ЛАБОРАТОРИЯ ЦИТОГЕНЕТИКИ

Руководитель лаборатории –

доктор биологических наук,

профессор

Елена Алексеевна Ляпунова

тел.: 8-499-135-75-83

Николай Николаевич Воронцов

Исследования по эволюционной генетике и видообразованию ведутся в Институте биологии развития РАН с 1977 года. Группа цитогенетики, которой руководил проф. Н.Н. Воронцов до 2000 г., первоначально входила в лабораторию постнатального онтогенеза, затем стала самостоятельной структурной единицей Института, и в 2002 году преобразована в лабораторию цитогенетики. Направление исследований было заложено Н.Н. Воронцовым в конце 50-х- начале 60-х годов, им были сформулированы принципы хромосомного видообразования и обосновано приложение цитогенетических методов в систематике. Основным направлением исследований лаборатории в настоящее время является изучение закономерностей эволюционного процесса, в первую очередь, ранних стадий видообразования, анализ филогенетических отношений и решение в связи с этим вопросов систематики.

На основании различия хромосомных наборов в 1960-80-е годы были выявлены виды-двойники у самых обычных животных, таких как обыкновенная полевка, обыкновенная слепушонка, кустарниковая полевка, слепыши, цокора, бараны, лоси и др.) Изучение электрофоретической подвижности изоферментов позволило вместо одного вида лесных мышей описать 4 симпатричных вида и выделить новый род Sylvaemus, что кардинально изменило систематику этой группы. Благодаря использованию методов хромосомного анализа был описан новый вид сурков - сурок Кащенко, его видовой статус подтвержден с помощью анализа ядерного генома методом интер-SINE-ПЦР.

Анализ нуклеотидных последовательностей гена cyt-b позволил уточнить филогенетические отношения в голарктической группе сусликов, и обнаружить различия евразийских и североамериканских форм. Показаны три разновременные вселения рода Spermophilus из Америки в Евразию. Молекулярно-генетическими методами выявлена широкая гибридизация у разных видов евразийских сусликов.

На уникальном модельном объекте - слепушонках р. Ellobius в течение более 30 лет изучаются закономерности хромосомного видообразования, гибридизации в природе между разными хромосомными формами и видами слепушонок. Показано, что у видов слепушонок с необычным для млекопитающим определением пола (X0/X0 или XX/XX) нет ключевого гена полоопределяющего каскада Sry, ведутся поиски гена-аналога.

Начальные этапы видообразования изучаются на группе лесных мышей. Показаны различия азиатской и европейской рас малой лесной мыши Sylvaemus uralensis по содержанию прицентромерного гетерохроматина, частотам аллозимов, по интер-SINE-ПЦР и по RAPD-фрагментам ДНК; с помощью метода проточной цитофотометрии установлена отчётливая корреляция между содержанием гетерохроматина и общим размером геномов животных.

Собрана уникальная коллекция божьих коровок ок. 50 тысяч экземпляров. Изучается внутри- и межпопуляционная изменчивость у божьей коровки Harmonia axyridis (Coleoptera, Coccinellidae) по комплексу морфологических признаков (окраска элитр, окраска пронотума, наличие элитрального гребня). Результаты анализа географической изменчивости этих признаков подтверждают гипотезу о дифференциации вида на два подвида, разделенных зоной Байкальского разлома.

Комплексные исследования показали, что эволюционные преобразования кариотипа, протеинов, нуклеотидных последовательностей и морфологических признаков могут происходить независимо и с разной скоростью, что приводит к разным эволюционным последствиям.

Сотрудники лаборатории, слева направо:

Блехман А.В.

Богданов А.С., к.б.н.

Брандлер О.В., к.б.н.

Баклушинская И.Ю., д.б.н.

G-окрашенные хромосомы гибрида пятого поколения, полученного при скрещивании разнохромосомных форм восточной слепушонки Ellobius tancrei

Объекты исследования: восточная слепушонка Ellobius tancrei

серый сурок Marmota baibacina

Важнейшие публикации:

· Воронцов Н.Н. Низшие хомякообразные (Cricetidae) мировой фауны. Ч.1. Морфология и экология. В серии "Фауна СССР", в. 125, Млекопитающие т. III, в. 6, Л-д, "Наука". 1982. 451 с.

· Воронцов Н.Н. Развитие эволюционных идей в биологии. М.: Издат. Отдел УНЦ ДО МГУ. Прогресс-Традиция, АБФ, 1999. – 640 с., 2-е изд. М.: КМК. 2004.

· Эволюция, видообразование, система органического мира: Избр. тр. / Н.Н. Воронцов; отв. ред. Е.А. Ляпунова. – М.: Наука, 2004. 365 с. Второе издание 2005 г.

· Наука. Ученые. Общество: Избр. тр. Н.Н. Воронцова. Отв. ред. Е.А. Ляпунова. М.: Наука, 2006. 436 с.

· Ляпунова Е.А., Ивницкий С.Б., Кораблев В.П., Янина И.Ю. Полный робертсоновский веер хромосомных форм слепушонок надвида Ellobius talpinus.// ДАН СССР. 1984. Т. 274. N 5. C. 1209-1213.

· Воронцов Н.Н., Блехман А.В. Феногеография и геногеография окраски надкрылий в популяциях восточноазиатской коровки Harmonia axyridis Pall. (Coleoptera, Coccinellidae) // ДАН СССР. 1986. Т. 286. № 1. С. 205-208.

· Vorontsov N.N., Lyapunova E.A. 1989. Two ways of speciation.// In: Evolutionary Biology of Transient Unstable Populations. Fontdevila A., ed. // Berlin-Heidelberg-New York, Springer-Verlag, P. 220-245.

· Воронцов Н.Н., Межжерин С.В., Боескоров Г.Г., Ляпунова Е.А.. Генетическая дифференциация видов-двойников лесных мышей (Apodemus) Кавказа и их диагностика. // ДАН СССР, 1990. Т. 309, N 5, с.1234-1238.

· Steppan S., Akhverdyan M., Lyapunova E.. Fraser D., Vorontsov N., Hoffmann R, Braun M. 1999. Molecular phylogeny of the marmots (Rodentia, Sciuridae): tests of evolutionary and biogeographic hypotheses // Systematic Biology. V. 48. N 4. P. 715-734.

· Брандлер О.В. К видовой самостоятельности лесостепного сурка Marmota kastschenkoi (Rodentia, Sciuridae, Marmotinae) // Зоологический журн. 2003. Т. 82. В. 12. C. 1498-1506.

· Богданов А.С. 2004. Аллозимная изменчивость малой лесной мыши Sylvaemus uralensis (Rodentia, Muridae) и оценка уровня дивергенции хромосомных форм этого вида // Генетика. 2004. Т. 40. № 8. С. 1099-1112.

· Baumstark A., Hameister H., Hakhverdyan M., Bakloushinskaya I., Just W. 2005. Characterization of Pisrt1/Foxl2 in Ellobius lutescens and exclusion as sex-determining genes // Mammalian Genome. V. 16. P. 281–289.

· Ляпунова Е.А. 2007. Филогения Голарктических сусликов. Молекулярно-генетические исследования. // Бюл. МОИП. Отд. биол. Т. 112. Вып. 1. С. 3 – 12.

· Saarma U., Ho S.Y.W, Pybus O. G., Kaljuste M., Tumanov I.L., Kojola I., Vorobiev A.A., Markov N.I., Saveljev A.P., Valdmann H., Lyapunova E.A., Abramov A.V., Männil P., Korsten M., Vulla E., Pazetnov S.V., Pazetnov V.S., Putchkovskiy S.V. & Rõkov A.M. 2007. Mitogenetic structure of brown bears (Ursus arctos L.) in north-eastern Europe and a new time-frame for the formation of European brown bear lineages. - Molecular Ecology, 16: 401-413.

В лаборатории постоянно проводятся экспедиции по сбору материала, собрана коллекция образцов тканей и суспензий и препаратов хромосом свыше 1000 представителей более 60 видов млекопитающих и земноводных