Труды российских конференций

Современный интерес к изучению гибридных зон обусловлен тем, что они предоставляют богатый материал для изучения характерных особенностей и процессов видообразования и дивергенции. Хромосомный полиморфизм, наблюдаемый у обыкновенной бурозубки, оправдывает выбор ее в качестве объекта изучения и моделирования. В России обыкновенная бурозубка подразделяется на несколько хромосомных рас, две из которых встречаются в районе оз. Селигер, образуя гибридную зону «Москва-Селигер». Мы представляем модель этой гибридной зоны, реализованную на объектно-ориентированном языке C++. Данная модель относится к числу эмпирических и создана на основе данных, собранных в ходе полевых исследований Sorex araneus сотрудниками Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова. Исходными параметрами модели являются: размер анализируемой территории, характерные размеры индивидуальных участков зверьков, дифференциальный коэффициент смертности гомо- и гетерозигот, зависящий от координат, средняя индивидуальная дистанция перемещения, приспособленность рас к определенной территории, избирательное скрещивание и степень антагонизма рас друг к другу. Моделируется взаимодействие рас друг с другом и с ареалом обитания. Причем моделирование популяций достигается посредством моделирования каждой особи. Фактически, модель представляет собой взаимодействие всего двух видов объектов: объект-зверь и объект-ареал обитания (территория), с присущими им параметрами, свойствами и функциями.

Модель особи представляет собой совокупность данных-свойств, несущих информацию об особи на данный момент времени (день), и способы и характер их изменения, моделирующие поведение зверьков. К учтенным свойствам относятся: пол особи; текущее местонахождение (координаты по оси абсцисс и ординат в метрах); генотип особи (модель является двух аллельной: ген каждой особи содержит по два аллеля; в случае хромосомных рас, по 2 гомологичных хромосомы или по 2 плеча у метацентриков); возраст в днях; является ли особь беременной/выкармливающей потомство или нет (беременность и выкармливание программно эквивалентны, так как в это время не может наступить новая беременность, и в случае смерти матери, считается, что потомство не выживает, для самцов значение этого параметра всегда отрицательно); генотипы детей (являются свойством матери в период беременности и выкармливания); имеет ли особь индивидуальную территорию (или находится в поиске незанятой области ареала).

Пока у особи нет своей территории, её местонахождение меняется. Изменение её координат в течение дня соответствует перемещению на вектор случайной длины от 0 до некоторой величины в метрах, задаваемой пользователем, и направленного по одному из направлений, удаляющих данную особь от ближайшей особи того же пола (направление выбирается случайно). Таким образом, реализуется поиск свободного участка. Если в результате работы алгоритма особь должна будет выйти за границы ареала обитания, то вместо этого она отразится от границы и снова окажется в пределах ареала. Возраст особи ограничен 420-440 днями и определяет её способность к размножению.

Ареал обитания условно представляет собой прямоугольный участок, ширина и высота которого задаются пользователем в метрах. Модель ареала включает в себя: «глобальную дату» (в днях); данные о различных условиях жизни на разных участках ареала для разных рас.

«Глобальная дата» служит для организации годовых циклов жизнедеятельности особей. В соответствии с ней особи способны размножаться только с 10 апреля по 30 июня, а не успевшие до 1 октября найти себе участки, погибают.

Важнейшим аспектом взаимодействия особей является размножение. Размножаться способны особи в возрасте не менее 180 дней, имеющие участок, свойство беременность/выкармливание которых отрицательно. Если самец и самка, способные размножаться, находятся на определённом расстоянии друг от друга, то с заданной вероятностью свойство беременность/выкармливание самки становится истинным, и в свойство генотип у детей записываются 6 генотипов, где первым геном каждого является один из двух генов самки, а вторым - один из генов самца. Вероятность спаривания может быть задана разной для всех сочетаний рас. Через 40 дней на основе этих 6 генотипов создаются 6 самостоятельных особей, значение свойства беременность/выкармливание самки становится отрицательным, свойство генотипы детей – пустым.

При одинаковых видовых параметрах (размер участка, индивидуальная дистанция), модель показывает сохранение границы между расами, если один пол у гибридов стерилен.

За сотни лет возможно очень незначительное смещение границы, по-видимому, не оказывающее существенного влияния на судьбу гибридной зоны.

Исследование частично поддержано грантами ИНТАС (03-51-4030) и РФФИ
(05-04-49355).