Hybrydyzacja pomiędzy wilkiem szarym i psem domowym i jej ekologiczne konsekwencje

W niniejszej pracy podjęto się weryfikacji trzech hipotez dotyczących hybrydyzacji pomiędzy wilkiem i psem: (1) Hipotezy rzadkości zjawiska naturalnej (spontanicznej) hybrydyzacji wilka i psa, zgodnie z którą należy oczekiwać, że do przypadków krzyżowania się wilków i psów w środowisku naturalnym będzie dochodzić sporadycznie; (2) Hipotezy pozytywnego wpływu antropopresji na występowanie zjawiska hybrydyzacji wilka i psa, sugerującej, że do krzyżowania się wilków i psów najczęściej dochodzi poza najlepszymi siedliskami wilków, w terenach z wysoką fragmentacją lasów, dużym zagęszczeniu ludzi i psów i niskim dostępem do partnerów do rozrodu z własnego gatunku; (3) Hipotezy niskiego nakładania się nisz troficznych wilków oraz hybryd wilka i psa, implikującej istnienie różnicy w składzie pokarmu grup rodzinnych wilków oraz grup, w skład których wchodzą hybrydy, objawiająca się większym użytkowaniem pokarmu pochodzenia antropogenicznego przez hybrydy. W niniejszej pracy przeanalizowano dane nt. obecności hybryd w Polsce, zebrane w latach 2014-2024. Identyfikację hybryd oparto na cechach morfologicznych oraz szeregu metod genetycznych: analizie sekwencji mitochondrialnego DNA, analizie zestawu sekwencji mikrosatelitarnych jądrowego DNA, analizie 96 polimorfizmów pojedynczych nukleotydów oraz analizie liczby kopii genu warunkującego produkcję amylazy trzustkowej AMY2B. Ponadto wykonano analizę czynników środowiskowych związanych z występowaniem zjawiska hybrydyzacji pomiędzy wilkami i psami wykorzystując dane użyte do opracowania modelu przydatności siedlisk dla wilków w Polsce. Zbadano również skład pokarmu hybryd w oparciu o analizę zawartości odchodów i porównano ją z dietą wilków żyjących w nizinnej Polsce. U większości hybryd obecne były cechy wyglądu odbiegające od fenotypu wilków zamieszkujących środkową Europę. Najczęściej rejestrowano osobniki o nietypowym dla wilków umaszczeniu, a także hybrydy ze skróconymi ogonami i kończynami, a także oklapniętymi uszami. Wszystkie hybrydy posiadały haplotypy mtDNA wykazane wcześniej u wilków. Najwyższą różnorodność alleliczną dla sekwencji mikrosatelitarnych jądrowego DNA stwierdzono u wilków, niższą psów, a najniższą u hybryd. Dzięki analizie SNP przyporządkowano każdej zbadanej próbie status, odpowiadający stopniowi hybrydyzacji, wyodrębniając hybrydy F1 i F2 oraz krzyżówki wsteczne hybryd z wilkami oraz psami. Zakres liczby kopii genu AMY2B u hybryd pokrywał się w większości przypadków z zakresem, w którym znajdują się również wilki. W latach 2014-2024, wykazano w Polsce obecność hybryd wilka i psa w 20 niezależnych lokalizacjach. Zasięgi dyspersji hybryd dochodziły do 215 km. Działania związane z eliminacją hybryd ze środowiska naturalnego (odstrzał lub odłów i eutanazja) podjęto w siedmiu spośród jedenastu miejsc, w których stwierdzono rozród hybryd. Wartości parametrów środowiskowych (procent pokrycia przez lasy, zabudowę i tereny rolne oraz zagęszczenie dróg) w kwadratach, w których stwierdzano hybrydy (bez i z rozrodem) oraz wilki (obecność stała i sporadyczna) nie różniły się. Hybrydy konsumowały głównie dzikie ssaki kopytne. Ich dieta nie różniła się od diety wilków zamieszkujących lasy nizinnej części Polski. W trakcie projektu wykazano, że opieranie się na kryteriach morfologicznych do identyfikacji hybryd jest niezmiernie trudne. W identyfikacji hybryd, jak i ustalaniu pokrewieństwa pomiędzy osobnikami, niezbędne są narzędzia molekularne. Genetyczna identyfikacji hybryd musi się jednak opierać na starannie dobieranych metodach. Współcześnie najbardziej wiarygodne i stosunkowo szeroko stosowane są panele polimorfizmów pojedynczych nukleotydów wyselekcjonowanych pod kątem jak najlepszej identyfikacji wilków, psów i ich mieszańców. Zebrane dane wskazują na prawidłowość założeń hipotezy rzadkości zjawiska naturalnej (spontanicznej) hybrydyzacji wilka i psa. Hipoteza pozytywnego wpływu antropopresji na występowanie zjawiska hybrydyzacji wilka i psa, nie została potwierdzona. Hipoteza niskiego nakładania się nisz troficznych wilków oraz hybryd wilka i psa nie została potwierdzona. Problem hybrydyzacji gatunków dzikich i ich udomowionych form ma wiele aspektów, zarówno ewolucyjnych i ekologicznych, jak i zdrowotnych, społecznych oraz prawnych. Każdy z nich ma wpływ na postrzeganie tego zjawiska przez poszczególnych interesariuszy, a co za tym idzie kreowaniem konkretnych rozwiązań problemu. Bezspornie najlepszym sposobem rozwiązania problemu hybrydyzacji wilków i psów jest zapobieganie kontaktom pomiędzy nimi. Nie można tego osiągnąć bez eliminacji psów ze środowiska naturalnego oraz bezwzględnego zakazu ich sztucznego krzyżowania z wilkami.

In this thesis, three hypotheses concerning hybridization between wolf and dog were verified: (1) The hypothesis of the rarity of the phenomenon of natural (spontaneous) hybridization of wolf and dog, according to which it should be expected that cases of interbreeding between wolves and dogs in the natural environment will occur sporadically; (2) The hypothesis of the positive impact of human pressure on the occurrence of wolf-dog hybridization, suggesting that interbreeding between wolves and dogs will most often occur outside the best habitats of wolves, in areas with high forest fragmentation, high density of people and dogs, and low access to breeding partners of their species; (3) The hypothesis of low overlap of trophic niches of wolves and wolf-dog hybrids, implying the existence of a difference in the food composition of wolf family groups and groups that include hybrids, manifested by greater use of food of anthropogenic origin by hybrids. Within this project, data on the presence of hybrids in Poland, collected between 2014 and 2024, were analyzed. The identification of the hybrids was based on morphological features and several genetic methods, including mitochondrial DNA sequence analysis, analysis of 13 nuclear DNA microsatellite sequences, analysis of 96 single nucleotide polymorphisms, and copy number analysis of the gene encoding pancreatic amylase AMY2B. Additionally, an analysis of environmental factors influencing the occurrence of hybridization between wolves and dogs was conducted using the data used to develop a model of wolf habitat suitability in Poland. The composition of the hybrids' food was also examined based on the analysis of scat content and compared with the diet of wolves inhabiting the Polish lowlands. In most hybrids, morphological features differing from the phenotype of wolves inhabiting central Europe were present. The most common were individuals with a color unusual for wolves, as well as hybrids with shortened tails and limbs, and floppy ears. All of the hybrids had mtDNA haplotypes previously shown in wolves. The highest allelic diversity for nuclear DNA microsatellite sequences was found in wolves, the lowest in dogs, and the lowest in hybrids. Thanks to the SNP analysis, each sample was assigned a status corresponding to the degree of hybridization, distinguishing F1 and F2 hybrids and backcrosses of hybrids with wolves and dogs. The range of the AMY2B gene number in the hybrids coincided in most cases with the range in which wolves are also found. Between 2014 and 2024, the presence of wolf dog hybrids in Poland was documented in 20 independent locations. The dispersion ranges of the hybrids reached up to 215 km. Actions related to the elimination of hybrids from the natural environment (shooting or trapping and euthanasia) were undertaken in seven out of eleven places where hybrid breeding was found. The value of environmental parameters (percentage of coverage by forests, buildings, and agricultural areas, and road density) in the squares in which hybrids (without and with reproduction) and wolves (permanent and sporadic presence) were found did not differ statistically. Hybrids consumed mainly wild ungulates. Their diet did not differ from that of wolves inhabiting the forests of the lowland part of Poland. The project demonstrated that relying solely on morphological criteria to identify hybrids is highly challenging. Molecular tools are essential for identifying hybrids and establishing relationships between individuals. However, the genetic identification of hybrids must be based on carefully selected methods. Nowadays, the most reliable and relatively widely used are panels of single nucleotide polymorphisms selected for the best possible identification of wolves, dogs, and their hybrids. The collected data support the hypothesis that the phenomenon of natural (spontaneous) hybridization between wolves and dogs is rare. The hypothesis of a positive effect of human pressure on the occurrence of wolf-dog hybridization has not been confirmed. The hypothesis of low overlap of trophic niches of wolves and wolf-dog hybrids has not been confirmed. The problem of hybridization between wild species and their domesticated forms has multiple aspects, including evolutionary, ecological, health, social, and legal considerations. Each of them has an impact on the perception of this phenomenon by individual stakeholders and, thus, on the creation of specific solutions to the problem. Undoubtedly, the most effective way to address the issue of hybridization between wolves and dogs is to prevent contact between them. This cannot be achieved without the elimination of dogs from the natural environment and an absolute ban on their artificial crossing with wolves.