Doklady Biological SciencesDoklady Biological SciencesДоклады Российской академии наук. Науки о жизни2686-73893034-5057The Russian Academy of Sciences68400310.31857/S2686738925020031ArticlesСтатьиResearch ArticleComparative study of the landlocked seals genetic diversityСравнительная оценка особенностей генетического разнообразия тюленей замкнутых водоемовMescherskyS. I.МещерскийС. И.
Russian Federation
sergeymeshcherskiy@gmail.comMescherskyI. G.МещерскийИ. Г.
Russian Federation
sergeymeshcherskiy@gmail.comSolovyevaM. А.СоловьёваМ. А.
Russian Federation
sergeymeshcherskiy@gmail.comKryukovaN. V.КрюковаН. В.
Russian Federation
sergeymeshcherskiy@gmail.comMagomedovM.-R. D.МагомедовМ.-Р. Д.
Russian Federation

Сorresponding Member of the RAS

член-корреспондент РАН

sergeymeshcherskiy@gmail.comKlimovF. V.КлимовФ. В.
Kazakhstan
sergeymeshcherskiy@gmail.comRozhnovV. V.РожновВ. В.
Russian Federation

Аcademician of the RAS

академик РАН

rozhnov-v-2015@yandex.ruSevertsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of SciencesИнститут проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наукPrecaspian Institute of Biological Resources, Dagestan Federal Research Center of the Russian Academy of ScienceПрикаспийский институт биологических ресурсов Дагестанского ФИЦ Российской академии наук“Kazakhstan Agency of Applied Ecology” LLPКазахстанское агентство прикладной экологии (ТОО “КАПЭ”)1504202552111871921106202511062025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/2686-7389/article/view/684003

For the first time, genetic diversity of neutral markers (15 microsatellite loci) was assessed for two species of the landlocked seals: Baikal seal (Pusa sibirica) and Caspian seal (P. caspica) in comparison with the oceanic species of the genus – ringed seal (P. hispida). The study found that both landlocked seals exhibit a reduced level of genetic diversity, with the Baikal seal having the lowest level. Both the Baikal seal and Caspian seal show a high probability of historical bottleneck effect, while the studied population of ringed seals showed no signs of a sharp decline in the past. Analysis of the data using the VarEff package suggests a different time to the most recent common ancestor for each of the three studied populations; for the Baikal seal this time is significantly shorter than for the Caspian seal.

Впервые проведена сравнительная оценка генетического разнообразия по нейтральным маркерам (15 микросателлитных локусов ядерной ДНК) двух видов тюленей замкнутых водоемов: байкальской (Pusa sibirica) и каспийской (P. caspica) нерп в сравнении с океаническим видом рода – кольчатой нерпой (P. hispida). Показано, что оба вида, населяющие замкнутые водоемы, характеризуются сниженным уровнем генетического разнообразия, наименьшим у байкальской нерпы. Как для байкальской, так и для каспийской нерпы показана высокая вероятность прохождения через бутылочное горлышко, в то время как для исследованной популяции кольчатой нерпы признаков резкого снижения численности в прошлом выявлено не было. Анализ полученных данных в пакете VarEff позволяет предположить разное время существования последнего общего предка для каждой из трех исследованных популяций; для байкальской нерпы это время оказывается существенно меньшим, чем для каспийской.

Baikal sealCaspian sealringed sealPusa sibiricaPusa caspicaPusa hispidagenetic diversitymicrosatellite locihistorical bottleneckVarEffTMRCAбайкальская нерпакаспийская нерпакольчатая нерпаPusa sibiricaPusa caspicaPusa hispidaгенетическое разнообразиемикросателлитные локусыбутылочное горлышкоVarEffTMRCANCOC N.V.NCOC N.V.ТОО “Казахстанское Агентство Прикладной Экологии” (ТОО “КАПЭ”)TOO “Kazakhstan Agency of Applied Ecology” (TOO “KAPE”)Фонд “Озеро Байкал”Lake Baikal FoundationПастухов В.Д. Нерпа Байкала. Новосибирск: Наука. 1993. 272 с.Петров Е.А. Байкальская нерпа. Улан-Удэ: Экос. 2009. 176 с.Современное состояние биопродуктивности Каспийского моря и причины деградации популяции тюленя за последние 300 лет. Ред.: Сокольский А.Ф., Абдурахманов Г.М., Попова Н.В. и др. Астрахань: Полиграфком. 2008. 178 с.Sasaki H., Numachi K., Grachev A. The Origin and Genetic Relationships of the Baikal Seal, Phoca sibirica, by Restriction Analysis of Mitochondrial DNA // Zool. Sci. 2003. V. 20. P. 1417–1422.Goodman S.J., Clarke L., Jackson A., et al. Assessment of genetic variation, population structure and demographic history of Caspian seals (Pusa caspica) using microsatellites and mitochondrial sequence variation // Marine Mammals of the Holarctic. Collection of scientific papers after the 9th International Conference. Astrakhan, Russia. 31 October – 05 November, 2016. М.: Совет по морским млекопитающим. 2018. V. 1. P. 150–152. https://marmam.ru/upload/conf-documents/mmc2016_full.pdfYakupova A., Tomarovsky A., Totikov A., et al. Chromosome-Length Assembly of the Baikal Seal (Pusa sibirica) Genome Reveals a Historically Large Population Prior to Isolation in Lake Baikal // Genes. 2023. 14: 619.Мещерский С.И., Мещерский И.Г., Соловьёва М.А., Рожнов В.В. Генетические особенности популяции байкальской нерпы (Pusa sibirica) // Доклады российской академии наук. Науки о жизни. 2023. Т. 511. № 1. С. 340–343.Palo J.U., Mäkinen H.S., Helle E., et al. Microsatellite variation in ringed seals (Phoca hispida): genetic structure and history of the Baltic Sea population // Heredity. 2001. V. 86. P. 609–617.Repenning C.A., Ray C.E., Gricorescu D. Pinniped biogeography // Gray J., Boucot A.J. (eds). Historical biogeography, plate tectonics, and the changing environment. OR, Corvallis: Oregon State Univ. Press. 1979. P. 357–369.Palo J.U., Väinölä R. The enigma of the landlocked Baikal and Caspian seals addressed through phylogeny of Phocine mitochondrial sequences // Biol. J. Linnean Society. 2006. V. 88. P. 61–72.Петров Е.А. Байкальская нерпа: эколого-эволюционные аспекты. Дис. докт. биол. наук. 03.00.16 – экология. Улан-Удэ, БГУ. 2003. 364 c.Fulton T.L., Strobeck C. Multiple markers and multiple individuals refine true seal phylogeny and bring molecules and morphology back in line // Proc. R. Soc. B. 2010. V. 277, P. 1065–1070.Nyakatura K., Bininda-Emonds O.R.P. Updating the evolutionary history of Carnivora (Mammalia): a new species-level supertree complete with divergence time estimates // BMC Biology. 2012. V. 10(1): 12.Davis C.S., Stirling I., Strobeck C., et al. Population structure of ice-breeding seals // Molecular Ecology. 2008. V.17. P. 3078–3094.Martinez-Bakker M.E., Sell S.K, Swanson B.J., et al. Combined Genetic and Telemetry Data Reveal High Rates of Gene Flow, Migration, and Long-Distance Dispersal Potential in Arctic Ringed Seals (Pusa hispida) // PLoS ONE. 2013. V. 8(10): e77125.Lang A.R., Boveng P., Quakenbush L., et al. Re-examination of population structure in Arctic ringed seals using DArTseq genotyping // Endangered species research. 2021. V. 44. P. 11–31.Löytynoja A., Rastas P., Valtonen, et al. Fragmented habitat compensates for the adverse effects of genetic bottleneck // Current Biology. 2023.V. 33. P. 1009–1018.Rosing-Asvid A., Löytynoja A., Momigliano P., et al. An evolutionarily distinct ringed seal in the Ilulissat Icefjord // Molecular Ecology. 2023. V. 32. P. 5932–5943.Крылов В.И. Особенности биологии каспийских тюленей южного Каспия // Морские млекопитающие. Тез. докл. IX Всес. совещ. по изучению, охране и рациональному использованию морских млекопитающих. Архангельск, 9–11 сент. 1986 г. Архангельск: АН СССР – ВНИРО, 1986. С. 220–221.Shirazi A.S., Qashqaei A.T., S. Faezi S., et al. First confirmed records of white-coat pups of the Endangered Caspian seal Pusa caspica on the coast of Iran // Oryx. 2023. V. 57. Is. 6. P. 784–787.