کاربرد نمونه‌برداری غیرتهاجمی سرگین برای شناسایی ژنتیکی گوشت‌خواران (پژوهش موردی: شمال‌غرب ایران)

نوع مقاله: تنوع زیستی

نویسنده

انجمن یوزپلنگ ایرانی، تهران، ایران، صندوق پستی: 8549-14155

چکیده

پایش جمعیت گونه‌های کمیاب یا پنهان­ کار مانند گوشت‌خواران، به نمونه‌برداری از افراد جمعیت نیاز دارد که فرآیندی دشوار، هزینه‌بر و با نگرانی از اثر منفی بر جانور است. یکی از روش‌های پرکاربرد و غیرآسیب‌رسان گردآوری اطلاعات، تحلیل ژنتیکی نمایه‌های زیستی به‌جامانده از جانوران در زیستگاه‌ طبیعی آنان است. برای ارزیابی کارایی این روش غیرتهاجمی در شناسایی گوشت‌خواران ایران، 6 منطقه حفاظت‌شده در شمال ­غرب ایران برای نمونه‌برداری سرگین با هدف استخراج DNA پیمایش شدند. هم‌چنین، درستی شناسایی میدانی سرگین هر گونه براساس ویژگی‌های ظاهری مورد ارزیابی قرار گرفت. از مجموع 174 سرگین گرد‌آوری‌شده با پیمایش فرصت‌طلبانه حدود 290 کیلومتر، 67/2 درصد نمونه‌ها (117 نمونه) با موفقیت برای توالی مورد نظر سیتوکروم b، تکثیر و تا سطح گونه شناسایی شدند. سرگین‌های شناسایی‌شده به­روش ژنتیکی مربوط به 6 گونه گوشت‌خوار شامل خرس قهوه‌ای (Ursus arctos)، گربه وحشی (Felis silvestris/lybica)، گرگ (Canis lupus)، روباه معمولی (Vulpes vulpes)، سمور سنگی (Martes foina) و شنگ (Lutra lutra) بودند. بدون درنظرگرفتن اثر تعداد نمونه، کم‌ترین نرخ شناسایی درست سرگین در طبیعت (نرخ مثبت صحیح) مربوط به گربه وحشی و شنگ و بیش ­ترین مربوط به خرس قهوه‌ای بود. بیش ­ترین نرخ اشتباه در شناسایی سرگین در طبیعت (نرخ مثبت کاذب) به سمور سنگی تعلق داشت. در مقابل، بیش ­ترین نرخ رد اشتباه یک سرگین (نرخ منفی کاذب) مربوط به گربه وحشی و روباه معمولی بود. این پژوهش، پایه‌ای را برای پژوهش‌‌های بیش ­تر با هدف گردآوری اطلاعات علمی مورد نیاز برنامه‌های حفاظت از حیات وحش ایران به کمک ابزارهای مولکولی فراهم می‌سازد.

کلیدواژه‌ها


  1. اشرف‌زاده، م.ر.، 1394. تبار گیتاشناسی خرس قهوه‌ای (Ursus arctos Linnaeus, 1758) در ایران. رساله دکتری. گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی. دانشگاه تهران، تهران، ایران.
  2. حسینی‌زوارئی، ف.؛ محمدی‌مقانکی، ا.؛ فرهادی‌نیا، م.ص.؛ سهرابی‌نیا، ص.؛ جعفرزاده، ف. و شعربافی، ا.، 1394. طعمه‌ خواری گرگ (Canis lupus) از دام اهلی و اثر آن بر نگرش و اقتصاد مردم محلی در پناهگاه حیات وحش انگوران، استان زنجان. فصلنامه علمی پژوهشی محیط زیست جانوری. دوره 7، شماره 4، صفحات 21 تا 30.
  3. درویش‌صفت، ع.ا.، 1385. اطلس مناطق حفاظت‌شده ایران. چاپ نخست. دانشگاه تهران، ایران. 157 صفحه.
  4. رضایی‌خوزانی، ع.؛ کابلی، م.؛ اشرفی، س. و اکبری، ح.، 1394. بررسی هم‌پوشانی رژیم غذایی یوزپلنگ آسیایی و پلنگ ایرانی در منطقه حفاظت‌شده کوه بافق. دومین همایش یافته‌های نوین در محیط زیست و اکوسیستم‌های کشاورزی. پژوهشکده انرژی‌های نو و محیط زیست دانشگاه تهران، تهران، ایران.
  5. زارعی، ع.ا. و پیروی­ لطیف، ش.،1396. پهنای آشیان بوم‌شناختی و رژیم غذایی شغال طلایی (Canis aureus) در ناحیه کوه‌چنار شهرستان ارسنجان - استان فارس. فصلنامه علمی پژوهشی محیط زیست جانوری. سال 9، شماره 1، صفحات 57 تا 64.
  6. زمانی، ز.؛ رضایی، ح.؛ عقیلی، س.م.؛ اسدی‌آقبلاغی، م.؛ شعبانی، ع. و زمانی، ن.،1393. شناسایی گوشت­ خواران بزرگ‌جثه براساس پلی‌مورفیسم طول ناحیه کنترل DNA میتوکندری در ایران. پژوهش‌های محیط زیست. سال 5، شماره 10، صفحات 211 تا 217.
  7. نصیری‌مقدم، ن.؛ علی‌آبادیان، م.؛ کابلی، م.؛ کرمی، م.؛ فرحمند، ح.؛ منتظمی، ش. و پرتولدی، چ.، 1393. ساختار ژنتیکی گور ایرانی (Equus hemionus onager) در ذخیره‌گاه زیست‌کره توران و منطقه حفاظت‌شده بهرام گور. تاکسونومی و بیوسیستماتیک. سال 6، شماره 18، صفحات 19 تا 28.
  8. Anwar, M.B.; Jackson, R.; Nadeem, M.S.; Janečka, J.E.; Hussain, S.; Beg, M.A.; Muhammad, G. and Qayyum, M., 2011. Food habits of the snow leopard Panthera uncia (Schreber, 1775) in Baltistan, Northern Pakistan. Eur. J. Wildl. Res. Vol. 57, No. 5, pp: 1077-1083.
  9. Beja‐Pereira, A.; Oliveira, R.; Alves, P.C.; Schwartz, M.K. and Luikart, G., 2009. Advancing ecological understandings through technological transformations in noninvasive genetics. Mol. Ecol. Resour. Vol. 9, No. 5, pp: 1279-1301.
  10. Chame, M., 2003. Terrestrial mammal feces: a morphometric summary and description. Mem. Inst. Oswaldo Cruz. No. 98, pp: 71-94.
  11. Chaves, P.B.; Graeff, V.G.; Lion, M.B.; Oliveira, L.R. and Eizirik, E., 2012. DNA barcoding meets molecular scatology: short mtDNA sequences for standardized species assignment of carnivore noninvasive samples. Mol. Ecol. Resour. Vol. 12, No. 1, pp: 18-35.
  12. Davison, A.; Birks, J.D.; Brookes, R.C.; Braithwaite, T.C. and Messenger, J.E., 2002. On the origin of faeces: morphological versus molecular methods for surveying rare carnivores from their scats. J. Zool. (London). Vol. 257, No. 2, pp: 141-143.
  13. Elbroch, M.; Mwampamba, T.H.; Santos, M.J.; Zylberberg, M.; Liebenberg, L.; Minye, J.; Mosser, C. and Reddy, E., 2011. The value, limitations, and challenges of employing local experts in conservation research. Conserv. Biol. Vol. 25, No. 6, pp: 1195-1202.
  14. Fahimi, H.; Yusefi, G.H.; Madjdzadeh, S.M.; Damangir, A.A.; Sehhatisabet, M.E. and Khalatbari, L., 2011. Camera traps reveal use of caves by Asiatic black bears (Ursus thibetanus gedrosianus) (Mammalia: Ursidae) in southeastern Iran. Journal of Nat. Hist. Vol. 45, No. 37-38, pp: 2363-2373.
  15. Farhadinia, M.S.; Akbari, H.; Mousavi, S.J.; Eslami, M.; Azizi, M.; Shokouhi, J.; Gholikhani, N. and Hosseini Zavarei, F., 2013. Exceptionally long movements of the Asiatic cheetah Acinonyx jubatus venaticus across multiple arid reserves in central Iran. Oryx. Vol. 47, No. 3, pp: 427-430.
  16. Farrell, L.E.; Roman, J. and Sunquist, M.E., 2000. Dietary separation of sympatric carnivores identified by molecular analysis of scats. Mol. Ecol. Vol. 9, No. 10, pp: 1583-1590.
  17. Fernandes, C.A.; Ginja, C.; Pereira, I.; Tenreiro, R.; Bruford, M.W. and Santos Reis, M., 2008. Species specific mitochondrial DNA markers for identification of non invasive samples from sympatric carnivores in the Iberian Peninsula. Conserv. Genet. Vol. 9, No. 3, pp: 681-690.
  18. Ghoddousi, A.; Hamidi, A.K.; Ghadirian, T.; Ashayeri, D. and Khorozyan, I., 2010. The status of the endangered Persian leopard Panthera pardus saxicolor in Bamu National Park, Iran. Oryx. Vol. 44, No. 4, pp: 551-557.
  19. Ghoddousi, A.; Soofi, M.; Hamidi, A.K.; Lumetsberger, T.; Egli, L.; Khorozyan, I.; Kiabi, B.H. and Waltert, M., 2016. Assessing the role of livestock in big cat prey choice using spatiotemporal availability patterns. PloS ONE. Vol. 11, No. 4, pp: 1-16. e0153439.
  20. Hall, T.A., 1999. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/ NT. Nucl Acids Symp Ser. Vol. 41, pp: 95-98.
  21. Harrington, L.A.; Harrington, A.L.; Hughes, J.; Stirling, D. and Macdonald, D.W., 2010. The accuracy of scat identification in distribution surveys: American mink, Neovison vison, in the northern highlands of Scotland. Eur. J. Wildl. Res. Vol. 56, No. 3, pp: 377-384.
  22. Hebert, L.; Darden, S.K.; Pedersen, B.V. and Dabelsteen, T., 2011. Increased DNA amplification success of non invasive genetic samples by successful removal of inhibitors from faecal samples collected in the field. Conserv. Genet. Resour. Vol. 3, No. 1, pp: 41-43.
  23. Kellner, K.F. and Swihart, R.K., 2014. Accounting for imperfect detection in ecology: a quantitative review. PLoS ONE. Vol. 9, No. 10, pp: 1-8. e111436.
  24. Kelly, M.J.; Betsch, J.; Wultsch, C.; Mesa, B. and Mills, L.S., 2012. Noninvasive sampling for carnivores. In Carnivore ecology and conservation: a handbook of techniques. Edited by L Boitani and RA Powell. Oxford University Press, New York, USA. pp: 47-69.
  25. Khosravi, R.; Hemami, M.R.; Malekian, M.; Silva, T.L.; Rezaei, H.R. and Brito, J.C., 2017. Effect of landscape features on genetic structure of the goitered gazelle (Gazella subgutturosa) in Central Iran. Conserv. Genet. pp: 1-4.
  26. Lonsinger, R.C.; Gese, E.M.; Dempsey, S.J.; Kluever, B.M.; Johnson, T.R. and Waits, L.P., 2015. Balancing sample accumulation and DNA degradation rates to optimize noninvasive genetic sampling of sympatric carnivores. Mol. Ecol. Resour. Vol. 15, No. 4, pp: 831-842.
  27. Martínez Gutiérrez, P.G.; Palomares, F. and Fernández, N., 2015. Predator identification methods in diet studies: uncertain assignment produces biased results? Ecography. Vol. 38, No. 9, pp: 922-929.
  28. Michalski, F.; Valdez, F.P.; Norris, D.; Zieminski, C.; Kashivakura, C.K.; Trinca, C.S.; Smith, H.B.; Vynne, C.; Wasser, S.K.; Metzger, J.P. and Eizirik, E., 2011. Successful carnivore identification with faecal DNA across a fragmented Amazonian landscape. Mol. Ecol. Resour. Vol. 11, No. 5, pp: 862-871.
  29. Monterroso, P.; Castro, D.; Silva, T.L.; Ferreras, P.; Godinho, R. and Alves, P.C., 2013. Factors affecting the (in) accuracy of mammalian mesocarnivore scat identification in South‐western Europe. J. Zool. (London). Vol. 289, No. 4, pp: 243-250.
  30. Moqanaki, E.M.; Breitenmoser, U.; Kiabi, B.H.; Masoud, M. and Bensch, S., 2013. Persian leopards in the Iranian Caucasus: a sinking ‘source’ population? Cat News. No. 59, pp: 22-25.
  31. Morin, D.J.; Higdon, S.D.; Holub, J.L.; Montague, D.M.; Fies, M.L.; Waits, L.P. and Kelly, M.J., 2016. Bias in carnivore diet analysis resulting from misclassification of predator scats based on field identification. Wildl. Soc. Bull. Vol. 40, No. 4, pp: 669-677.
  32. Naderi, S.; Rezaei, H.R.; Pompanon, F.; Blum, M.G.; Negrini, R.; Naghash, H.R.; Balkız, Ö.; Mashkour, M.; Gaggiotti, O.E.; Ajmone Marsan, P. and Kence, A., 2007. The goat domestication process inferred from large-scale mitochondrial DNA analysis of wild and domestic individuals. PNAS. Vol. 105, No. 46. pp: 17659-17664.
  33. Nowak, C.; Büntjen, M.; Steyer, K. and Frosch, C., 2014. Testing mitochondrial markers for noninvasive genetic species identification in European mammals. Conserv. Genet. Resour. Vol. 6, No. 1, pp: 41-44.
  34. Prugh, L.R. and Ritland, C.E., 2005. Molecular testing of observer identification of carnivore feces in the field. Wildl. Soc. Bull. Vol. 33, No. 1, pp: 189-194.
  35. Reed, J.E.; Baker, R.J.; Ballard, W.B. and Kelly, B.T., 2004. Differentiating Mexican gray wolf and coyote scats using DNA analysis. Wildl. Soc. Bull. Vol. 32, No. 3, pp: 685-692.
  36. Ripple, W.J.; Estes, J.A.; Beschta, R.L.; Wilmers, C.C.; Ritchie, E.G.; Hebblewhite, M.; Berger, J.; Elmhagen, B.; Letnic, M.; Nelson, M.P. and Schmitz, O.J., 2014. Status and ecological effects of the world’s largest carnivores. Science. Vol. 343, No. 6167, 1241484.