بررسی تنوع ژئومتریک- مورفومتریک جمعیت های بومی زنبور عسل در استان زنجان

زنبورعسل اروپایی یا معمولی(apis mellifera l.) از راسته بال غشاییان و خانواده apidae است. این حشره در تولید محصولات کشاورزی و بقا و ادامه نسل بسیاری از گیاهان و گرده افشانی نقش بسیار تعیین کننده ای دارد به طوری که سهم بزرگی از تولیدات مختلف گیاهی و حتی محصولات دامی به طور مستقیم یا غیر مستقیم به فعالیت این حشره مفید وابسته است. زنبور عسل در صنایع داروسازی، آرایشی، نساجی، کاغذسازی، شمع سازی و غیره نقش داشته و با اشتغال زایی نقش مفید خود را در اقتصاد کشور ایفا می کند. البته مهمترین نقش زنبورعسل درحفظ محیط زیست وگرده افشانی گیاهان است اکنون با تکامل یافتن روش های کامپیوتری شناسایی مورفومتریک، شناسایی گونه های مختلف حشرات تنها با استفاده از ویژگی های بال امکان پذیر می باشد .(francoy et al., 2006; steinhage et al., 2007) ساختمان بال با توجه به ضخامت بسیار کم آن می تواند به عنوان یک ساختمان دو بعدی در نظر گرفته شده و باعث آسان شدن آنالیزهای ژئومتریک مورفومتریک شود (klingenberg et al., 2001) در این تحقیق تنوع درون جمعیتی زنبور عسل به روش ژئومتریک مورفومتریک بررسی شد. در این رابطه سوالات زیر مطرح می گردند: 1- آیا بین جمعیت های مناطق مختلف استان زنجان تفاوت وجود دارد؟ 2- آیا بین فواصل جغرافیایی و ویژگی های مورفولوژیک جمعیت ها ارتباطی وجود دارد؟ -2- هدف تحقیق هدف از این تحقیق تعیین میزان تنوع درون جمعیتی زنبور عسل در استان زنجان می باشد. 1-3- فرضیات تحقیق 1- بین جمعیت های بومی زنبورعسل استان تفاوت ژئومتریک مورفومتریک معنی داری وجود دارد.. 2- بین فواصل جغرافیایی و مورفولوژیک جمعیت ها اختلاف معنی داری وجود دارد. مطالعه تنوع جمعیت ها مطالعه و مقایسه جمعیت های درون گونه ای موضوع سیستماتیک جمعیت ها است. تاریخچه این مطالعات به سال های آغازین قرن بیستم برمی گردد، در سال های 1930 و 1940 به اوج خود می رسد و مایر در 1942 آن را با جزییات شرح می دهد. پیدایش تفکر جمعیتی تاثیر بسزایی در علم تاکسونومی گذاشته است. در نظر گرفتن افراد به عنوان جمعیت ها و یا مجموعه ای از جمعیت ها باعث سهولت مطالعه تنوع ها و دگرگونی ها شده است .(mayer, 1991) شیوه های مطالعه تنوع جمعیت به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند: 1- روش های مولکولی: در این روش از داده های حاصل از اسیدهای نوکلییک و پروتیین ها استفاده می کنند . 2- روش های مورفومتریک: مقایسه الگوهای آناتومی موجودات زنده سال ها مبحث اصلی مطالعات بیولوژی بوده است. طبقه بندی موجودات زنده و درک تنوع زیستی آنها بر پایه شکل ظاهری استوار گشته است(adams et al., 2004)نمونه برداری ها در سال 1390 از ده منطقه استان زنجان شامل ایجرود، خدابنده، خرمدره، سه منطقه از شهرستان زنجان، ماهنشان، دو منطقه از طارم و ابهر انجام شد روش نمونه برداری به این صورت بود که یک ظرف شیشه ای دهان گشاد حاوی پنبه آغشته به اتر در مجاورت دریچه پرواز قرار داده شد و زنبورها به محض ورود به آن بیهوش می شدند. زنبورها در محلول پامپل نگه داری شدند تا تغییری در اندازه و رنگ آن ها ایجاد نشود اسلایدهای بال عقب و جلو به طور دلخواه از سمت راست زنبورهای عسل تهیه شده است. در این بررسی 18 لندمارک در بال جلو و 6 لندمارک در بال عقب انتخاب شد . این لندمارک ها در محل انشعاب رگبال ها و محل اتصال آن ها با حاشیه بال می باشد. اسلایدهای تهیه شده توسط یک سیستم image analyser به تصاویر گرافیکی با فرمت bmp تبدیل شدند.به جهت این که شکل بال های جلو وعقب متفاوت می باشد جهت تجزیه و تحلیل های آن ها فایل های جداگانه بر حسب محل جمع آوری و بال عقب و جلو تهیه شد. لندمارک های انتخابی به طور دقیق بر روی تک تک تصاویر در محل اتصال رگبال ها قرار داده شد. تصاویر مختلف به صورت فایل های جدول 3-2 سامان دهی شد. به منظور حذف تغییرات غیر شکلی، تراز کردن نمونه ها با استفاده از روش superimposition انجام شد با توجه به واریانس هر لندمارک در نمونه های تراز شده و با مشاهده توزیع فضایی لندمارک ها در بال جلو لندمارک های 14، 12، 18 بیشترین تغییرات و جابجایی و لندمارک 8 کمترین تغییر و جابجایی را نسبت به سایر لندمارک ها نشان می دهند. و در بال عقب لندمارک های 3 و 6 بیشترین تغییرات و جابجایی و لندمارک های 4 و 5 کمترین تغییرات و جابجایی را نشان می دهندبیشترین تغییرات در بال جلو درمنطقه رگبال شعاعی و در محل لندمارک های12، 14 و 18 و کمترین تغییر درقسمت انحنای رگبال بازویی cu)) که همان محل لندمارک 8 است، می باشد. در بال عقب نیز لندمارک های 3 و 6 که بیشترین تغییرات را نشان می دهند به ترتیب محل تقاطع رگبال های میانی (m) و m + cu)) و محل تقاطع رگبال کناری (costa) و ناحیه شعاعی (rs) می باشد و لندمارک 4 و 5 با کمترین تغییرات به ترتیب قسمت انتهایی رگبال m و محل تقاطع رگبال rs و m در بال عقب را نشان می دهند.برای اینکه سهم هر یک از مولفه های شکلی در تغییرات شکل مشخص شود، از آنالیز rw برای بال جلو وعقب استفاده شد. در بال جلو 15 عدد principal warp و در بال عقب 3 عدد principal warpوجود داشت. در بال جلو مقدار29/18% از کل تغییرات توسط اولین(rw1) relative warp ، مقدار 03/11% از کل تغییرات با دومین(rw2) relative warp و12/10% از آن با مولفه سوم(rw3) مشخص می شود و در مجموع 44/39% از کل تغییرات توسط سه مولفه اول نشان داده می شودو در بال عقب مقدار 84/39% از کل تغییرات توسط اولین(rw1) relative warp ، 68/21 % از کل تغییرات با دومین (rw2) relative warp و 79/16% از کل تغییرات توسط سومین مولفه (rw3) مشخص می شود و در مجموع سه مولفه اول 52/78% بیشترین میزان تغییرات بال عقب را نشان داد.جهت بررسی چگونگی تغییرات شکل در طول محور مولفه اول در مقایسه با شکل میانگین، داده ها روی صفحات spline (rolf, 2004) منتقل و حدود نهایی تغییرات در جهات مثبت و منفی تعیین شد در تغییرات شکل بال جلو در جهت مثبت، لندمارک 6،7، 15 به سمت داخل ولندمارک های 12،14و 18 به سمت خارج کشیده شده است و تغییرات شکل بال جلو در جهت مثبت به سمت کشیده تر شدن بال در جهت طولی است. تغییرات شکل بال جلو در جهت منفی به سمت جمع تر شدن بال می باشد. جابجایی لندمارک ها بر عکس حالت مثبت است به منظور بررسی تفاوت اندازه بال بین جمعیت های نمونه برداری شده، تجزیه واریانس روی داده های اندازه مرکزی انجام شد. مقدار p کمتر از 0001/0 می باشد. بنابراین در هردو بال بین اندازه نمونه ها در جمعیتهای مختلف اختلاف معنی دار وجود دارد. برای بررسی اختلاف مورفولوژیکی بال بین جمعیت های مختلف، آزمون چند متغیره با استفاده از داده-های ماتریس های وزنی در نرم افزارهای spss 18 وntsys انجام شد. نتیجه آنالیز چند متغیره با روش wilks lambda نشان داد که شکل بال، هم در بال جلو و هم در بال عقب در جمعیت های مختلف مقایسه شده اختلاف معنی داری داشتند (مقدار p کمتر از 01/0). در بال جلو با مقایسه دو به دو مناطق بر اساس این آزمون مشخص شد که تفاوت معنی داری بین تمام مناطق در سطح آماری 1 درصد وجود داشت. و در بال عقب جمعیت ماهنشان با جمعیت ایجرود و نیز هریک از مناطق زنجان اختلاف شکل معنی داری نشان نمی دهد. همین طور عدم معنی داری اختلاف شکلی بین مناطق زنجان و خدابنده، خرمدره و امام کندی طارم نشان داده شده است. بقیه مناطق دوبه دو دارای اختلاف شکلی معنی دار در سطح 1 درصد و 5 درصد می باشند.تعداد 400 فرد در ساختمان بال جلو مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت تابع تشخیص به میزان 69 درصد 10 جمعیت را از همدیگر متمایز نموده، که جمعیت اسفناج با 90 درصد بیشترین میزان تفکیک و نیک پی با 55 درصد کمترین میزان تفکیک را داشتند طبق آنالیز متغیر کانونیک جمعیت های نیک پی و روستای حاج آرش و جمعیت روستاهای دستجرده و امام کندی طارم کمترین فاصله را با یکدیگر دارند که گویای نزدیکی تشابه مورفولژیک در بال جلو و همپوشان بودن این جمعیت ها می باشد. در مقابل جمعیت منطقه خدابنده با جمعیت سایر مناطق بیشترین فاصله را نشان می دهد. میانگین جمعیت ماهنشان تقریبا منطبق بر آرایش فضایی مرجع و میانگین جمعیت خرمدره بیشترین فاصله را با آرایش فضایی مرجع دارد.خوشه حاصل از آنالیز جهت بررسی قرابت جمعیتی می باشد و در مورد نحوه ارتباط مناطق نمونه برداری همان کلاسترنتایجی را که از تجزیه متغیر کانونیک به دست آمد به نمایش می گذاردنتایج حاصله از تجزیه خوشه ای جمعیت ها با استفاده از لندمارک های بال جلو سه مورفوکلاستر را مشخص نمود که در مورفوکلاستر اول ابهر، روستای حاج آرش، نیک پی، ایجرود، ماهنشان و خرمدره، در مورفوکلاستر دوم روستای امام کندی و روستای دستجرده، و در مورفوکلاستر سوم روستای اسفناج و خدابنده قرار گرفتندنتیجه گیری نهایی جمعیت های جغرافیایی زنبور عسل با همدیگر اختلاف شکل معنی داری دشتند. اندازه بال نمونه ها در جمعیت های مناطق اختلاف معنی داری با یکدیگر داشتند و تغییرات اندازه نیز ممکن است باعث تغییر شکل بال شود. در تنوع بین جمعیتی تشابهات مورفولژیک بیشتری در جمعیت های با فاصله جغرافیایی کم وجود داشت. سه گروه جمعیتی از لحاظ شکل بال در استان زنجان شناسایی شدند.