مقدمه.

امروزه به دلیل استفاده فزاینده از منابع آب شیرین و همچنین تغییرات ناشی از دخالت‌های بشر در محیط‌زیست، جمعیت بسیاری از ماهیان رودخانه‌ای دستخوش تغییراتی شده است (Rosenfeld, 2003)، به نحوی که یکی از مسایلی که بسیاری از ذخایر ماهیان در دنیا با آن مواجه هستند، کاهش تنوع ژنتیکی ناشی از فعالیت های انسان همچون مسدود ساختن مسیر مهاجرت و ورود آلاینده‌ها است (Zhao et al., 2005). تنوع ژنتیکی که ناشی از تفاوت در اجزای وراثتی افراد یک گونه است، نقش مهمی در حفظ پایداری تکاملی و پتانسیل زیستی جمعیت‌های ماهیان ایفا کرده است (Tave, 2003) و امکان سازگاری محیطی گونه‌ها و جمعیت‌ها و همچنین شانس بقای طولانی مدت را فراهم می‌سازد (Bataillon et al., 1996). در واقع کمّیت و کیفیت تنوع ژنتیکی می‌تواند تأثیر مستقیم بر پایداری جمعیت‌های طبیعی ماهیان بگذارد، این در حالی است که چنین تأثیراتی بر جمعیت‌های کوچک و همچنین جمعیت‌های رو به کاهش بسیار بیشتر است (Reed and Frankham, 2003). بنابراین، تعیین سطح تنوع ژنتیکی در بین افراد متعلق به یک گونه از اهداف کلی ژنتیک جمعیت است (Ciftci and Okumus, 2002) و آگاهی از ساختار ژنتیکی جمعیت‌ها به عنوان عاملی مهم در امر حفاظت و مدیریت ذخایر ماهیان قلمداد می‌گردد (Geist et al., 2009). در این راستا، نشانگرهای مولکولی مبتنی بر چند شکلی DNA، به عنوان ابزاری قدرتمند در بررسی تنوع زیستی ژنتیکی مطرح هستند. در میان نشانگرهای موجود، ریزماهواره‌ها به دلایلی همچون فراوانی بالا در ژنوم موجودات و تنوع بالای قطعات تکرار شونده، هم‌بارز بودن و بهتر نمایان ساختن هتروزیگوسیتی و جهش، بر برخی معایب سایر نشانگرها غلبه دارند (Verspoor and Jordan, 1989). بنابراین، در تحقیق حاضر از نشانگرهای ریزماهواره به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی سگ‌ماهی Paraschistura kessleri استفاده شد.

لوچ‌ماهیان فون غالب ماهیان آب‌های داخلی ایران را پس از کپورماهیان به خود اختصاص داده‌اند (Keyvani, 2008). حدود 40 درصد از این ماهیان، بومی ایران هستند که به دلیل اندازه کوچک و پراکنش محدودشان، کمتر بررسی شده‌اند. دخالت‌های مستقیم و غیرمستقیم انسان در طبیعت از جمله احداث سد، ورود آلاینده‌ها و استخراج سنگ‌های بستر رودخانه‌ها می‌تواند جمعیت سگ‌ماهیان را تحت تأثیر قرار دهد (Abdoli et al., 2010). سگ‌ماهی کسلر با نام علمی Paraschistura kessleri متعلق به خانواده Nemacheilidae است. این گونه جزو ماهیان بنتوپلاژیک آب شیرین است که اطلاعات چندانی در خصوص نیازهای غذایی و زیستگاهی آن وجود ندارد (Nalbant and Bianco, 1998). P. kessleri بومی آب‌های داخلی ایران است و در بخش‌های شرقی و شمال‌شرقی کشور پراکنش دارد. علاوه بر این، حضور این ماهی در برخی حوضه‌های آبی افغانستان و پاکستان نیز گزارش شده است (Kottelet, 2012). تاکنون اطلاعاتی در خصوص ساختار ژنتیکی این گونه بومی منتشر نشده است. در این زمینه، بیشتر مطالعات صورت گرفته متمرکز بر گونه‌هایی با ارزش خوراکی و اقتصادی بالا مانند ماهی سفید و کلمه بوده است (Kashiri et al., 2010؛ (Rezaii et al., 2010. بنابراین، با در نظر گرفتن اهمیت اکولوژی P. kessleri به عنوان یک ماهی بومی و همچنین فقدان اطلاعات در مورد ساختار ژنتیکی آن، در پژوهش حاضر به بررسی تنوع ژنتیکی این گونه با استفاده از شش جایگاه ریزماهواره‌ای در رودخانه‌های کارده، زاوین و رادکان (استان خراسان رضوی) که از مناطق مهم پراکنش این گونه هستند، پرداخته شده است.

مواد و روش‌ها.

جمع‌آوری نمونه‌ها و استخراج DNA: تعداد ۸۴ قطعه سگ‌ماهی کسلر از رودخانه‌های کارده، زاوین و رادکان واقع در حوضه آبریز قره قوم در استان خراسان رضوی (28 نمونه برای هر منطقه) جمع‌آوری گردید (شکل ۱). باله سینه‌ای یا دمی هر ماهی، جداسازی و داخل تیوب‌های حاوی الکل اتانول ۹۶ درصد قرار داده شد. نمونه‌ها جهت انجام آزمایش‌های مولکولی به آزمایشگاه انتقال داده شد. DNA نمونه‌ها با استفاده از روش فنل-کلروفرم (Hillis et al., 1996) استخراج شد. به طور خلاصه، بافت خرد شده باله‌ها با استفاده از بافرهای استخراج (۳۰ میکرولیتر (۱۰ درصد) SDS و ۵۰۰ میکرولیتر STE شامل کلرید سدیم (1/0 مولار)، تریس (05/0 مولار) و سدیم-اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (01/0 مولار)) و ۲۵ میکرولیتر پروتئیناز K (10 میلی‌گرم بر ‌یتر) در دمای 55 درجه سانتیگراد طی شب همگن و هضم گردید. پس از خالص‌سازی با روش فنل-کلروفرم، DNA نمونه‌ها با استفاده از اتانول مطلق سرد رسوب داده شد. در پایان، آب مقطر استریل دو بار تقطیر (۱۰۰ میکرولیتر) به رسوب حاصل افزوده شد و کیفیت DNA با استفاده از ژل آگارز 1 درصد تعیین گردید. همچنین، به منظور بررسی کمیت DNA، میزان جذب نوری نمونه‌ها در طول موج‌های 260 و 280 نانومتر با استفاده از بایوفتومتر (مدل RS 232 C، شرکت Eppendorf، آلمان) تعیین و نسبت جذب 280/260 نیز ثبت گردید (King et al., 2001). در نهایت، نمونه‌ها تا زمان انجام واکنش زنجیره‌ای پلیمراز در دمای 20- درجه سانتیگراد قرار داده شد.

شکل ۱- موقعیت جغرافیایی رودخانه‌های مورد نمونه‌برداری واقع در استان خراسان رضوی (با علامت « مشخص شده است).

.واکنش زنجیره‌ای پلیمراز و الکتروفورز عمودی: از شش جایگاه ریزماهواره‌ای (Bbar4, Bbar7, Bbar11, IC228, IC230, IC720) به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی P. kessleri استفاده شد. از آنجا که جایگاه ریزماهواره‌ای اختصاصی برای گونه
P. kessleri وجود ندارد، بنابراین جایگاه‌های بررسی شده در گونه‌های Barbatula barbatula (Taylor et al., 2001) و Iksookimia choii (Bang et al., 2009) انتخاب و استفاده شد (جدول ۱). تکثیر جایگاه‌ها با استفاده از واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) در دستگاه ترموسایکلر (مدل MJ Mini Thermal Cycler، شرکت Bio-RAD، آمریکا) و طی یک چرخه واسرشت اولیه (۹۴ درجه سانتیگراد به مدت ۳ دقیقه)، ۳۵ چرخه (واسرشت: ۹۴ درجه سانتیگراد به مدت ۳۰ ثانیه، اتصال: ۵۵ تا ۶۰ درجه سانتیگراد به مدت ۳۰ثانیه و تکثیر: ۷۲ درجه سانتیگراد به مدت ۶۰ ثانیه) و ۱ چرخه تکثیر نهایی (۷۲ درجه سانتیگراد به مدت ۳ دقیقه) انجام شد. پس از الکتروفورز عمودی محصولات PCR روی ژل پلی‌اکریل‌آمید (۸ درصد، غیریونیزه)، ژل‌ها با استفاده از روش نیترات نقره رنگ‌آمیزی شدند (Bassam et al., 1991). در ادامه، تصویر ژل‌ها توسط دستگاه مستندساز ژل (مدل Gel Doc XR، شرکت Bio-RAD، آمریکا) ثبت و طول قطعات با استفاده از نرم‌افزار Gel pro analyzer نسخه 0/3 (Media Cybernetics, 1997) محاسبه گردید.

جدول ۱- ویژگی جایگاه‌های ریزماهواره‌ای استفاده شده در پژوهش حاضر

تحلیل آماری: امکان وجود آلل‌های نول، از دست دادن آلل‌های بزرگ و خطای دسته‌بندی توسط نرم‌افزار Microchecker نسخه 1/2/2 (Oosterhout et al., 2004) بررسی شد. از نرم‌افزار GenAlex نسخه 3/6 (Peakall and Smouse, 2006) به منظور ارزیابی تعداد آلل مؤثر، تعداد آلل در هر جایگاه، هتروزیگوسیتی مشاهده شده و مورد انتظار، جریان ژنی، نحوه توزیع تنوع مشاهده شده، شاخص Fst بر اساس مدل آللی بی‌نهایت (IAM) و Rst بر اساس مدل جهش پله‌ای (SMM) با استفاده از آنالیز واریانس مولکولی استفاده شد. بررسی جمعیت‌ها از نظر انحراف از تعادل هاردی-وینبرگ با مقایسه هتروزیگوسیتی مشاهده شده و مورد انتظار و عدم تعادل پیوستگی با نرم‌افزار Genepop نسخه 1/3 (Raymond and Rousset, 1995) صورت گرفت. همچنین، از نرم‌افزار FSTAT نسخه 3/9/2 (Goudet, 2001) برای بررسی علت انحراف از تعادل هاردی-وینبرگ، شاخص FIS به عنوان ضریب درون آمیزی (کاهش یا افزایش هتروزیگوسیتی) و سطح معنی‌داری آن استفاده شد. از نرم‌افزار PopGene نسخه 31/1 (Yeh et al., 1999) نیز برای تعیین شباهت و فاصله ژنتیکی و همچنین ترسیم دندروگرام UPGMA بر اساس مقادیر فاصله ژنتیکی استفاده شد. به منظور تنظیم سطح معنی‌داری آزمون‌های تکرار شونده از ضریب تصحیح بونفرونی استفاده شد (Rice, 1989).

نتایج.

در پژوهش حاضر، هر شش جایگاه مورد مطالعه (Bbar4, Bbar7, Bbar11, IC228, IC230, IC720)، چندشکلی نشان دادند. امکان از دست دادن آلل‌های بزرگ و همچنین خطای دسته‌بندی در هیچ یک از جایگاه‌های مورد استفاده مشاهده نشد. با این حال، امکان وجود آلل‌های نول در جایگاه‌های Bbar4 و IC230 تأیید گردید. تعداد آلل‌های واقعی و مؤثر و همچنین مقادیر هتروزیگوسیتی مشاهده شده و مورد انتظار در جدول ۲ آورده شده است. دامنه آللی در محدوده 5 تا 14 به دست آمد. متوسط تعداد آلل‌های واقعی و مؤثر به ترتیب 16/9 و 69/6 بود که در این میان، بالاترین میزان آلل‌های واقعی (۱۴:Na) و مؤثر (93/9Ne:) به ترتیب در جایگاه‌های Bbar7 و IC228 در نمونه‌های رودخانه زاوین مشاهده شد. همچنین، پایین‌ترین میزان آلل‌های واقعی در رودخانه‌های رادکان و کارده (۵:Na) و آلل‌های مؤثر در منطقه کارده (۲/۸۱:Ne) در سطح جایگاه Bbar4 به دست آمد. مقادیر هتروزیگوسیتی مشاهده شده (Ho) و مورد انتظار (He) نیز به ترتیب در محدوده 12/0-۱ (میانگین: 65/0) و ۸۹/0-۶۴/۰ (میانگین: 82/0) قرار داشت، به نحوی که بالاترین میزان هتروزیگوسیتی مشاهده شده مربوط به رودخانه زاوین (جایگاه Bbar7) و پایین‌ترین میزان مربوط به رودخانه کارده (جایگاه Bbar4) بود. میانگین آلل‌های خاص در نمونه‌های مربوط به رودخانه‌های کارده، رادکان و زاوین نیز به ترتیب: 00/0، 16/0 و 16/2 به دست آمد. اطلاعات مربوط به آلل‌های خاص بر حسب جمعیت‌های بررسی شده در جدول 3 آورده شده است.

انحراف از تعادل هاردی-وینبرگ نیز در سطح جایگاه-جمعیت بررسی شد (جدول ۲). در اغلب جایگاه‌ها، انحراف از تعادل بالایی در سطح سه منطقه رادکان، زاوین و کارده مشاهده شد به طوری که پس از اعمال ضریب تصحیح بونفرونی (Rice, 1989)، از ۱۸ آزمون ممکن (۳ منطقه ×۶ جایگاه) تنها ۴ آزمون شامل جایگاه‌های: Bbar7 (رادکان و زاوین)، Bbar11 (رادکان) و IC720 (کارده) در تعادل قرار داشتند. در بررسی شاخص درون‌آمیزی متوسط FIS، 225/0 به دست آمد. در اغلب جایگاه‌های مورد بررسی نیز کسری هتروزیگوسیتی مشاهده شد که جایگاه‌های Bbar4 در هر سه منطقه رادکان، زاوین و کارده و IC230 و IC720 در منطقه رادکان کسری معنی‌داری (P≤0.002) پس از اعمال ضریب تصحیح توسط نرم‌افزار Fstat نشان دادند (جدول ۲). همچنین، افزایش هتروزیگوسیتی مشاهده شده در برخی جایگاه‌ها معنی‌دار نبود. عدم تعادل پیوستگی (linkage disequilibrium) نیز بین هیچ یک از جایگاه‌های مورد استفاده مشاهده نشد.

در بررسی جریان ژنی مناطق رادکان، زاوین و کارده، متوسط شاخص Nm برابر با 28/7 به دست آمد که بالاترین و پایین‌ترین جریان به ترتیب بین مناطق رادکان با کارده (۸/۲۳) و رادکان با زاوین (۵/۸۳) مشاهده شد (جدول 4). تمایز ژنتیکی بین نمونه‌های مناطق مورد نظر نیز با بررسی شاخص‌های Fst و Rst ارزیابی گردید. متوسط شاخص Fst وRst به ترتیب 034/0 و ۰۶۱/0 بود که بالاترین مقادیر هر دو شاخص بین نمونه‌های متعلق به رودخانه‌های رادکان و زاوین به دست آمد (جدول 5). نتایج حاصل از آنالیز واریانس مولکولی نیز نشان داد که تنوع ژنتیکی بالایی درون جمعیت‌ها وجود دارد (۹۷ درصد). در بررسی شاخص‌های شباهت و فاصله ژنتیکی، بالاترین و پایین‌ترین میزان فاصله به ترتیب بین نمونه‌های مناطق زاوین با کارده (38/0) و رادکان با کارده (27/0) مشاهده گردید. همچنین، دندروگرام ترسیم شده بر اساس فاصله ژنتیکی جدایی بین مناطق مورد نظر را نشان داد به طوری که منطقه زاوین در گروهی مجزا نسبت به مناطق کارده و رادکان قرار گرفت (شکل ۲).

جدول ۲- شاخص‌های تنوع ژنتیکی برای شش جایگاه ریزماهواره‌ای در گونه P. kessleri

Na: تعداد آلل‌ها، Ne: تعداد آلل‌های مؤثر، Ho: هتروزیگوسیتی مشاهده شده، He: هتروزیگوسیتی مورد انتظار، pHw: آزمون احتمال تعادل هاردی-وینبرگ پس از ضریب تصحیح بونفرونی (ns: عدم معنی‌داری، *: 05/0>P ، **: 01/0>P، ***: 001/0>P)، FIS: ضریب درون‌آمیزی: مقادیر معنی‌دار به صورت زیرخط دار مشخص است.

جدول 3- اطلاعات مربوط به آلل‌های خاص در رودخانه‌های رادکان و زاوین

جدول 4- جریان ژنی (Nm) بین مناطق رادکان، زاوین و کارده

جدول 5-تمایز ژنتیکی بین مناطق رادکان، زاوین و کارده. اعداد بالا و پایین قطر به ترتیب نشان‌دهنده ضرایب Fst و Rst است.

شکل ۲- دندروگرام UPGMA بر اساس فاصله ژنتیکی برای گونه P. kessleri

بحث.

از میان جایگاه‌های بررسی شده، جایگاه Bbar4 هتروزیگوسیتی بسیار پایین و آلل نول بالایی نشان داد، بنابراین به نظر می‌رسد که استفاده از این جایگاه برای سگ‌ماهی کسلر کارآیی مطلوبی ندارد. تنوع ژنتیکی به عنوان شاخص مهمی از وضعیت اکولوژی اکوسیستم‌های آبی مطرح بوده است (Zhou et al., 2004) که آگاهی از آن جهت مدیریت و حفظ ذخایر ماهیان از اهمیت بالایی برخوردار است. در این راستا، پیراسنجه‌های مرتبط با تنوع ژنتیکی همچون غنای آللی و هتروزیگوسیتی از نظر مواجهه جمعیت‌ها با تغییرات محیطی بسیار مهم است (Frankham, 2008) و بر ویژگی‌های مهمی همچون توانایی رقابت، بقا و اندازه بدن تأثیرگذار است (Hakansson and Jensen, 2005) به طوری که کاهش تعداد آلل‌های مشاهده شده در سطح جمعیت‌ها می‌تواند بیانگر کاهش سطح تنوع ژنتیکی (Lind et al., 2009) و بالا بودن آن بیانگر بالاتر بودن اندازه مؤثر جمعیت باشد. هتروزیگوسیتی نیز شاخص بسیار مهمی برای ارزیابی تنوع ژنتیکی است و در مطالعات ساختار جمعیت گونه‌ها ارزش بسیاری دارد، زیرا هر هتروزیگوت ناقل آلل‌های متفاوتی است که نشان‌دهنده تنوع است (Diz and presa, 2009). Dewoody و Avise (۲۰۰۰) در ارزیابی تنوع ریزماهواره‌ای ۷۸ گونه مختلف آب شیرین، رودکوچ و دریایی نشان داد که روند کاهشی از نظر غنای آللی و هتروزیگوسیتی به ترتیب از ماهیان دریایی به رود کوچ و سپس آب شیرین وجود دارد. در بررسی حاضر، تعداد آلل‌ها و هتروزیگوسیتی مشاهده شده به ترتیب در محدوده ۵ تا ۱۴ (میانگین: 16/9) و 12/0-۱ (میانگین: 65/0) به دست آمد که کمی بالاتر از مقادیر گزارش شده برای ماهیان آب شیرین (میانگین آللی و هتروزیگوسیتی مشاهده شده به ترتیب: ۷/۵ و ۰/۴۶) توسط Dewoody و Avise (۲۰۰۰) است. در این راستا، در تحقیقات پیشین روی گونه‌های Oxynoemacheilus argyrogramma در رودخانه‌های گاماسیاب، سپیدبرگ و قلیجی (Kolangi-Miandare and Askari, 2014)، Turcinoemacheilus kossiwigi در رودخانه‌های بریم و خیرآباد (Askari et al., 2014) و Paraschistura nielseni در رودخانه‌های شاپور، دالکی و مند (Amouii et al, 2014) تعداد آلل‌های مشاهده شده اندکی بیشتر و هتروزیگوسیتی بسیار نزدیک به مقادیر گزارش شده برای ماهیان آب شیرین (Dewoody and Avise, 2000) اعلام شد. با توجه به میزان آلل و هتروزیگوسیتی به دست آمده در تحقیق حاضر و مقایسه آن با مقادیر گزارش شده برای ماهیان آب شیرین می‌توان بیان داشت که سگ‌ماهی کسلر از غنای آللی و هتروزیگوسیتی مناسبی در مناطق مورد بررسی برخوردار است.

انحراف از تعادل هاردی-وینبرگ در جمعیت‌های طبیعی ماهیان زیاد دیده می‌شود (Lucentini et al., 2009). در تحقیق حاضر، پس از اعمال ضریب تصحیح بونفرونی، ۱۴ آزمون از ۱۸ آزمون ممکنه (۶ جایگاه × ۳ جمعیت) انحراف معنی‌داری از تعادل نشان دادند. در مطالعات پیشین روی گونه‌های Oxynoemacheilus argyrogramma . (Kolangi-Miandare and Askari, 2014)، Turcinoemacheilus kossiwigi (Askari et al., 2014) و Paraschistura nielseni (Amouii et al., 2014) نیز انحراف از تعادل بالایی در نمونه‌ها گزارش گردید. انحراف از تعادل هاردی-وینبرگ می‌تواند ناشی از عوامل متعددی همچون اندازه کوچک نمونه، اشتباه در خواندن و تفسیر آلل‌ها مثلا وجود آلل‌های نول (Borrell et al., 2008)، مهاجرت، رانش ژنتیکی و به‌گزینی (Bhassu et al., 2004) باشد. در پژوهش حاضر، در اغلب جایگاه‌های بررسی شده کسری هتروزیگوسیتی مشاهده شد که جایگاه‌های Bbar4 در هر سه منطقه رادکان، زاوین و کارده و IC230 و IC720 در منطقه رادکان کسری معنی‌داری (P≤0.002) نشان داد. دلایل زیستی کسری هتروزیگوسیتی به خوبی شناخته نشده است و عوامل بسیاری همچون درون‌آمیزی و آلل‌های نول در بروز این کسری دخیل هستند (Diz and Presa, 2009). در تحقیق حاضر، وجود آلل‌های نول را می‌توان به عنوان عاملی مهم در بروز کسری مشاهده شده در نظر گرفت. با این حال، یک عامل به تنهایی نمی‌تواند علت انحراف از تعادل را نمایان سازد و عوامل مختلفی می‌تواند در بروز این انحراف مؤثر باشد. در این خصوص، متوسط شاخص FIS، بالاتر از صفر (225/0) به دست آمد که می‌تواند حاکی از آمیزش خویشاوندی و اختلاط جمعیت‌ها باشد (Yeh et al., 1999). این امر، مسأله‌ای مهم در جمعیت‌های ماهیان مطرح است که افزایش آن در درازمدت می‌تواند به کاهش هتروزیگوسیتی، کاهش مقاومت و بقا و در معرض خطر قرار گرفتن جمعیت‌های بومی منجر شود (Ferguson, 1995). تمامی عوامل ذکر شده در کنار جریان ژنی مشاهده شده (میانگین: 28/7) می‌تواند علت انحراف از تعادل مشاهده شده را توجیه نماید.

بر اساس تقسیم‌بندی Wright (1978)، مقادیر Fst ۰-05/0، 05/0-15/0 و 15/0-25/0 به ترتیب نشان‌دهنده سطح پایین، متوسط و بالای تمایز ژنتیکی است. در مطالعات پیشین روی برخی گونه‌های لوچ‌ماهیان در ایران تمایز ژنتیکی پایینی (Fst<0.05) بین جمعیت‌ها گزارش شده است (Amouee et al., 2014؛ Askari et al., 2014؛ Kolangi-Miandare and Askari, 2014). در همین راستا، Koizumi و همکاران (2013) با بررسی لوچ‌ماهی Lefua echigonia در رودخانه‌های ساکورا، گوگیو، اوه و آرا در کشور ژاپن، تمایز ژنتیکی در حد بسیار پایین تا بالا (246/0-008/0 :Fst) را گزارش کردند. این در حالی است که در تحقیق Mendel و همکاران (2008) تمایز ژنتیکی بالایی بین لوچ‌ماهیان Misgurnus fossilis (36/0-20/0 :Fst) در چند سیستم رودخانه‌ای مجاور هم در جمهوری چک مشاهده شد. Bai و همکاران (۲۰۱۵) نیز تمایز ژنتیکی پایینی را بین لوچ‌ماهیان Misgurnus anguillicaudatus در سیستم‌های آبی متعلق به سه استان مختلف در چین گزارش نمودند. در تحقیق حاضر، متوسط شاخص Fst، برابر با 034/0 به دست آمد. در این خصوص، Wachirachaikarn و همکاران (۲۰۰9) بیان داشتند که شاخص Rst به علت استفاده از اطلاعات مربوط به اندازه آللی، کارآیی مناسب‌تری در برآورد تمایز جمعیت‌ها نسبت به شاخص Fst دارد. Slatkin (۱۹۹۵) عنوان داشت که میزان Rst برای ریزماهواره‌ها تحت مدل جهش پله‌ای بالاتر از Fst است. متوسط شاخص Rst در تحقیق حاضر، برابر با 061/0 به دست آمد که کمی بالاتر از میزان متوسط Fst (034/0) است. اگرچه میزان Fst مشاهده شده در محدوده تمایز پایین قرار دارد، اما می‌تواند بیانگر تمایز ژنتیکی مهمی باشد (Hartl and Clarck, 1997). پایین بودن میزان تمایز بین جمعیت‌ها نشان‌دهنده وجود جریان ژنی قابل توجه است (Pinera et al., 2007). در این بررسی، میانگین شاخص جریان ژنی (Nm) برابر با 28/7 به دست آمد که در این میان، بالاترین میزان جریان بین نمونه‌های مناطق رادکان و کارده مشاهده شد که با توجه به فاصله جغرافیایی مذکور (شکل 1) تا حدی قابل توجیه است. عوامل فیزیولوژیک (همچون تولید مثل و تخم‌ریزی) و اکولوژیک (همچون تفاوت‌های دمایی) را می‌توان به عنوان عوامل مهم القاکننده مهاجرت در لوچ‌ماهیان در نظر گرفت. در این خصوص، عواملی همچون تغییر جهت رودخانه‌ها، تغییرات فصلی سیستم‌های آبی و همین طور تغییرات سوبسترا می‌تواند بر نحوه پراکنش و مهاجرت جمعیت بسیار تأثیرگذار باشد (Fujimoto et al., 2008) به نحوی که ناپایداری سیستم‌های رودخانه‌ای می‌تواند باعث تحریک مهاجرت حتی در مسافت‌های طولانی شود. رودخانه‌های مورد بررسی که همگی در حوضه آبریز قره قوم قرار دارند، در معرض عواملی همچون: آلودگی‌های شدید در اثر تخلیه فاضلاب‌های خانگی، کشاورزی،آلودگی‌های سازندی، بهره‌برداری از آب و خشکسالی است. علاوه بر این، رودخانه‌های خراسان رضوی به ویژه رودخانه‌های کارده و رادکان در معرض سیلاب‌های فصلی و در نتیجه افزایش سرعت جریان آب است. این سیلاب‌ها می‌تواند باعث انتقال سگ‌ماهیان به بخش‌های میانی و پایین‌دست رودخانه‌ها گردد. ماهیان انتقال یافته در اثر سیلاب نیز می‌توانند وارد سیستم‌های آبی مجاور شده و در نهایت پراکنش و جابجایی آنها افزایش یابد. افزون بر این، احتمال می‌رود جریان ژنی مرتبط با تاریخچه زندگی این گونه در راستای گسترش آلل‌های سودمند بین جمعیت‌ها و افزایش سازگاری به تغییرات محیطی نیز باشد. ممکن است شباهت ژنتیکی مشاهده شده بین جمعیت‌ها ناشی از یک اثر فاندینگ معمول باشد که این الگوی تاریخی تا به امروز هم ادامه داشته است، زیرا جریان ژنی بالا می‌تواند از تحلیل آن از طریق رانش جلوگیری نماید. از طرفی، ممکن است زمان کافی از هنگام کلونیزه شدن تا رسیدن به تعادل مهاجرت-رانش ژنتیکی سپری نشده باشد، چرا که به دنبال یک رویداد فاندینگ تا رسیدن به تعادل، ده‌ها تا صدها نسل زمان نیاز است Waples, 1988)؛ (Kinnison et al., 2002. به هر حال، میزان جریان ژنی بین جمعیت‌ها بر اساس Fst ممکن است بالاتر از حد برآورد گردد، چرا که احتمال دارد شباهت مشاهده شده ناشی از اجداد آنها باشد. برای مثال، زمانی که میزان Fst پایین است، احتمالاً جریان ژنی بالایی برآورد خواهد شد، در حالی که در واقع ممکن است تعداد اندکی از افراد جمعیت‌ها مبادله شوند (Ramstad et al., 2004). در مجموع، تمامی عوامل ذکر شده در بالا می‌تواند در میزان جریان ژنی و در نتیجه شباهت و تمایز مشاهده شده در تحقیق حاضر نقش داشته باشد اما با توجه به این که توانایی لاروها، بچه ماهیان و ماهیان بالغ در نرخ مهاجرت این ماهیان به خوبی شناخته نشده است، به تحقیقات بیشتری به ویژه در زمینه زیستی، الگوها و نرخ پراکنش آنها نیاز است. در این خصوص، روش‌های جغرافیای تکاملی می‌تواند به عنوان ابزاری سودمند جهت برآورد بهتر جریان ژنی استفاده شود Slatkin, 1993)؛ (Bear, 1998.

نتایج مربوط به آزمون واریانس مولکولی نیز نشان‌دهنده تنوع ژنتیکی بالا در داخل گروه‌ها و تنوع پایین بین آنها است. طبق شاخص‌های پیشنهادی Thorpe (۱۹۸۲)، مقادیر شباهت ژنتیکی جمعیت‌های متعلق به گونه مشابه و گونه‌های متعلق به جنس مشابه به ترتیب در محدوده 8/0-9/0 و 35/0-85/0 قرار دارد و مقدار شباهت گونه‌هایی با جنس متفاوت پایین‌تر از 35/0 است. میزان شباهت ژنتیکی در تحقیق حاضر 72/0 به دست آمد که در محدوده گونه‌های هم‌جنس قرار دارد. بالاترین میزان ژنتیکی نیز بین نمونه‌های رودخانه‌های رادکان و زاوین مشاهده شد که با توجه به این که پایین‌ترین میزان جریان ژنی نیز بین این دو منطقه مشاهده شده است، قابل توجیه است. همچنین، پایین‌ترین فاصله ژنتیکی و در عین حال بالاترین شباهت و جریان ژنی بین نمونه‌های رودخانه‌های رادکان و کارده مشاهده شد. دندروگرام ترسیم شده بر اساس فاصله ژنتیکی نیز نشان داد که احتمالاً گروه جداگانه‌ای از سگ‌ماهی کسلر در رودخانه زاوین وجود دارد، به طوری که این رودخانه در شاخه‌ای جدا از رودخانه‌های رادکان و کارده قرار گرفت.

نتیجه گیری کلی.

با توجه به نتایج پژوهش حاضر، به نظر می‌رسد که سگ‌ماهی کسلر به عنوان یک گونه آب شیرین از تنوع ژنتیکی مطلوبی در رودخانه‌های مورد بررسی برخوردار باشد، با این حال، مسایلی از قبیل: خشکسالی، احداث سد، تغییر زیستگاه، بهره‌برداری از آب و همچنین آلودگی‌های مختلف به ویژه آلودگی‌های ناشی از رواناب‌های کشاورزی و فاضلاب‌های صنعتی که رودخانه‌های مورد نظر با آن مواجه هستند، ممکن است تنوع مشاهده شده و بقای این گونه بومی را در درازمدت تحت تأثیر قرار دهد. در واقع، دستکاری و تغییرات رو به افزایش رودخانه‌ها از یک سو و عدم وجود اطلاعات کافی از سوی دیگر، ضرورت انجام تحقیقات بیشتر در زمینه زیستی و اکولوژی این ماهی را نمایان می‌سازد، چرا که فقدان اطلاعات علمی به عنوان یکی از مهم‌ترین مسایل در امر حفاظت از ماهیان آب شیرین ایران مطرح است.

سپاسگزاری.

نگارندگان از کارشناسان محترم آزمایشگاه‌های ژنتیک و بیوتکنولوژی آبزیان و ماهی‌شناسی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان به خاطر همکاری در انجام این پژوهش قدردانی می‌نمایند.