Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Стратегии сохранения видов Shorea lumutensis: генетическая изменчивость и сохранение На основе: С.Л. - презентация

1 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Стратегии сохранения видов Shorea lumutensis: генетическая изменчивость и сохранение На основе: С.Л. Ли и др., Создание связей между научно-исследовательской деятельностью в области сохранения и управлением сохранением редких диптерокарповых: изучение конкретного примера по Shorea lumutensis. Биологическое сохранение, 131:

2 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Небольшие двуполые цветки © СЛ Ли Почти сидячие плоды с тремя внешними и двумя внутренними крыльями © СЛ Ли Балау Путих– Белый Балау © СЛ Ли Shorea lumutensis © СЛ Ли

3 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Shorea lumutensis ограничен районом Манджунг, Полуостровная Малайзия, произрастает в пяти лесных заповедниках. Находится под угрозой исчезновения, так как его распространение ограничено, а среда обитания подвергается потенциальным угрозам деятельности человека. Эндемичный для полуостровной Малайзии

4 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов © SL Lee Сухие прибрежные диптерокарповые леса, расположенные на возвышенностях с почвами умеренной плодородности, в условиях микроклимате, где обеспечивается достаточный дренаж и не поддерживается постоянно высокий уровень влажности почвы Число крупных деревьев в данных пяти популяциях оценивалось < 500

5 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Угроза – лесозаготовка (лесной заповедник Сегари Мелинтанг) © SL Lee

6 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов © SL Lee Угроза – добыча камня (карьер) и пальмовые плантации по переработке масла (лесной заповедник Телук Мурох)

7 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Угроза – освоение земельных участков для туризма (лесные заповедники Пангкор Селатан и Сунгаи Пинанг)

8 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Потребность в научно- исследовательской деятельности Имелось недостаточно данных по биологии S. lumutensis Исследования, направленные на оценку популяционной экологии и популяционной генетики с целью выявления отдельных экологических и генетических требований существования вида … … для того, чтобы впоследствии разработать стратегии сохранения

9 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Генетические исследования Родство популяций Система скрещиваний и поток генов Эффективная группа скрещиваний Минимальный размер жизнеспособной популяции Экологические исследования Обследование популяций Демографическая структура Динамика популяций Биология цветения Изучение всхожести семян и развития всходов

10 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов © SL Lee Всего на участке площадью 8 га зарегистрировано 416 особей, имеющих >1 см в диаметре на высоте груди Плотность S. lumutensis, имеющих >30 см в диаметре ствола на высоте груди на участке – 4.4 дерева/га © SL Lee Большое количество саженцев растет вокруг взрослого дерева

11 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Краткосрочная динамика популяции ( ) 75 деревьев погибло в течение 3-летнего периода проведения исследования Гибель была зарегистрирована только в двух классах, наименьшего размера Рост был медленным – от 0.3 мм/год до 2.4 мм/год Развитие саженца Два года © SL Lee Один год © SL Lee

12 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Альтернативы сохранению Охрана существующего разнообразия Сохранение эволюционного потенциала Поддержание вариантов для будущих поколений, удовлетворяя текущие потребности

13 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов

14 Когда большое количество становится «достаточно большим»? Правило 50/500 (Франклин, 1980) 50 - снижение уровня инбредной депрессии до приемлемого достаточное количество для новой изменчивости вследствие мутации для замены потерь в результате генетического дрейфа Соответствует эффективному размеру популяции (N e ), а не числам представленным в исследовании (N), – следовательно, может потребоваться намного больше! у деревьев N e меньше, чем N вследствие : перекрывающихся поколений, двудомности, асинхронного цветения, различий в плодовитости между особями

15 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Где мы должны сохранять? In situ – система сохранения ненарушенных охраняемых территорий в пределах естественного распространения (на основе экосистемы) Ex situ – искусственное поддержание популяций за пределами естественного распространения (на основе вида) In situ - Ex situ

16 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов In situ сохранение биологического разнообразия: деревья как парадигма Идеальная модель резервата Акцент: масштабный, непрерывный, охраняемые территории Ограничения: местоположение, размер, безопасность, биология –Перемещение животных –Масштабное распространение многочисленных видов –Поток генов между популяциями –Гористые территории, несельскохозяйственные земли необходимо, но не достаточно

17 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Ex situ сохранение биологического разнообразия: методы и ограничения Семенные фонды – проблемы возобновления Лесонасаждения – изменения в частоте генов, малое количество популяций Ботанические сады – недостаточное сохранение генофонда 17

18 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Полезно, но ресурсы ограничивают применение в отношении некоторых видов (обычно коммерческих) Экстренный вариант для видов, находящихся на грани полного исчезновения Является дополнительным к другим подходам Ex situ сохранение биологического разнообразия: методы и ограничения

19 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Сохранение аллелей Типичные - редкиекакое соотношение? Широко распространенные - локализованные какой масштаб? Широко распространенные локализованные Типичные простота основные Редкие(

20 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Широко распространенные аллели против аллелей, распространенных на местном уровне Частота Поп Аллель a b c d

21 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Таблица 3. Географическое расстояние (в км) для пяти популяций S. lumutensis. Рисунок 2: Древовидная диаграмма генетического сходства между пятью популяциями Shorea lumutensis (% значения бутстреп веток представлен на основе 1000 ауторепликаций).

22 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов

23 Сколько требуется территорий сохранения? Высокий уровень генетического разнообразия Низкий уровень дифференциации популяций Существует в пяти популяциях

24 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Отбор территорий in situ сохранения генов Сколько требуется территорий сохранения? Какого размера должна быть каждая территория сохранения? Как должны быть спроектированы территории сохранения? Мониторинг? Управление? Стратегии сохранения : in situ сохранение? Стратегии сохранения: ex situ сохранение? Как? Где? Кто?

25 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Shorea lumutensis каждая группа резюмирует на настенном плакате Помните необходима цель сохранения приоритизация деятельности – ресурсы ограничены Существует ли список локализованных, но общих аллелей? Перечислите проблемы по типу - генетические Какие популяции являются слишком небольшими? Какие отличаются? - другие типы проблем Какие используются методы сохранения - in situ, ex situ? Кто будет осуществлять деятельность, какую деятельность и где? Как вы будете ее оплачивать?

26 Учебное руководство по генетическим ресурсам лесов Благодарим Газали Джаафар, Яхъя Мархани, Марьям Дин и Шарифа Талиб за помощь в работе на местах и техническое содействие. Бая Бусу, Рамли Пунйох, Мустапа Дата, Айау Канир, Апок Кассим и Анган Атан за помощь в работе на местах Проф. Хамида Мамат (FRIM) помогла нарисовать карты. © SL Lee