logo Uniwersytet Warszawski


Autoreferat rozprawy doktorskiej mgr Danijeli Popović Drukuj
piątek, 09 stycznia 2009 14:43

„Genetic polymorphism of populations of four anadromous fish species restituted in Polish waters”

Promotor:
prof. dr hab. Piotr Węgleński

Recenzenci:
prof. dr hab. Jacek Radwan
prof. dr hab. Michał Kozakiewicz

Praca doktorska wykonana w Instytucie Genetyki i Biotechnologii, Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski

W XX wieku wyginęło w wodach Polski, głównie z powodu nadmiernej eksploatacji i zanieczyszczenia rzek, wiele gatunków ryb słodkowodnych i anadromicznych a wiele innych jest poważnie zagrożonych wyginięciem.. Należą do nich takie gatunki jak jesiotr ostronosy (Acipenser oxyrinchus), łosoś atlantycki (Salmo salar), certa (Vimba vimba) i sieja (Coregonus lavaretus). W ostatnich latach podjęto próby restytucji tych gatunków, z których wszystkie mają duże znaczenie zarówno przyrodnicze jak i ekonomiczne. Podjęcie prac nad odbudową populacji każdego z tych gatunków powinno być poprzedzone staranną i wszechstronną analizą genetyczną, niezbędną, aby wybrać najlepszy materiał reprodukcyjny, który powinien pełnić rolę populacji założycielskiej.Wykonywane w wyżej wymienionym celu analizy genetyczne wchodzą w zakres tzw. „conservation genetics”, stosunkowo nowej dziedziny biologii, lokującej się na pograniczu genetyki i ekologii.

W przygotowanej przeze mnie rozprawie przedstawione są wyniki analiz genetycznych wykonanych dla czterech gatunków ryb anadromicznych, z których dwa (jesiotr i łosoś) wyginęły w wodach Polski całkowicie i konieczna stała się ich introdukcja w oparciu o materiał sprowadzany z zagranicy, podczas gdy dwa pozostałe (certa i sieja), zostały w ostatnich latach uznane za gatunki zagrożone, a w każdym razie, utraciły jakiekolwiek znaczenie ekonomiczne.

W przypadku wszystkich czterech gatunków podjęto próbę oceny stopnia polimorfizmu genetycznego zachowanych populacji i określenia, które z nich mogą być użyte do odbudowy gatunków w polskich rzekach. Analizę polimorfizmu genetycznego prowadzono, zgodnie z przyjętymi powszechnie standardami, na poziomie DNA, badając zmienność sekwencji fragmentów mitochondrialnego DNA (mtDNA) lub sekwencji mikrosatelitarnych (msDNA) występujących w genomie jądrowym. We wszystkich też przypadkach zastosowano podobne metody analizy statystycznej do weryfikacji wniosków dotyczących wartości pod względem genetycznym badanych populacji i wyboru optymalnego programu hodowlanego.

Najważniejsze uzyskane wyniki można podsumować następująco:

Jesiotry wyginęły całkowicie w wodach polskich w pierwszej połowie XX wieku. Przed przystąpieniem do ich restytucji należało odpowiedzieć na podstawowe pytanie, który z dwóch gatunków, Acipenser oxyrinchus, czy A. sturio, był gatunkiem występującym w polskich rzekach przed jego wyniszczeniem. Uważano powszechnie, że gatunkiem tym był A. sturio, którego szczątkowa populacja zachowała się jeszcze do dziś w rzece Garonnie. Wykonane przeze mnie na materiale pochodzącym z wykopalisk archeologicznych i ze zbiorów muzealnych analizy mt DNA wykazały, że poczynając od IX a kończąc na wieku XX, wszystkie przebadane osobniki należały do gatunku A. oxyrinchus. Gatunek ten przetrwał do czasów współczesnych jedynie w rzekach Ameryki Północnej. Przeprowadzono analizę genetyczną populacji A. oxyrinchus z rzeki St. John w Kanadzie i stwierdzono, że pod względem genetycznym jest ona stosunkowo podobna do wymarłej populacji polskiej. Stwierdzono między innymi występowanie części jednakowych alleli mikrosatelitarnych i wykazano, że populacja kanadyjska ciągle jeszcze wykazuje wystarczający poziom zmienności genetycznej, by można było ją wykorzystać jako populację założycielską dla jesiotra w Polsce.

Restytucję łososia (Salmo salar)rozpoczęto 20 lat temu pozyskując materiał zarybieniowy z dorzecza Dźwiny (Łotwa), która zgodnie z ówczesnym stanem wiedzy, wydawała się najwłaściwszym źródłem materiału zarybieniowego. Mimo intensywnego zarybiania, dotychczas nie odnotowano przypadku rozmnażania się łososia w Polskich rzekach. Jest wielce prawdopodobne, że dotychczasowe nieudane zabiegi restytucyjne są skutkiem źle dobranej „populacji założycielskiej”. Przeprowadzono analizę polimorfizmu genetycznego oryginalnej populacji łososia z rzeki Dźwiny, materiału zarybieniowego sprowadzanego do Polski i, na podstawie materiałów archiwalnych, rodzimej populacji polskiej. Wykazano, że populacja rodzima jest znacząco różna genetycznie od populacji łotewskiej. Zasugerowano podjęcie prób pozyskania materiału zarybieniowego z innych niż łotewska populacji bałtyckich.

Certa (Vimba vimba) zaliczona została w Polsce do kategorii gatunków krytycznie zagrożonych. Zbadano polimorfizm genetyczny zachowanych populacji certy z rzek Barycz, Drawa, Dolna Wisła (poniżej zapory we Włocławku, San, Dunajec, Rega oraz Zatoki Pomorskiej. Wykazano, że tama we Włocławku jest główną przyczyną spadku różnorodności genetycznej w populacjach certy ze Sanu i Dunajcu, które stałe się populacjami stacjonarnymi. Ustalono, że najbardziej zróżnicowana populacja certy występuje w rzece Barycz. Osobniki z tej populacji zostały wykorzystane do założenia stada tarłowego i produkcji narybku na wielką skalę. Stwierdzono, że prace zarybieniowe prowadzone od 2000 roku nie spowodowały zmian w strukturze genetycznej populacji.

Zbadano polimorfizm genetyczny populacji siei z Jeziora Łebsko, która należy do nielicznych, ginących autochtonicznych populacji tego gatunku w Polsce. Stwierdzono, że polimorfizm ten jest na poziomie pozwalającym odbudowę stabilnej populacji. Skontrolowano pod względem genetycznym narybek siei produkowany w latach 2004-2007 w celu odbudowy badanej populacji i stwierdzono obniżenie zmienności, spowodowane zbyt niską liczbą tarlaków użytych do rozrodu, rekomendując modyfikację programu hodowlanego.

Wyniki przeprowadzonych przeze mnie analiz zostały już wykorzystane w praktyce w przypadku prac nad restytucją certy i siei. Można też z dużą pewnością założyć, że będą też wykorzystane w programach restytucji łososia i jesiotra.

Część otrzymanych podczas wykonywania pracy wyników weszła w skład publikacji:

  1. Popovic D., RutkowskiR.,PanagiotopoulouH., KleszczM., HeeseT., Weglenski P. and StankovicA. (2009) Restitution of vimba (Vimba vimba, Cyprinidae) in Poland: genetic variability of existing populations. Conservation Genetics (w druku).
 


logo HR