Cenni di genetica di popolazione delle specie native prof. Pallavicini dott. Victoria Bertucci

Transcript

1 Cenni di genetica di popolazione delle specie native prof. Pallavicini dott. Victoria Bertucci 14 febbraio SEMINARIO PER GUARDIE FORESTALI-

2 Biodiversità

3 Rischio di estinzione

4 Genetica della Conservazione La conservazione è l applicazione della genetica per preservare le specie. Alcuni esempi: Gestione genetica delle piccole popolazioni Risoluzione di incertezze tassonomiche Identificare le ibridazioni Definire siti per la reintroduzione Scelta delle migliori popolazioni per la reintroduzione

5 Rilevare problematiche genetiche Le domande sono: Quanto grande è una popolazione? Ci sono stati fenomeni a collo di bottiglia nel recente passato? La popolazione ha perso diversità genetica (deriva genetica)? Ha sofferto di fenomeni di inincrocio? E' geneticamente frammentata?

6 La diversità genetica I Chihuahua, i bracchi ed i rottweiler sono tutti cani ma sono differenti perchè i loro geni (alleli) sono differenti.

7 Alcune definizioni Gli alleli sono forme diverse dello stesso gene. L'insieme degli alleli di una popolazione si definisce pool genico.

8 Livelli di diversità genetica Anche all interno della stessa specie, e possibilmente all interno della stessa popolazione, abbiamo una importante variabilità genetica.

9 Importanza della variabilità La variabilità genetica è il materiale di partenza per la biodiversità ed è fondamentale per l evoluzione. La variabilità genetica influenza la probabilità di sopravvivenza a lungo termine delle specie, poiché la capacità di una popolazione di evolversi nel tempo e adattarsi ai cambiamenti ambientali dipende dall ampiezza del pool genico della popolazione.

10 Un esempio di microevoluzione

11 Fattori di rischio Le specie rare e a rischio di estinzione corrono il pericolo di perdere variabilità genetica e quindi la capacità di adattarsi a mutate condizioni ambientali. Il mantenimento di adeguate dimensioni della popolazione e la riduzione dell inincrocio sono pratiche gestionali adeguate per il mantenimento della diversità genetica.

12

13 Come misurare la diversità genetica Attualmente le tecniche si basano esclusivamente sull analisi del DNA. Qualsiasi materiale biologico contenente il DNA può essere usato per misurare la diversità genetica con le moderne tecniche di biologia molecolare.

14 Amplificazione del DNA tramite PCR Molti degli attuali metodi di misurazione della diversità genetica si basano sulla reazione a catena della polimerasi (PCR) che permette l'amplificazione in laboratorio di specifiche sequenze di DNA, spesso da minimi campioni iniziali.

15 Sequenziamento del DNA (sottospecie) Il sequenziamento del DNA può essere utilizzato per scopi tassonomici. Questa tecnica è chiamata DNA barcoding ed ha come bersaglio la regione del Dna mitocondriale COI (citocromo ossidasi 1), che ha un livello di variabilità adatto a discriminare specie diverse.

16 Analisi di sequenza

17 Polimorfismi (popolazioni) Le analisi molecolari di regioni genomiche altamente polimorfe, i microsatelliti, sono utili per studi di genetica delle popolazioni.

18 : specie a rischio La diversità genetica. Le analisi del DNA..

19 : specie a rischio

20 AZIONE C1: CARATTERIZZAZIONE GENETICA DEI RIPRODUTTORI E DELLE POPOLAZIONI DI A.PALLIPES COMPLEX IN FVG 1. IDENTIFICAZIONE SPECIE/SOTTOSPECIE:ANALISI FILOGENETICHE 2. ANALISI VARIABILITA' GENETICA E DIFFERENZIAMENTO POPOLAZIONI 3. IDENTIFICAZIONE DI POTENZIALI ESU (Unità Evolutivamente Significative) 4. CARATTERIZZAZIONE DEI RIPRODUTTORI AI FINI DEL RIPOPOLAMENTO E/O REINTRODUZIONE

21 GENETICA DI POPOLAZIONI DI A.PALLIPES COMPLEX Attraverso l utilizzo di sequenze del DNA mitocondriale (16S rdna e COI) diversi autori hanno descritto il taxon A. pallipes come un complesso di specie fortemente strutturato. (Fratini et al., 2005) A. PALLIPES A. ITALICUS

22 pallipes complex: Due specie? La sistematica del genere è una questione di continuo dibattito, soprattutto perché i dati morfologici forniscono una prova filogenetica ambigua. BARCODING

23 CAMPIONAMENTI 216 stazioni monitorate nei 15 Collegi di pesca in FVG. E' stato prelevato 1 Pereiopode per ogni individuo maschio campionato (max 20 individui per stazione) In tutto sono stati raccolti e analizzati 338 esemplari provenenti da 46 stazioni

24 Per le analisi genetiche abbiamo utilizzato 2 marcatori molecolari mitocondriali: il 16s rdna e la citocromo ossidasi I (COI) con lo scopo di: Identificare le eventuali specie/sottospecie presenti in Friuli Venezia Giulia Valutare la diversità genetica intra e inter popolazione Identificare popolazioni altamente differenziate dal punto di vista genetico e che rappresentano linee evolutive peculiari del territorio o Unità Evolutivamente Significative (ESU) che dovrebbero essere trattate come unità gestionali separate.

25 1. IDENTIFICAZIONE SPECIE/SOTTOSPECIE ANALISI FILOGENETICA Indice IDENTIFICAZIONE SPECIE/SOTTOSPECIE: ANALISI FILOGENETICA RISULTATI MARCATORI MITOCONDRIALI: ANALIZZATI 338 individui provenienti da 41 località: 318 sequenze COI 305 sequenze 16s 16s Individui appartenenti alla sottospecie A.i. meridionalis in tutti i siti analizzati tranne in una stazione (8 ind., torrente Rosandra) dove gli esemplari sono da ascrivere alla sottospecie A.i. carsicus. Proposta di revisione classificazione sottospecie A.i. meridionalis (nome e areale di distribuzione)

26 1. IDENTIFICAZIONE SPECIE/ SOTTOSPECIE : ANALISI FILOGENETICA Mappa genetica 16s mtdna Albero filogenetico 16s. 1. IDENTIFICAZIONE SPECIE/ SOTTOSPECIE : ANALISI FILOGENETICA

27 IDENTIFICAZIONE SPECIE/ SOTTOSPECIE : ANALISI FILOGENETICA Mappa genetica COI mtdna Albero filogenetico COI

28 IDENTIFICAZIONE DI ESU (EVOLUTIONARLY SIGNIFICANT UNITS) Abbiamo condotto un' analisi unendo i dati dei due marcatori molecolari per stimare il numero di potenziali popolazioni in cui possono essere suddivisi gli individui senza assegnare a priori gli individui alle appartenenza. Il risultato è un certo numero di insiemi (gruppi) che raggruppano gli individui sulla base della similarità genetica. In sintesi, abbiamo ottenuto 7 gruppi che rappresentano insiemi di popolazioni altamente differenziate rispetto a quelle degli altri gruppi e che possono essere considerate come Unità Significative dal punto di vista Evolutivo (ESU). Essi rappresentano in qualche modo la biodiversità genetica del gambero di fiume A. pallipes in Regione e dovrebbero essere preservate e considerate come unità a se stanti dal punto di vista gestionale.

29 IDENTIFICAZIONE di ESU (EVOLUTIONARLY SIGNIFICANT UNITS) K= 7_gruppi di popolazioni Rio gorgons comugna squarzulis rosandra rio gamberi palar rio nero liola morius seuza inglagna acqua reale povici pradulin rieka savogna palude sequals cornino zamlin raveo prestento campone Bars 2 barcis v.d. san leonardo meduna pradis budrin malinsciach Piumizza colvera raut raschiacco Livenza b.d.s. montenars ambiesta taipana verzegnis racchiuso acqua molino paisa colvera jouf rio molat Torre-pordenone

30

31 ANALISI RIPRODUTTORI

32 CONSIDERAZIONI E SUGGERIMENTI GESTIONALI Ai fini del ripopolamento riteniamo importante: Considerare le 2 sottospecie individuate (meridionalis e carsicus) come unità di gestione separate. selezionare riproduttori compatibili con i siti di immissione/rilascio (preferibilmente appartenenti alla stessa ESU) E' possibile aumentare la diversità genetica delle popolazioni da rafforzare effettuando incroci tra riproduttori provenienti da località diverse, ma sempre all'interno della stessa ESU.

33 GRAZIE PER L ATTENZIONE!