EN
The Black Grouse Tetrao tetrix populations in Europe have become fragmented and reduced in numbers. These processes affected genetic diversity of the species, altering patterns of gene flow and genetic structure. In Poland, the Black Grouse is one of the most endangered bird species, however very little is known about diversity of this native population, bordering on to the area of Europe in which the species maintains a continuous range. To complete the knowledge of genetic structure of European populations, we analysed microsatellite polymorphism in 97 native Polish birds, along with 39 introduced individuals, originating in Belarus and at a breeding centre in Poland, regarded as representing the gene pool from the north-eastern part of the country. The results confirmed that isolation of populations and recent decreases in their sizes have reduced genetic diversity in Poland's populations of the Black Grouse. The results also indicated the presence of two genetic groups in Poland, involving birds of the north-eastern part of the country and the Carpathians Foothills in a first group, and the population from the Sudetes (Izerskie and Karkonosze Mountains) in a second. We suggest that the conservation effort should treat these two groups as independent units. We also analysed a fragment of the mitochondrial Control Region (CRmtDNA). The comparisons of sequences obtained with data from other Eurasian populations indicate that populations of the Black Grouse in Poland should be included within a large Conservation Unit — the northern tetrix — which comprises birds from Eastern and Northern Europe.
PL
Wiedza o zmienności genetycznej w populacjach i zróżnicowaniu genetycznym między populacjami jest niezwykle istotna w przypadku ochrony gatunków zagrożonych wyginięciem. Zazwyczaj antropogeniczne zmiany w środowisku wpływają negatywnie na poziom przepływu genów i liczebność populacji. W efekcie dryf genetyczny powoduje wzrost zróżnicowania między grupami osobników zasiedlających płaty odpowiedniego środowiska, a spadek zmienności zwiększa ryzyko pojawienia się negatywnych procesów genetycznych. Niektóre gatunki ptaków, dzięki znacznej mobilności i zdolności do pokonywania barier w postaci niesprzyjającego środowiska, mogą w pewnym zakresie skompensować następstwa ograniczonego przepływu genów. Jednakże gatunki osiadłe są szczególnie narażone na negatywne efekty fragmentacji i zaniku środowisk. Do tej grupy zalicza się kuraki leśne. Populacje tych ptaków są pofragmentowane, rozproszone i izolowane, a proces ten zaznacza się najwyraźniej w środkowej i zachodniej Europie. Doprowadziło to do znacznego obniżenia liczebności w poszczególnych rejonach, a także wymarcia niektórych lokalnych populacji. Jednym z takich gatunków jest cietrzew — kurak leśny związany ze środowiskami będącymi we wczesnym stadium sukcesji leśnej. W ciągu ostatnich lat notuje się wyraźny spadek liczebności cietrzewia w Europie. W niektórych regionach liczba ptaków obniżyła się o 90% w porównaniu z notowaną wcześniej wielkością populacji. Badania z zakresu genetyki populacyjnej potwierdziły, że fragmentacja i spadek liczebności obniżyły poziom zmienności genetycznej w izolowanych ostojach. Natomiast analizy filogeograficzne wykazały, że podgatunek zasiedlający większość obszaru Europy (T.t. tetrix) dzieli się na trzy klady: 'tetrix północny' (Europa północno-zachodnia, Rosja, kraje nadbałtyckie, Skandynawia); 'tetrix południowy' (Włochy, Francja, Szwajcaria) i 'tetrix zachodni' (głównie Wyspy Brytyjskie). Choć genetyka populacyjna i filogeografia cietrzewia jest dobrze scharakteryzowana, właściwie nic nie widomo o zmienności i zróżnicowaniu genetycznym zanikających populacji, występujących na granicy ciągłego zasięgu gatunku. Przykładem takich populacji są ostoje cietrzewia w Polsce, gdzie gatunek zasiedla północno-wschodnią i południową cześć kraju (Fig. 1). Poszczególne populacje są niewielkie, rozproszone i silnie izolowane. Ocenia się, że obecnie w Polsce występuje zaledwie około 500 cietrzewi. Celem pracy było oszacowanie zmienności genetycznej i zróżnicowania genetycznego ostatnich populacji cietrzewia w Polsce, egzystujących na granicy ciągłego zasięgu występowania gatunku w Europie Wschodniej. Zmienność i zróżnicowanie określono na podstawie genotypów osobników w loci mikrosatelitarnych. Natomiast analizując DNA mitochondrialny (mtDNA) podjęto próbę określenia pozycji tych populacji we wzorcu filogeograficznym gatunku. Zgromadzono materiał biologiczny z pięciu naturalnych populacji w Polsce, reprezentujących region północno-wschodni (Puszcza Knyszyńska, Puszcza Kurpiowska, Dolina Biebrzy) i południowy (Kotlina Orawsko-Nowotarska; Sudety) oraz jednej populacji z Białorusi. Pobrano także materiał od ptaków hodowlanych pochodzenia mazurskiego, które wsiedlono w Nadleśnictwie Jedwabno. Pozwoliło to scharakteryzować mikrosatelitarne profile genetyczne 97 osobników z rodzimych polskich populacji, 15 ptaków z Białorusi i 24 ptaków wsiedlonych (Tab. 1). Określono także sekwencję fragment regionu kontrolnego mtDNA w przypadku 107 osobników. Uzyskane wyniki potwierdziły, że fragmentacja i zanik siedlisk doprowadziły do obniżenia się zmienności genetycznej w populacjach cietrzewia, zasiedlających granicę ciągłego zasięgu (Tab. 2). Poziom zróżnicowania genetycznego potwierdził długotrwałe ograniczenie przepływu genów między poszczególnymi ostojami (Tab. 3). Wykazano także, że populacja cietrzewia z Sudetów różni się bardzo wyraźnie pod względem frekwencji alleli mikrosatelitarnych od pozostałych badanych populacji, zarówno z północno-wschodniej Polski, jak i z Karpat (Fig. 2 i 3). W przypadku większości polskich populacji stwierdzono genetyczne następstwa demograficznego 'wąskiego gardła' (Tab. 4). Analiza DNA mitochondrialnego wykazała obecność w badanych populacjach 10 haplotypów (Tab. 5). Haplotyp występujący najczęściej w polskich populacjach cietrzewia był stwierdzony wcześniej przez innych badaczy i jest dominującym haplotypem mtDNA w Eurazji. Wszystkie haplotypy stwierdzone w Polsce różniły się bardzo nieznaczenie (Fig. 4), a rozkład różnic nukleotydowych jest typowy dla gatunków rekolonizujących północną Europe po ostatnim zlodowaceniu (Fig. 4, Tab. 6). Porównanie zależności filogenetycznych miedzy haplotypami stwierdzonymi w Polsce, a haplotypami z innych populacji europejskich wykazało natomiast, że szczątkowe populacje, graniczące z ciągłym zasięgiem gatunku w Europie Wschodniej i Skandynawii, powinny być zaliczone do Jednostki Ochrony, obejmującej klad 'tetrix północny' (Fig. 5).