Анализ генетической структуры популяции безнадзорных собак Московской области с помощью молекулярных методов

Исследование популяции безнадзорных собак в Московской области

Описание проекта

Предполагаемая работа будет реализовываться в 3-х основных направлениях. Первое – оценка численности и плотности популяции безнадзорных собак, исследование популяционных характеристик распределение этих показателей по Московской области. Второе – исследование болезней безнадзорных собак, опасных для человека и хозяйских собак. Третье – исследование генетической структуры популяции безнадзорных собак. Эти направления, объединённые в комплекс, дадут развёрнутые ответы на следующие вопросы:

1. Каково современное состояние популяции безнадзорных собак (общая характеристика).

2. Как распределены собаки по территории области.

3. В каком состоянии находится популяция безнадзорных собак (результаты попыток управления, испытываемое популяцией воздействие и реакция на него).

4. Насколько опасным является присутствие безнадзорных собак для человека и хозяйских собак с эпидемиологической точки зрения.

5. Какова современная генетическая структура популяции безнадзорных собак. Какова роль выброшенных хозяевами собак на улицы в этой структуре. Какие породы собак являются основными донорами популяции безнадзорных собак, и какова их доля в генетическом пуле популяции.

Очень важным является проведение специального анализа влияния генотипа на частоту заболеваний. Есть вероятность выделения наиболее уязвимых в этом аспекте типов собак. Ответы на эти вопросы дадут реальную базу для принятия продуманных и наиболее эффективных управленческих решений для контроля популяции безнадзорных собак.

Проведение учёта безнадзорных собак и оценка популяционных характеристик.

На сегодняшний день методология и методика учёта хорошо отработана и опробована работами в 1996/97, 2006 годах (Поярков и др. 2011 а, б) для г. Москвы в пределах МКАД. Для Московской области аналогичные работы не проводились, и для их реализации требуется определённая подготовка. Прежде всего, необходимо провести детальную и принципиально новую типологию среды, так как территория Московской области сильно отличаются от Москвы в пределах МКАД. Для работы необходимы как наземные работы, так и детальная проработка аэрокосмических снимков и детальных карт методами дистанционного зондирования земли и ГИС системами. После создания типологии среды встанет вопрос о выделении репрезентативных контрольных учётных площадок или прокладки учётных маршрутов на основе используемых в данное время в популяционной экологии методов математической статистики. Предварительные наблюдения показывают, что территорию Московской области, в первую очередь сельские районы, заселяют безнадзорные собаки иных экологических типов и стадий одичания, нежели в «старой Москве». Поскольку это важно и в отношении поведения собак к людям и в аспекте подверженности заболеваниям, необходимы предварительные наблюдения и исследования для создания оперативной классификации экологических типов собак. Только после этого возможно как осуществление самого учёта безнадзорных собак и оценки распределения их по районам Московской области, так и оценки соотношения экологических типов собак.

Учёт и исследование популяционных характеристик является основным инструментом получения принципиально важной информации для последующего принятия любых управленческих решений в отношении популяции данных животных.

Цель данного раздела – проведение учёта на территории Московской области и оценка популяционных характеристик у безнадзорных собак, её населяющих.

Задачи:

1. Разработка базы данных по учёту и оценке популяционных характеристик (создание компьютерной базы данных, фиксирующей основные параметры конкретной собаки, группы в которой она встречена, тип отношений к человеку и др.)

6. Создание обновленной типологии областной среды (выделение разных типов среды, отличающихся по населению безнадзорных животных).

7. Выделение не менее 90 контрольных площадок или учётных маршрутов для проведения учётов (выделение случайным образом площадок, охватывающих все типы среды и разные сектора области).

8. Картирование площадок, расчёт площадей типов городской среды на площадках и по территории в целом (анализ структуры области на основании ГИС системы и наземное картирование выделенных площадок).

9. Проведение учёта (проведение учёта численности безнадзорных и бесхозяйных собак на контрольных площадках).

10. Заполнение базы данных (внесение конкретной информации о собаках, полученной учётчиками на площадках, в единую базу данных.).

11. Обработка результатов учёта, экстраполяция данных с контрольных площадок, оценка математической погрешности результатов учёта. Оценка популяционно-демографических характеристик населения безнадзорных собак (соотношение полов, возрастной состав, размеры групп, наличие признаков травм и болезней, то есть признаки характеризующие состояние популяции, показывающие её реакцию на внешнее воздействие). Возможно создание модели устойчивости популяции к разным воздействиям (отлову разной интенсивности, стерилизации и т.д.).

12. Подготовка отчёта и аналитических материалов (в виде основного текста отчёта, статистических таблиц, карт-схем контрольных площадок и в целом). Текст отчёта будет содержать данные о численности и плотности безнадзорных собак в области и в отдельных типах среды, анализ популяционных характеристик. Оценка с помощью модели популяции результатов того или иного воздействия со стороны человека на популяцию безнадзорных собак. Это делается для минимизации отрицательных последствий и реализации наиболее эффективной модели управления популяцией безнадзорных собак.

Болезни собак

Одной из актуальнейших задач исследования популяции безнадзорных собак является изучение болезней, которыми болеют эти животные и которыми они могут заражать людей и хозяйских собак. Надо отметить, что эта область до сих пор совершенно не исследована, несмотря на её очевидную актуальность и практическую значимость. На данном этапе предполагается проведение исследования 20 видов потенциальных болезней методом иммуноферментного анализа антител и антигенов. Этот метод, несмотря на новизну, зарекомендовал себя как очень продуктивный и перспективный, например, в работе с редкими видами крупных кошачьих (Найденко и др. 2011). Суть метода состоит в том, что исследуются антитела в крови животного, которые сохраняются после того как животное болело тем или иным заболеванием или сталкивалось с ним но не заболело, так как иммунитет животного оказался сильнее. Высокий уровень антител свидетельствует о болезни животного. Антитела специфичны, характерны именно для конкретного заболевания. Таким образом, исследуя наличие и титр антител ряда заболеваний, исследователь как бы считывает историю болезней той или иной особи за период её жизни и видит те угрозы, с которыми она сталкивалась. Исследование на антигены показывает непосредственное присутствие патогенов в выделениях животных.

Цель работы. Исследование методом иммуноферментного анализа спектра заболеваний, циркулирующих в популяции безнадзорных собак.

Задачи:

· Оценить состав потенциальных заболеваний безнадзорных собак в Московской области

· Выявить распределение заболеваний по разным районам и разным типам среды

· Выделить наиболее опасные с точки зрения возможных заболеваний для людей типы среды и экотипы безнадзорных собак

· Выделить наиболее опасные с точки зрения возможных заболеваний для хозяйских собак типы среды и экотипы безнадзорных собак

Список предлагаемых анализов и их примерная стоимость приведены в таблице

Из таблицы видно, что в список анализируемых болезней попадают такие опасные для человека заболевания как грипп А, лейшманиоз, трихинеллез, бруцеллез, бабетсия, риккетсия и др. Так же будут анализироваться основные и наиболее опасные заболевания домашних собак (чума плотоядных, парвовирусный энтерит, коронавирусный энтерит, токсоплазмоз). Отдельным разделом планируется исследование бешенства.

Анализ генетической структуры популяции безнадзорных собак Московской области с помощью молекулярных методов

Третья важная часть предлагаемого проекта – анализ генетической структуры популяции безнадзорных собак Московской области. Актуальность этого направления исследований вытекает из того, что до сих пор не выяснена история происхождения популяции, и то какими способами она пополняется. На этот счёт существуют самые противоречивые предположения и мнения. Существует точка зрения, что главная причина существования безнадзорных собак – это оставленные или выброшенные на улицу собаки, которые раньше были хозяйскими. Другая часть исследователей считает, что подавляющее большинство безнадзорных собак это потомки размножающихся безнадзорных же собак, и, таким образом, имеется самовоспроизводящаяся популяции этих животных. Выяснение данного вопроса принципиально важно для выработки стратегии контроля и управления безнадзорными собаками потому, что определение путей воспроизводства основного поголовья в большой степени предопределяет меры контроля и принятия адекватных административных и правовых решений. Ответить на этот вопрос может изучение структуры популяции безнадзорных собак и сравнение полученных данных с данными о генотипах и их вариантах некоторых пород собак, наиболее часто встречающихся и наиболее вероятных у прародителей безнадзорных собак. Кроме того, для выработки оптимальной стратегии управления безнадзорными собаками очень важно иметь представление о генетической структуре популяции безнадзорных собак не только для ответа о происхождении, но и для оценки её устойчивости, жизнеспособности, уровне изменчивости и др. Предполагаемая работа рассматривается нами как пилотное исследование, позволяющее оценить структуру популяции по ряду исследуемых признаков (генетических локусов) как безнадзорных собак, так и несколько наиболее важных в этом аспекте пород домашних собак.

Современные молекулярные маркёры, основанные на неинвазивных или малоинвазивных ДНК-технологиях, зарекомендовали себя как ценные инструменты для анализа природных, синантропных и доместицированных популяций животных. В результате таких ценных свойств как высокий уровень полиморфизма, дискретное проявление изменчивости (наличие отсутствие или четкие градации признаков), независимость проявления от условий окружающей среды, простые механизма наследования при участии одного или немногих генов, эти методы широко используются для точной количественной оценки параметров генетической структуры популяций. ДНК-маркёры применяются для оценки уровней генетического разнообразия популяций, подразделённости генетической изменчивости во времени и пространстве, анализе структуры скрещиваний (в первую очередь установлении наличия и степени инбридинга или близкородственных скрещиваний). Классическими областями практического применения молекулярных маркеров является генетическая паспортизация ценных пород домашних животных. Применение специфических наборов молекулярных маркеров позволяет содержать породы в чистоте, то есть выявлять и удалять из размножения чужеродные генотипы, осуществлять контроль отцовства при сложных вариантах скрещиваний, оценивать степень родства родителей для планирования здорового неинбридного потомства. В конкретном случае мониторинга популяции бродячих собак представляет особый интерес взаимодействие генных пулов этой популяции с линиями породистых домашних собак, в силу различных причин оказавшихся безнадзорными. Пополнение смешанной в своей основе популяции бродячих собак за счёт породистых теоретически может быть выявлено генетически. Наличие у конкретной особи в дикой популяции комбинации характерных для определённых пород собак аллелей (наследственных альтернативных вариантов генов) может свидетельствовать о недавнем скрещивании между представителями пород. Такие гибриды первого поколения (и тем более последующих поколений) не всегда можно выявить на основании экстерьера собаки. Сложность же подобного анализа заключается в большом числе пород, содержащихся заводчиками, а также достаточно большим генетическим сходством между многими породами (Parker et al. Genetic structure of purebred domestic dog. Science. 2004), за исключением шарпей, чау-чау, акита, шиба-ину, басенджи, лаек, афганской борзой, салуки и некоторых других. Тем не менее, исследование генетической структуры популяции безнадзорных собак может дать представление о её гетерогенности, сбалансированности и уровне изменчивости и, в конечном счете, существенно прояснить вопросы её происхождения.

Цель проекта – анализ генетической структуры популяции безнадзорных собак Московской области с применением современных молекулярных методов анализа.

Задачи:

1. Протестировать молекулярные маркёры (микросателлитные локусы), ранее разработанные для популяций домашних собак и волка, на ряде пород домашних собак и популяциях безнадзорных собак Московской области.

2. С помощью протестированных и отобранных молекулярных маркёров охарактеризовать генетический пул некоторых пород собак, наиболее часто становящихся донорами популяции безнадзорных, а также безнадзорных собак, оценить уровни генетического разнообразия (аллельное разнообразие, наблюдаемая и теоретически гетерозиготность).

3. Оценить и сравнить степень генетических различий по микросателлитным локусам между породами домашних собак и между территориальными группировками безнадзорных собак.

4. Оценить уровень инбридинга (близкородственных скрещиваний) в исследуемой популяции с помощью набора микросателлитных локусов, сравнить его с инбридингом в линиях породистых собак.

5. Дать прогноз возможностям использования молекулярных методов в генетическом мониторинге популяции безнадзорных собак.

Ожидаемые результаты:

1. Будут протестированы и отобраны для использования на дальнейших стадиях выполнения проекта наборы молекулярных маркёров (в основном короткие повторяющиеся последовательности ДНК – микросателлитные локусы), ранее разработанные для популяций домашних собак и волка, будут оценены уровни изменчивости и информативность этих маркёров на ряде пород домашних собак и популяции безнадзорных собак.

13. С помощью протестированных и отобранных молекулярных маркёров будет охарактеризован генетический пул некоторых пород домашних собак, наиболее часто становящихся донорами популяции, а также безнадзорных собак; будут количественно оценены уровни генетического разнообразия: аллельное разнообразие, наблюдаемая и теоретически ожидаемая (исходя из предположения о свободном скрещивании) гетерозиготность. Связь этих показателей популяционно-генетической изменчивости с адаптивными возможностями природных популяций неоднократно продемонстрирована в научных исследованиях.

14. Будет проведена количественная оценка и сравнительный анализ степени генетических различий (генетической подразделённости) по микросателлитным локусам между породами домашних собак и между территориальными группировками бродячих собак. Такие показатели как доля межпопуляционной изменчивости и значения генетических дистанций свидетельствуют о большей или меньшей подразделённости генных пулов.

15. Будет проведена оценка уровней инбридинга (доля близкородственных скрещиваний и степень родства родителей) в дикой популяции с помощью набора микросателлитных локусов, а также сравнительный анализ этих показателей с инбридингом в линиях породистых собак.

16. Будет проведён комплексный анализ полученных данных и дан прогноз возможностям и перспективам использования молекулярных методов в генетическом мониторинге популяции безнадзорных собак.

17. Будет проведён анализ главного комплекса гистосовместимости (англ. MHC, major histocompatibility complex). Главный комплекс гистосовместимости обеспечивает координацию действий различных клеток иммунной системы в подавлении инфекции. Его разнообразие и развитость показывают степень устойчивости к инфекциям различного рода.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: