Comparing neutral and adaptive genetic variation in shaping phenotypic diversity of the polymorphic bush cricket Isophya rizeensis along an altitudinal gradient
Yükseklik gradyanı boyunca polimorfik çalı çekirgesi Isophya rizeensis'te fenotipik çeşitliliğin şekillenmesinde nötral ve adaptif genetik varyasyonun karşılaştırılması
- Tez No: 926014
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL KUDRET SAĞLAM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Genetik, Biology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 76
Özet
Küresel çevresel ve iklimsel değişimin hızlanan etkileri, biyolojik çeşitlilik için önemli tehditler oluşturmaktadır ve doğal popülasyonların çevresel değişimlere nasıl uyum sağladığını anlama ihtiyacını arttırmaktadır. Türkiye'nin Fırtına Vadisi'ne özgü çalı çekirgesi olan Isophya rizeensis, erkeklerde çarpıcı yüksekliğe bağlı renk polimorfizmi göstermekte ve yerel adaptasyonu incelemek için çok uygun bir model sunmaktadır. Düşük rakım popülasyonları ağırlıklı olarak siyah morflardan oluşurken, yüksek rakımlardaki bireyler, klasik termal melanizmden yerine, mikro iklim koşullarına adaptasyonu gösteren bir model olan soluk yeşil bireylerle karakterize edilmiştir. 11 popülasyondaki 71 bireyden alınan RAD-seq verilerini kullanarak, 1.113 adaptif lokus dahil olmak üzere 92.048 yüksek güvenilirlikli polimorfik lokus belirledim. Genetik analizler, yükseklik tarafından sürülen önemli farklılaşmayı ortaya koydu ve Mantel testleri mesafe ve seçilim yoluyla izolasyonu doğruladı. Orta rakımlardaki popülasyonlar daha yüksek genetik çeşitlilik sergilerken, ekstrem yüksekliklerdeki popülasyonlar daha az çeşitlilik ve adaptif lokusların sabitlendiğini gösterdi ve bu durum gen akışı ve seçilimin ikili etkisini vurguladı. Genom çapında ilişki çalışmaları, yükseklik ile önemli ölçüde ilişkili 42 lokus tanımladı ve genetik çeşitliliği şekillendirmede ve yükseklik boyunca polimorfizmi sürdürmede yıkıcı seçilimin rolünü destekledi. Ana bileşenlerin ayırıcı analizi (DAPC), renk morfları arasında güçlü genetik farklılaşmayı ortaya koydu ve üç ana lokus bu ayrıma katkıda bulundu. Bu lokuslar, renk morflarına ve bunların yükseklik dağılımlarına bağlı farklı genetik grupların varlığını gösteren bimodal genotip dağılımları sergiledi. Bu çalışma, çevresel değişimin adaptif ve nötral genetik çeşitliliği nasıl şekillendirdiğini ve yüksek bağlantıya rağmen çeşitliliği nasıl koruduğunu vurgulamaktadır. Bulgularımız, gen akışı, seçilim ve yerel adaptasyon arasındaki etkileşimi vurgulayarak dağlık ekosistemlerde biyoçeşitliliği yönlendiren mekanizmalara ilişkin değerli bilgiler sağlıyor ve iklim değişikliği karşısında koruma stratejilerine katkı sağlıyor.
Özet (Çeviri)
The accelerating impacts of global environmental and climatic change present significant threats to biodiversity, emphasizing the need to understand how natural populations adapt to environmental gradients. Isophya rizeensis, a univoltine bush cricket endemic to Turkey's Fırtına Valley, offers a compelling model for studying local adaptation, owing to its striking altitudinal color polymorphism in males. Lower-altitude populations predominantly exhibit black morphs, while higher altitudes are characterized by pale-green individuals, a pattern suggesting adaptation to microclimatic conditions rather than classical thermal melanism. Using RAD-seq data from 71 individuals across 10 populations, we identified 92,048 high-confidence polymorphic loci, including 1,113 putatively adaptive loci. Genetic analyses revealed significant differentiation driven by altitude, with Mantel tests confirming isolation by distance and selection. Mid-altitude populations exhibited higher genetic diversity, while extreme-altitude populations showed reduced diversity and fixation of adaptive loci, highlighting the dual influence of gene flow and selection. Genome-wide association studies identified 42 loci significantly associated with altitude, supporting the role of disruptive selection in shaping genetic variation and maintaining polymorphism along the gradient. Discriminant analysis of principal components (DAPC) revealed strong genetic differentiation between color morphs, with three major loci contributing to this separation. These loci exhibited bimodal genotype distributions, indicating the existence of distinct genetic groups linked to color morphs and their altitudinal distribution. This study underscores how environmental pressures shape adaptive and neutral genetic variation, maintaining diversity despite high connectivity. Our findings highlight the interplay between gene flow, selection, and local adaptation, providing valuable insights into the mechanisms driving biodiversity in montane ecosystems and informing conservation strategies in the face of climate change.
Benzer Tezler
- Uydu görüntü verisinin yapay sinir ağları ile sınıflandırılması
Classification of satellite imagery data with artificial neural networks
COŞKUN ÖZKAN
Doktora
Türkçe
2001
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiJeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. FİLİZ SUNAR ERBEK
- A novel approach for the incipience of sediment entrainment in a wide range of flow conditions via experimentally driven geno-fuzzy inference system model
Deneysel veri tabanlı geliştirilen özgün genetik-fuzzy yöntemi ile akım şartlarının geniş aralığında sediment hareketinin başlangıcının araştırılması
HUSSEIN BIZIMANA
Doktora
İngilizce
2020
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜSSELAM ALTUNKAYNAK
- Yapay zeka metotlarının bir sınıflandırma probleminde karşılaştırılması
Comparison of artificial intelligience methods for a classification problem
NİLGÜN ŞENGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLTEKİN ÖZDEMİR
- Development of a model unmanned aerial vehicle with simulink: Modelling and control
Simulink ile model insansız hava aracı geliştirilmesi: Modellemesi ve kontrolü
AKÇAY ÇALIŞIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜLAY ÖKE
- Genetik algoritma ve yapay sinir ağı ile uyarlanabilir nöro bulanık çıkarım sistemlerine dayalı yük tahmini: Irak örneği
Load forecasting based on genetic algorithm ga artificial neural network ann adaptive neuro-fuzzy inference systems anfis : A case study in Iraq
AHMED MAZIN MAJID AL -QAYSI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTUĞ BOZKURT
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAVUZ ATEŞ