Skip to main content
SUPERVISOR
Mohamoud-Reza Hemami,Mansoureh Malekian,Sima Fakheran
محمودرضا همامی (استاد راهنما) منصوره ملکیان (استاد راهنما) سیما فاخران اصفهانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Forough Goudarzi
فروغ گودرزی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1392
Neurergus kaiseri ,native to Iran, is a threatened pond-breeding newt species distributed insouthern ranges of the Zagros Mountains. In spite of several potential threats such as habitat loss, climatechange and drought, there are limited studies about Lorestan newt habitatrequirements and their effects on its genetic differentiation. In the first part ofthe study, we estimated potential area of occupancy ofthis species as a measure of its geographic range using a multi-stagedistribution modelling. Climatic and habitat variables were characterisedrespectively at landscape (coarse-grained) and local spatial (fine-grained)scales in Maxent to model the distribution range of each of the two recognisedclades of the species, separately. To approximate the species area ofoccupancy, we modelled the potential distribution of springs as the specificaquatic habitat of N. kaiseri across its geographic range and masked themodelled fine-grained distribution range of the species with the potentialdistribution map of springs. Landscape-scale variables were more determinativefor the northern clade’s presence, whereas local-scale variables were moreimportant for the southern clade. The species suitable habitat area obtained bylocal-scale models was approximately 90% less than the predicted potentialdistribution obtained by climatic landscape-scale models. The area of occupancyof the species was estimated 620 km 2 showing approximately a 20%reduction in the predicted habitat area by the local-scale model. In the second part, we explored therelative contributions of ‘geographic distance’, ‘landscape resistance’ and‘environmental resistance’ on variations of mitochondrial D-loop and nuclear genome inthe species populations, tested level of intra-specific phylogenetic nicheconservatism, and studied local scale ecological characterization of thespecies breeding habitat. We used a mitochondrial marker (i.e. D-loop) and agenome-wide restrictionsite-associated DNA sequencing (RADseq) database (i.e. single nucleotide polymorphisms; ) to investigate the genetic structure of of N. Kaiseri ’spopulations and identify factors affecting its populations’ genetic differentiation. We detectedeight haplotypes within 17 populations based on mtDNA that diversified into twoclades that geographically disconnected by Dez River. The same pattern ofcladogenesis was detected based on dataset. Genetic variation between thetwo clades located on two sides of Dez River was 81.87% based on mtDNA and76.62% based on , implying that the river was acted as a barrier to geneflow. Environmental dissimilarity, followed by Geographic distance contributedmost to mtDNA differentiation of N. kaiseri ’s populations. However,based on dataset, isolation by river, followed by isolation by distancehad a significant influence on genomic variation in Kaiseri’s newt. AMOVA andPCA, beside landscape genetic analysis, supported the role of Dez River in thepopulation divergence within N. kaiseri and shaping the distribution ofnorthern and southern clades. There was a significant difference betweenclimatic niche belonging to each clade but based on local-scale habitatvariables the two niches were equivalent. The “niche similarity analysis”supported niche conservatism hypothesis. A southward shift in the southernclade’ climatic niche was detected. Niche conservatism and environmentalconstraints interactions have resulted in creation of non-equivalent climaticniches, yet equivalent local spaces. In the third part, ecologicalcharacteristics of the breeding sites were investigated at the local spatialscale. To identify key factors affecting the breeding site selection by N.kaiseri , we compared ecological characteristics of 20 occupied with 20unoccupied springs by the species using 13 habitat variables in the breedingseason. Bed type, water flow rate, shading area, and dissolved oxygen were themost important factors in occupying water-bodies by Kaiser’s newt. Thelikelihood of species presence was comparatively higher in sites with slowwater flow, high dissolved oxygen, cobble substrate, and high shading area.Habitat alteration may highly affect physical-chemical characteristics of thespecies breeding habitat, and hence the probability of its occurrence. Thenovel procedure used in this study for approximating area of occupancy ofKaiser’s newt can be used for estimating area of occupancy of other similarspecies. In addition, by assessing landscape- and local-scale environmentalconditions, our study provides a basis for predicting species’ response toclimate change. Keywords: Speciesdistribution modelling, Landscape genetics, Local habitat, Kaiser’s newt, Areaof occupancy
سمندر لرستان یکی از گونه های تهدیدشده از راستهسمندرها و بومی ایران است که در دامنه جنوبی کوه های زاگرس پراکندگی دارد. علی رغمتهدیدهای بالقوه مانند از دست رفتن زیستگاه و تغییر اقلیم و خشکسالی، مطالعاتمحدودی در مورد نیازمندی های زیستگاهی سمندر لرستان و تأثیر آن بر تغییرپذیریژنتیکی این گونه صورت گرفته است. در بخش نخست این پژوهش، مساحت زیستگاه های اشغال شدهتوسط سمندر لرستان با استفاده از مدلسازی پراکندگی چندمرحله ای برآورد گردید. بهاین منظور، متغیرهای زیستگاهی و اقلیمی در مقیاس سیمای سرزمین و مقیاس محلی در مدلMaxent مشخصه یابی شدندو گستره پراکندگی هر یک از دو کلاد شمالی و جنوبی سمندر لرستان نقشه سازی شد. بهمنظور تقریب مساحت زیستگاه های اشغال شده توسط این گونه، پراکندگی بالقوه چشمه هابه عنوان زیستگاه آبی-اختصاصی گونه در گستره جغرافیایی اش مدلسازی گردید. سپس نقشهپراکندگی سمندر لرستان در مقیاس محلی با نقشه چشمه ها ماسک شد. اقلیم در مقایسه بامتغیرهای محیطی محلی عامل مؤثر تری بر پراکندگی جمعیت های شمالی بود اما برایجمیت های جنوبی تأثیر متغیرهای محلی بر مطلوبیت محل های حضور بیشتر بود. مساحتزیستگاه مطلوب گونه حاصل از مدلسازی در مقیاس محلی تقریباً %90 کوچکتر از گسترهبالقوه پیش بینی شده حاصل از مدل اقلیمی (مقیاس سیمای سرزمین) بود. مساحت اشغالشده توسط گونه حدود 620 کیلومترمربع تخمین زده شد که نسبت به مدل مقیاس محلیتقریباً %20 کاهش را در مناطق مطلوب نشان می داد. در بخش دوم، سهم نسبی "فاصله جغرافیایی"،"مقاومت سیمای سرزمین" و "مقاومت محیط" بر تغییرپذیری ژنوممیتوکندریایی و ژنوم هسته ای در جمعیت های سمندر لرستان بررسی شد و سپس سطححفاظت گرایی آشیان بوم شناختی درون-گونه ای مورد مداقه قرار گرفت. ما از یک قطعهاز ژنوم میتوکندریایی (D-loop) و همچنین قطعات تک-نوکلئوتیدی چندریختی () با استفاده از تکنیک توالی یابی سایت هایمحدودشده DNA (RADseq) در طول ژنومهسته ای استفاده کردیم تا ساختار ژنتیکی جمعیت های سمندر لرستان را بررسی کرده وبه شناسایی عوامل مؤثر بر تمایز ژنتیکی بین جمعیت ها بپردازیم. بر مبنای ژنوممیتوکندریایی 8 هاپلوتایپ از 17 جمعیت شناسایی شد که در دو کلاد واگرا شده بودند.گستره جغرافیایی این دو کلاد توسط رودخانه دز از یکدیگر جدا شده است. الگویمشابهی از واگرایی بر اساس نیز شناسایی گردید. تغییرپذیری ژنتیکی بین دو کلاد قرار گرفته در دو سوی دز بر اساسژنوم میتوکندریایی %87/81 و بر اساس معادل %62/76 بود که بیانگر این است که رودخانه دز به عنوان مانعجریان ژن عمل می کند. عدم تشابه محیطی و فاصله جغرافیایی به ترتیب مهم ترین عواملتمایز ژنوم میتوکندریایی در جمعیت های سمندر لرستان بود در حالیکه تمایز ژنتیکی درطول ژنوم هسته ای در وهله اول ناشی از وجود رودخانه دز و سپس فاصله جغرافیایی بود.AMOVA و PCA در کنار تحلیل های سیمای سرزمین، نقش رودخانه دز را در واگرایی دوکلاد پشتیبانی کردند. اگر چه تفاوت معنی داری بین آشیان اقلیمی هر کلاد وجود داشتاما در عین حال بر مینای متغیرهای زیستگاهی در مقیاس محلی، دو کلاد دارای آشیانهمسانی بودند. "تحلیل همسانی آشیان بوم شناختی" فرضیه حفاظت گرایی آشیانبوم شناختی را پشتیبانی کرد. یک تغییر جهت رو به جنوب در آشیان بوم شناختی کلادجنوبی مشاهده شد. همکنشی میان حفاظت گرایی آشیان بوم شناختی و محدودیت هایمحیطی منجر به ایجاد آشیان های اقلیمیناهمسان شده که در فضای محیطی همسان هستند. در بخش سوم، ویژگی های بوم شناختی زیستگاه زادآوریاین گونه در مقیاس محلی مطالعه گردید. برای شناسایی عوامل کلیدی مؤثر بر انتخابسایت زادآوری توسط سمندر لرستان، 13 مشخصه بوم شناختی در 20 چشمه اشغال شده با 20چشمه اشغال نشده در فصل زادآوری مقایسه شد. نوع بستر، سرعت جریان آب، سطح سایه انداز ومیزان اکسیژن محلول مهم ترین عوامل در اشغال بدنه های آّبی توسط سمندر لرستانبودند. درستنمایی حضور این گونه در آب هایی با جریان آب آرام تر، اکسیژن محلولبالاتر، بستر قلوه سنگی و با سطح سایه انداز بالاتر، افزایش می یابد. تغییرزیستگاه می تواند قویاً بر مشخصه های فیزیکی-شیمایی زیستگاه زادآوری گونه و درنتیجه بر احتمال حضور آن تأثیر بگذارد. رویکرد نوینبکار رفته در این مطالعه برای تقریب مساحت اشغال سمندر لرستان می تواند برای تخمین مساحت اشغال سایر گونه هامشابه مورد استفاده قرار بگیرد. به علاوه، این مطالعه با ارزیابی شرایط محیطی درمقیاس محلی و مقیاس سیمای سرزمین مبنایی را برای پیش بینی پاسخ گونه به تغیییراتاقلیمی فراهم آورد. کلیدواژگان: مدلسازی پراکندگی، سیماژنتیک، زیستگاه محلی، سمندر لرستان، مساحت اشغال

ارتقاء امنیت وب با وف بومی