ИСТИНА

Митохондриальные маркеры широко используются для изучения биоразнообразия и построения молекулярных филогений. Однако согласованность классической и молекулярной систематики часто нарушается. Анализ хранящихся в Генбанке последовательностей митохондриальных (мт) генов из работ по филогенетике разных таксонов убедительно показал причину несоответствий молекулярных данных с классическими морфологическими признаками – использование в анализе ядерных копий мт-генов (NUMT) (Гребельный и др., 2018). В настоящее время NUMT обнаружены во всех исследованных в этом отношении растениях и животных. Предметом нашего исследования стали представители комплекса пеночек-таловок, рассматриваемые в настоящее время чаще всего в качестве 3 видов: Ph. borealis sensu stricto, Ph. examinandus и Ph. xanthodryas (del Hoyo, Collar, 2016). Секвенирование полного митогенома двух особей с о. Сахалин методом пиросеквенирования на Roche GS Junior выявило у одной из них два значительно дифференцированных гаплотипа: собственно мт-гаплотип examinandus и NUMT, сходную с мт-гаплотипом borealis (Спиридонова, Вальчук 2022). Специфичные праймеры специально были созданы для одновременного синтеза фрагмента, включающего части генов ND5 и cyt b, как из митохондриального, так и из ядерного генома. С их помощью исследованы 102 образца из 19 локалитетов России и Японии: 99 Ph. borealis, Ph. examinandus из коллекции Зоомузея МГУ и 3 Ph. xanthodryas, из музея ДВФУ. Секвенирование амплифицированных фрагментов общей протяженностью более 1.5 т.п.н. у 48-ми особей показало наличие двух гаплотипов таксон-специфичного митохондриального и значительно дифферецированной ядерной копии. Из общего числа сиквенсов были выделены последовательности, содержащие сходные двойные пики в таксон-специфичных сайтах. Для четырех образцов проведено клонирование и получено более 100 клонов. В сравнительном анализе мы использовали также последовательности генов ND5 и cyt b из Генбанка NCBI: Ph. xanthodryas (о. Сикоку-AB362465; AB362466), Ph. examinandus (Сахалин-AB362464) и Ph. borealis (Магадан-AB362462, Аляска-AB362461). Для определения филогрупп гаплотипов использован метод максимального правдоподобия (модель замен GTR+G, bic=17257,28). В результате анализа на реконструкции выделены четыре кластера, три из которых были глубоко дифференцированы и соответствовали видам Ph. xanthodryas, Ph. borealis и Ph. examinandus. Четвертый кластер оказался гетерогенным и имел промежуточное расположение между borealis и examinandus. Он включал ядерные копии мт-гаплотипов от особей всех вышеперечисленных видов. Необходимо особо подчеркнуть, что в кластер Ph. xanthodryas попала одна из копий (NUMT), принадлежащая птице из западной части ареала (Респ. Коми, ЗММГУ-R-34870). Таким образом, впервые в ядерном геноме западной Ph. borealis обнаружена копия мт-гаплотипа японской таловки Ph. xanthodryas, имеющая высокое сходство с ее мт-геномом, что подтверждает ядерное происхождение мт-гаплотипа последней. Присутствие в ядерном геноме анализируемых видов значительно дифференцированных, но в тоже время выделенных в отдельную группу митохондриальных копий указывает на существование «котла», в котором происходила «эволюция» митохондриального генома комплекса пеночек-таловок. Необходимо отметить, что все таксон-специфичные и большинство уникальных замен митогенома исследованных образцов имелись в его ядерных копиях. Полученные данные указывают на то, что источником митохондриальных замен в данном случае являются мутации в ядерных копиях мт-генов. Поскольку все модели филогенетических реконструкций для мт-гаплотипов основаны на постепенном накоплении мутаций в самом митогеноме, то рекомбинационные события, случающиеся между ядерным и митохондриальным геномами с резкой сменой «старого» гаплотипа на сильно дифференцированный «новый», разрушают все модели. С большой долей вероятности можно утверждать, что время дивергенции мт-гаплотипов анализируемых видов значительно меньше, чем предполагалось ранее (Saitoh et al. 2010; Alstrom et al. 2011). «Молекулярные часы» не учитывающие рекомбинационные события между разными геномами в данном случае не могут быть использованы. Сравнение митохондриальных генов и их ядерных копий может прояснить происхождение таксон-специфичных митохондриальных гаплотипов, как показано нами ранее (Спиридонова и др., 2017; Спиридонова и др., 2019).