжённой изменчивости моногенных и полигенных признаков.
Экспериментальная проработка данной проблемы проводилась на хвойных растениях в силу того, что они имеют уникальную систему размножения, многочисленные полиморфные системы, доступные исследованию на ранних онтогенетических стадиях, включая гаметическую фазу (Алтухов, Духарёв, Животовский, 1983; Adams, 1983). В исследованиях аллозимного полиморфизма в природной популяции ели европейской Picea abies (Алтухов, Гафаров, Крутовский и др., 1986), обнаружилась положительная корреляция (г-0.52; Р 0.001) между уровнями индивидуальной гетерозиготности по шести аллозимным локусам и суммарной долей пустых мёртвых семян. Причём, с увеличением гетерозиготности материнских деревьев доля нежизнеспособных семян сначала уменьшается, а затем по достижении определённого уровня, практически соответствующего среднему популяционному, начинает возрастать. Предполагается, что более гетерозиготные деревья по любым генам несут большое количество рециссивных деталей или полулеталей. Если гетерозиготность поддерживается системой сбалансированной летальности и при этом имеет место сцепление соответствующих генов с аллозимными локусами, можно наблюдать зависимость: чем выше индивидуальная биохимическая гетерозиготность, тем больше доля нежизнеспособных семян. Не отрицая возможности такого механизма, Алтухов (1980) предполагает, что результат, полученный на ели, так же, как и у горбуши, связан с уровнями индивидуальной биохимической гетерозиготности самой по себе. Компенсацией за высокую гетерозиготность в этом случае является выщепление значительного числа неадаптивных генотипов, которые и составляют сегрегационный груз популяции, если под ним понимать не только появление менее приспособленных гомозигот, но и любых других, отрицательно влияющих на приспособленность генотипов отдельных локусов или же их комбинаций (Altukov, 1980).
Компьютерный анализ и статистическая обработка результатов
Монография, посвященная изучению биогеографии и таксономии медоносной пчелы, была опубликована Ф. Рутнером в 1988г. На основе анализа морфометрических характеристик медоносной пчелы было показано, что вид Apis mellifera , охватывающий широкий ареал (Африка, Европа и Западная Азия), подразделяется на 24 подвида, которые в свою очередь обладают характерными поведенческими и экологическими особенностями. Данные подвиды объединяются в четыре "эволюционные ветви" (Ruttner, 1988). До недавнего времени в России использовали только морфометрический метод идентификации подвидов медоносной пчелы по 20-25 морфометрическим параметрам (Алпатов, 1948). По предложению Ф. Руттнера (1978) спектр измеряемых морфометрических признаков был расширен до сорока двух.
Хотя морфометрический анализ и позволяет разделять популяции, многие морфометрические характеристики наследуются полигенно, что осложняет их использование в популяционно-генетических исследованиях.
Аллозимы широко использовались в подобных исследованиях других видов, но дали мало информации в исследованиях структуры A.mellifera (Sheppard, Pheron, 1986). Одной из возможных причин низкого уровня аллозимного полиморфизма медоносной пчелы (Metcalf, 1975), как и у многих других перепончатокрылых (Packer, 1992), является гаплодиплоидная система наследственности. (Шаскольский, 1975, Pamilo, 1978).
Для идентификации рас пчёл также применялся метод, основанный на различиях в углеводном составе кутикулы (Smith, Brown, 1987) и ряд методов на основе анализа структуры ДНК (Smith, Brown, 1988; Smith, Brown, 1990; Blanchelot, 1992; Hunt, Page, 1995; Estop et al., 1995; Hall, 1998). В последние годы получили развитие в изучении природных популяций ДНК-методы (Конарев, 1998). Один из них - метод, основанный на амплификации методом ПЦР интронных участков митохондриальной ДНК. Данный подход применяется для оценки филогенетических связей внутри вида. Исследования полиморфизма мтДНК медоносной пчелы выявили существование трёх эволюционных ветвей (Smith, 1991; Garnery, 1992). Анализ митохондриальной ДНК позволил составить генетическую карту медоносной пчелы и выявить различия между подвидами медоносной пчелы A.m. ligustica, A. m. mellifera, A.m.carnica и A.m. scutellata (Smith, Brown, 1988; Smith, Brown, 1990). Вышеперечисленные работы положили начало изучению филогении вида A. mellifera с применением ДНК-методов (Cornuet, Garnery, 1990). Полное определение нуклеотидной последовательности мтДНК A.m.mellifera (Crozier, 1993) и детальное изучение межлокусного участка гена цитохромоксидазы COI-COII мтДНК (Crozier et al., 1989) послужило предпосылкой для разработки метода идентификации расового происхождения по материнской линии с применением технологии ПЦР (Никоноров и др., 1998). Данный генетический маркер позволил различать пчёл южного происхождения (A.m.caucasica, A.m.armenica) и пчёл, происходящих от маток среднерусской расы (A.m. mellifera).
RAPD - маркеры (Random Amplified Polimorphic DNA) - другая категория ДНК маркеров, применяемых для исследования медоносной пчелы (Чудинов и др., 1999, Поздняков и др., 2000, Кривцов, 2003). Данный тип маркеров был использован для построения генетической карты более чем 300 локусов генома медоносной пчелы (Hunt et al., 1994) и для определения структуры отцовской линии в колонии (Fondrk, 1993).
ДНК фингерпринтинг с фагом М13 (Blanchelot, 1991; Corley, 1993) или олигонуклеотидами (Moritz, 1991) также были использованы в популяционно-генетических исследованиях медоносной пчелы. Было выяснено, что филогенетические связи между четырьмя подвидами А. mellifera, основанные на фингерпринтинге с Alu-I пробой согласуются с данными по мтДНК (Tares, 1993).
Микросателлитная ДНК - класс ДНК-меркеров, который включает маркеры на основе различных количеств тандемных повторов длиной 1-5 п.н. Различные аллели характеризуются точной длиной ДНК фрагментов, полученных с помощью ПЦР. Так как микросателлитные повторы имеют высокий уровень мутаций, маркёры на их основе выявляют большое количество аллелей, благодаря чему их применяют в картировании геномов (Mutebi, 1997; Raina et al., 2001). Как кодоминантные маркеры они могут быть использованы в популяционной генетике, особенно для видов с низким уровнем аллозимной вариабельности, в том числе и для пчелы. Особи из девяти популяций, относящиеся к трём африканским подвидам (intermissa, scutellata и capensis), и четырём европейским подвидам (mellifera, ligustica, carnica и cecropia), были проанализированы по семи микросателлитным локусам. Средняя гетерозиготность и среднее число аллелей было значительно выше у африканских подвидов, по сравнению с европейскими подвидами (Estoup et al., 1995).
Соотношение полиморфизма межлокусного участка цитохромоксидазы I и цитохромоксидазы II и RAPD полиморфизма в южно-уральской популяции медоносной пчелы
Иглинская, уфимская и дуванская популяции имели сравнительно высокий уровень разнообразия. Различные уровни разнообразия RAPD-фрагментов в локальных популяциях могут быть следствием процессов гибридизации нескольких рас медоносной пчелы на территории Южного Урала. Сходные процессы гибридизации пчёл происходят и в других частях ареала данного вида. Описана гибридизация африканских и европейских пчел в Южной Америке (Benjamin et al., 2001). До завоза африканских пчёл на полуострове Юкатан обитала медоносная пчела европейского происхождения. Образцы медоносной пчелы из районов Европы, Африки и Южной Америки были проанализированы методом RELP для исследования процессов африканизации медоносной пчелы полуострова Юкатан. Был сделан вывод о гибридизации и постепенном вытеснении европейских гаплотипов африканскими гаплотипами в течение тридцати лет. Массовый завоз пчёл южных рас в Башкирию осуществлялся с 60-х годов 20 в., что позволяет предполагать о более глубоких изменениях в нативных популяциях медоносной пчелы данной территории, по сравнению с мексиканскими популяциями медоносной пчелы. Выявленная закономерность (Алтухов, 1986, Govindaraju and Dancik, 1987) об особенностях влияния климатического фактора на связь "гетерозиготность-жизнеспособность"на ели европейской, которая заключается в том что сила связи между двумя параметрами более значительна в жёстких экологических условиях для случая межрасовой гибридизации медоносной пчелы, когда гибриды между местными пчёлами и пчёлами южных рас образуются в условиях резко континентальной природно-климатической зоны, можно предполагать о преимущественном положении более гетерозиготных особей и о благоприятствовании климата Южного Урала экспансии гибридных пчёл. Для оценки процессов гибридизации африканской и европейской медоносной пчелы был применён метод RAPD-PCR. Исследователями были получены фрагменты, специфичные для африканских подвидов и восточноевропейских подвидов медоносной пчелы и фрагменты, которые встречались во всех подвидах, но с разной частотой. О степени гибридизации в исследуемых популяциях медоносной пчелы судили по усреднённым частотам африканоспецифичных RAPD-маркеров (Suazo, 1998). Хотя проблема гибридизации, сохранения аборигенных генофондов медоносной пчелы широко распространена, популяционный подход для решения данной проблемы, а именно попытка оценки оптимального уровня генетического разнообразия в популяциях медоносной пчелы предпринимается впервые.
Нуклеотидное разнообразие RAPD-фрагментов с применением параметра Шеннона - характеристика, по которой можно оценивать степень гибридизации медоносной пчелы. Минимальный уровень нуклеотидного разнообразия отмечен в Бурзянском районе, географически обособленном от других районов, в котором обитает нативная популяция медоносной пчелы среднерусской расы. Данное разнообразие RAPD-фрагментов принято за контрольный уровень нуклеотидного разнообразия популяций, состоящих из пчёл среднерусской расы, по сравнению с которым оценивались уровни нуклеотидного разнообразия в районах Южного Урала, медоносная пчела в которых подвержена гибридизации с пчелой южных рас. Нами показано, что повышение нуклеотидного разнообразия является критерием гибридизованности медоносной пчелы. Увеличение нуклеотидного разнообразия популяций медоносной пчелы в районах Южного Урала, возможно, является результатом взаимодействия (перемешивания) генофондов разных рас медоносной пчелы.
Известны примеры, в которых повышение гетерозиготности природных популяций может служить маркером нарушения генетического равновесия, адаптивной структуры нативных популяций при промысле и акклиматизации. Для нативных популяций нерки характерна исторически сложившаяся генетическая дифференциация, связанная с различиями в уровнях гетерозиготности по совокупности менделирующих признаков таким образом, что её максимум характерен для мелких гетерозисных самцов, минимум - для крупных и средний - оптимальный уровень - для самок (Алтухов, Варнавская, 1983). В норме благодаря селективным скрещиваниям адаптивное преимущество имеют более гомозиготные крупные самцы. Самки фактически уходят из-под направленного или дизруптивного отбора, и их генетическая структура остаётся относительно неизменной в поколениях. Мелкие самцы играют роль резерва генетического разнообразия, однако их доля в нативной популяции невелика. Воздействие промысла приводит к изменению вектора и интенсивности отбора. Доля крупных, более гомозиготных рыб в стаде сокращается, возрастает доля более мелких, более гетерозиготных особей. Благодаря гетерозису увеличивается скорость созревания, сокращается средняя продолжительность жизни, и как следствие, возрастает темп смены поколений. Одновременно снижается приспособленность стада, так как снижается общая плодовитость. В описанном случае, в котором происходит увеличенние гетерозиготности природной популяции под давлением промысла, избыток гетерозигот, найденный из соотношения фактических и ожидаемых численностей генотипов свидетельствующий о нарушении генетического равновесия, может служить маркером этого процесса.
При искусственном воспроизводстве популяций нужно помнить, что каждая из них имеет свой эволюционно сложившийся биологический оптимум нуклеотидного разнообразия, определяемый предшествующей эволюцией и современным положением популяции в экосистеме. Границы такого оптимума задаются её минимальным и максимальным уровнями, устойчивые оценки которых могут быть получены через усреднение результатов многолетних наблюдений. Без знания параметров зоны нуклеотидной сбалансированности генофондов их успешное сохранение и воспроизводство крайне затруднительно. Предложенный нами подход применения параметра нуклеотидного разнообразия RAPD-фрагментов для оценки степени гибридизации медоносной пчелы является методическим приёмом в мероприятиях по сохранению популяций пчелы среднерусской расы.
