В последние 5 лет работы открыта роль инвертированного мейоза (инверсии первого и второго мейотических делений) в сохранении высокой фертильности у хромосомных гибридов, гетерозиготных по большому числу хромосомных перестроек (опубликовано в PNAS, 2018).

Открыты неизвестные ранее механизм эволюции эукариотического генома и новый способ видообразования. Обнаруженные процессы основаны на межвидовой гибридизации и последующей фиксации в гомозиготе новой комбинации хромосомных слияний и разделений. Результатом этих процессов является формирование нового гибридного диплоидного вида, характеризующегося стабилизированным, полностью реорганизованным кариотипом (опубликовано в Proceedings of the Royal Society B, 2015).

Изучены закономерности взрывной хромосомной эволюции, приводящей к веерам резко дифференцированных кариотипов в комплексах близких видов (опубликовано в Scientific Reports, 2017).

Изучены закономерности видообразования у насекомых-фитофагов, связанные с переходом на новое кормовое растение (опубликовано в Molecular Ecology, 2016).

Проведен сравнительный анализ эффективности морфологических признаков, множественных ядерных генов и митохондриальных ДНК-баркодов для видовой делимитации на примере бабочек рода Brenthis. Показана высокая надежность признаков морфологии и ядерных генов, в то время как ДНК-баркодинг часто приводит к выдвижению таксономических гипотез, которые затем не подтверждаются (опубликовано в Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research, 2018).

Разработаны метод выявления криптических видов (опубликовано в Biological Journal of the Linnean Society, 2015) и оригинальный алгоритм тестирования ранее сформулированных таксономических гипотез на основании объединения морфологических и молекулярных данных (опубликовано в Systematics and Biodiversity, 2016).

С использованием филогеномного подхода (анализ большого числа генов), изучена филогения и разработана система высших таксонов бабочек-толстоголовок (семейство Hesperiidae) (опубликовано в PeerJ, 2016).

Израиль, 2015:

Охота за материалом аспиранток кафедры Е. Паженковой и М. Сальницкой

Песчаная пустыня Негев

На переднем плане: Мария Сальницкая и Елена Паженкова (аспирантки кафедры), на заднем: место, где по легенде Иисус учил апостолов ловить души человеческие (озеро Кенерет)

Иран, 2016:

Памир, 2017:

Лена Паженкова собирает высокогорных Pieridae

Монголия, 2019:

А. В. Лухтанов и аспиранты Елена Паженкова и Илья Махов

2019

Lukhtanov V.A. 2019. Two types of highly ordered micro- and macrochromosome arrangement in metaphase plates of butterflies (Lepidoptera). Comparative Cytogenetics 13(1): 19–25. https://doi.org/10.3897/CompCytogen. v13i1.32614

Pazhenkova E.A., Lukhtanov V.A. 2019. Nuclear genes (but not mitochondrial DNA barcodes) reveal real species: Evidence from the Brenthis fritillary butterflies (Lepidoptera, Nymphalidae). Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research 57(2): 298-313. doi: 10.1111/jzs.12252

Лухтанов В.А. 2019. Делимитация видов и анализ криптического видового разнообразия в 21 веке. Энтомологическое обозрение 98(2): 358-370. doi: 10.1134/S0367144519020096

Lukhtanov V.A., Efetov K.A., Dantchenko A.V. 2019. Karyotype reinvestigation does not confirm the presence of two cryptic species and interspecific hybridization in the Polyommatus (Agrodiaetus) damocles complex in the Crimea (Lepidoptera, Lycaenidae). CompCytogen 13(3): 311–319. doi: 10.3897/CompCytogen.v13i3.46777

Lukhtanov V, Sourakov A, Tikhonov V, Zakharov E (2019). Taxonomic rearrangement of the Erebia tyndarus species group (Lepidoptera, Nymphalidae, Satyrinae) based on an analysis of COI barcodes, morphology and geographic distribution. Folia Biologica (Krakow) 67(4): 149-157. https://doi.org/10.3409/fb_67-4.15

Lukhtanov V.A., Pashenkova Y. 2019. Linking karyotypes with DNA barcodes: proposal for a new standard in chromosomal analysis with an example based on the study of Neotropical Nymphalidae (Lepidoptera). Comparative Cytogenetics 13(4): 435–449. https://doi.org/10.3897/CompCytogen.v13i4.48368

2018

McClure M., Dutrillaux B., Dutrillaux A.-M., Lukhtanov V., Elias M. 2017 [2018]. Heterozygosity and chain multivalents during meiosis illustrate ongoing evolution as a result of multiple holokinetic chromosome fusions in the genus Melinaea (Lepidoptera, Nymphalidae). Cytogenetic and Genome Research 153(4): 213-222. doi: 10.1159/000487107

Todisco V., Grill A., Fiedler K., Gottsberger B., Dinca V., Voda R., Lukhtanov V., Letsch H. 2018. Molecular phylogeny of the Palaearctic butterfly genus Pseudophilotes (Lepidoptera: Lycaenidae) with focus on the Sardinian endemic P. barbagiae. BMC Zoology (2018) 3: 4 (https://doi.org/10.1186/s40850-018-0032-7)

Lukhtanov V.A., Dinca V., Friberg M., Sichova J., Olofsson M., Vila R., Marec F., Wiklund C. 2018. Versatility of multivalent orientation, inverted meiosis, and rescued fitness in holocentric chromosomal hybrids. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 115(41): E9610-E9619. https://doi.org/10.1073/pnas.1802610115

Wiemers M, Balletto E, Dinca V, Fric ZF, Lamas G, Lukhtanov V, Munguira ML, van Swaay CAM, Vila R, Vliegenthart A, Wahlberg N, Verovnik R (2018) An updated checklist of the European Butterflies (Lepidoptera, Papilionoidea). ZooKeys 81: 9–45. https://doi.org/10.3897/zookeys.811.28712

2017

Lukhtanov V.A. 2017. A new species of Melitaea from Israel, with notes on taxonomy, cytogenetics, phylogeography and interspecific hybridization in the Melitaea persea complex (Lepidoptera, Nymphalidae). Comparative Cytogenetics 11(2): 325–357. doi: 10.3897/CompCytogen.v11i2.12370

Vershinina A. O., Lukhtanov V. A. 2017. Evolutionary mechanisms of runaway chromosome number change in Agrodiaetus butterflies. Scientific Reports 7: 8199. doi : 10.1038/s41598-017-08525-6

Lukhtanov V.A., Shapoval N.A. 2017. Chromosomal identification of cryptic species sharing their DNA barcodes: Polyommatus (Agrodiaetus) antidolus and P. (A.) morgani in Iran (Lepidoptera, Lycaenidae). Comparative Cytogenetics 11(4): 759-768. doi: 10.3897/compcytogen.v11i4.20876

Lukhtanov V.A., Dantchenko A.V. 2017. A new butterfly species from south Russia revealed through chromosomal and molecular analysis of the Polyommatus (Agrodiaetus) damonides complex (Lepidoptera, Lycaenidae). Comparative Cytogenetics 11(4): 769-795. https://doi.org/10.3897/CompCytogen.v11i4.20072

2016

Lukhtanov V. 2016. Fine lines: Vladimir Nabokov's Scientific Art. Nature 531(7594): 304 (doi:10.1038/531304a)

Lukhtanov V.A., Sourakov A., Zakharov E.V. 2016. DNA barcodes as a tool in biodiversity research: testing pre-existing taxonomic hypotheses in Delphic Apollo butterflies (Lepidoptera, Papilionidae). Systematics and Biodiversity 14(6): 599-613. doi: 10.1080/14772000.2016.1203371

Hernandez-Roldan J.L., Dapporto L., Dinca V., Vicente J.C., Hornett E.A., Sichova J., Lukhtanov V.A., Talavera G., Vila R. 2016. Integrative analyses unveil speciation linked to host plant shift in Spialia butterflies. Molecular Ecology 25(17): 4267-4284. DOI: 10.1111/mec.13756

Kodandaramaiah U. 2016. Ten genes and two topologies: an exploration of higher relationships in skipper butterflies (Hesperiidae). PeerJ 4:e2653. doi 10.7717/peerj.2653PeerJ (https://doi.org/10.7717/peerj.2653)

Lukhtanov V.A., Pazhenkova EA, Novikova AV. 2016. Mitochondrial chromosome as a marker of animal migratory routes: DNA barcoding revealed Asian (non-African) origin of a tropical migrant butterfly Junonia orithya in south Israel. Comparative Cytogenetics 10(4): 671–677. doi: 10.3897/CompCytogen.v10i4.11085

Pazhenkova EA, Lukhtanov VA (2016) Chromosomal and mitochondrial diversity in Melitaea didyma complex (Lepidoptera, Nymphalidae): eleven deeply diverged DNA barcode groups in one non-monophyletic species? Comparative Cytogenetics 10(4): 697–717. doi: 10.3897/CompCytogen.v10i4.11069

Shapoval N., Lukhtanov V. 2016. On the generic position of Polyommatus avinovi (Lepidoptera: Lycaenidae). Folia Biologica (Krakow) 64(4): 267-273. doi:10.3409/fb64_4.267

Vishnevskaya M.S., Saifitdinova A.F., Lukhtanov V.A., 2016. Karyosystematics and molecular taxonomy of the anomalous blue butterflies (Lepidoptera, Lycaenidae) from the Balkan Peninsula. Comparative Cytogenetics 10(5): 1-85. doi: 10.3897/CompCytogen.v10i5.10944

2015

Vershinina A.O., Anokhin B.A. Lukhtanov V.A. 2015. Ribosomal DNA clusters and telomeric (TTAGG)n repeats in blue butterflies (Lepidoptera, Lycaenidae) with low and high chromosome numbers. Comparative Cytogenetics 9(2):161-171. doi: 10.3897/CompCytogen.v9i2.4715

Lukhtanov VA, Shapoval NA, Anokhin BA, Saifitdinova AF, Kuznetsova VG. 2015 Homoploid hybrid speciation and genome evolution via chromosome sorting. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 282(1807):20150157. doi:10.1098/rspb.2015.0157

Lukhtanov V.A., Tikhonov V.V. 2015. Chromosomal and molecular evidence for presence of Polyommatus (Agrodiaetus) poseidon (Lepidoptera, Lycaenidae) in Caucasus region. Comparative Cytogenetics 9(2): 249–255. doi: 10.3897/CompCytogen.v9i2.5020

Lukhtanov V.A., Dantchenko A.V., Vishnevskaya M.S., Saifitdinova A.F. 2015. Detecting cryptic species in sympatry and allopatry: analysis of hidden diversity in Polyommatus (Agrodiaetus) butterflies (Lepidoptera: Lycaenidae). Biological Journal of the Linnean Society 116 (2): 468-485. doi: 10.1111/bij.12596

Shapoval N.A., Lukhtanov V.A. 2015. Intragenomic variations of multicopy ITS2 marker in Agrodiaetus blue butterflies (Lepidoptera, Lycaenidae). Comparative Cytogenetics 9(4): 483-497. doi: 10.3897/CompCytogen.v9i4.5429

Lukhtanov V.A. 2015. The blue butterfly Polyommatus (Plebicula) atlanticus (Lepidoptera, Lycaenidae) holds the record of the highest number of chromosomes in the non-polyploid eukaryotic organisms. Comparative Cytogenetics 9(4): 683–690. doi: 10.3897/CompCytogen.v9i4.5760

Shapoval NA, Lukhtanov VA (2015) Taxonomic interpretation of chromosomal and mitochondrial DNA variability in the species complex close to Polyommatus (Agrodiaetus) dama (Lepidoptera, Lycaenidae). ZooKeys538: 1–20. doi: 10.3897/zookeys.538.6559

Lukhtanov VA, Novikova AV (2015) Interpretation of mitochondrial diversity in terms of taxonomy: a case study of Hyponephele lycaon species complex in Israel (Lepidoptera, Nymphalidae, Satyrinae). ZooKeys 538: 21-34. doi: 10.3897/zookeys.538.6689

Pazhenkova EA, Zakharov EV, Lukhtanov VA (2015) DNA barcoding reveals twelve lineages with properties of phylogenetic and biological species within Melitaea didyma sensu lato (Lepidoptera, Nymphalidae). ZooKeys 538: 35-46. doi: 10.3897/zookeys.538.6605

Lukhtanov VA, Khruleva OA. 2015. Taxonomic position and status of arctic Gynaephora and Dicallomera moths (Lepidoptera, Erebidae, Lymantriinae). Folia Biologica-Krakow 63 (4): 257-261. doi:10.3409/fb63_4.257

Shapoval NA., Lukhtanov VA, 2015. Taxonomic position and status of Polyommatus (Agrodiaetus) iphigenia (Lepidoptera, Lycaenidae) from the Peloponnese, Southern Greece. Folia Biologica-Krakow 63 (4): 295-300. doi:10.3409/fb63_4.295

2014

Przybylowicz L., Lukhtanov V., Lachowska-Cierlik D. 2014. Towards the understanding of the origin of the Polish remote population of Polyommatus (Agrodiaetus) ripartii (Lepidoptera: Lycaenidae) based on karyology and molecular phylogeny. Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research 52(1), 44-51 (doi: 10.1111/jzs.12040)

Lukhtanov V. 2014. Chromosome number evolution in skippers (Lepidoptera, Hesperiidae). Comparative Cytogenetics 8(4): 275–291 doi: 10.3897/CompCytogen.v8i4.8789

Lukhtanov V.A., Shapoval N.A., Dantchenko A.V. 2014. Taxonomic position of several enigmatic Polyommatus (Agrodiaetus) species (Lepidoptera, Lycaenidae) from Central and Eastern Iran: insights from molecular and chromosomal data. Comparative Cytogenetics. 8(4): 313-322 (doi: 10.3897/CompCytogen.v8i4.8939)

2013

Talavera G., Lukhtanov V.A., Pierce N.E., Vila R. 2013. Establishing criteria for higher-level classification using molecular data: the systematics of Polyommatus blue butterflies (Lepidoptera, Lycaenidae). Cladistics 29, 166-192 (doi: 10.1111/j.1096-0031.2012.00421.x)

Dinca V., Wiklund C., Lukhtanov V.A., Kodandaramaiah U., Noren N., Dapporto L., Wahlberg N., Vila R., Friberg M. 2013. Reproductive isolation and patterns of genetic differentiation in a cryptic butterfly species complex. Journal of Evolutionary Biology 26(10):2095-2106 (doi: 10.1111/jeb.12211)

Talavera G., Lukhtanov V.A., Rieppel L., Pierce N.E., Vila R. 2013. In the shadow of phylogenetic uncertainty: the recent diversification of Lysandra butterflies through chromosomal change. Molecular Phylogenetics and Evolution 69: 469–478 (http://dx.doi.org/10.1016/j.ympev.2013.08.004)

Лухтанов В.А. 2013. Принципы реконструкции филогенезов: признаки, модели эволюции и методы филогенетического анализа. Труды Зоологического института Российской Академии Наук. Приложение № 2. Современные проблемы биологической систематики. Коллективная монография. Редакторы А.Ф.Алимов и С.Д.Степанянц. С. 39–52

2011

Lukhtanov V.A., Dinca V., Talavera G., Vila R. 2011. Unprecedented within-species chromosome number cline in the Wood White butterfly Leptidea sinapis and its significance for karyotype evolution and speciation. BMC Evolutionary Biology 11:109 (doi:10.1186/1471-2148-11-109)

Dinca V., Lukhtanov V.A., Talavera G., Vila R. 2011. Unexpected layers of cryptic diversity in Wood White Leptidea butterflies. Nature Communications 2: 234 (DOI: 10.1038/ncomms1329)

Лухтанов В.А. 2011. География видообразования у дневных бабочек (Lepidoptera, Papilionoidea): эмпирическая проверка теоретических моделей // Энтомологическое обозрение. Т. 90. Вып. 4. С. 809 – 820

2010

Лухтанов В.А. 2010. От геккелевской филогенетики и генниговской кладистики к методу максимального правдоподобия: возможности и ограничения современных и традиционных подходов к реконструкции филогенезов // Энтомологическое обозрение. Т. 89. Вып. 1. С. 133 – 149

Vershinina A.O, Lukhtanov V.A. 2010. Geographical distribution of the cryptic species Agrodiaetus alcestis alcestis, A. alcestis karacetinae and A. demavendi (Lepidoptera, Lycaenidae) revealed by cytogenetic analysis. Comparative Cytogenetics. Vol. 4(1). P. 1-11

Лухтанов В.А., Кузнецова В.Г. 2010. Что гены и хромосомы говорят о происхождении и эволюции насекомых и других членистоногих? – Генетика. Том 46. № 9. C. 1258–1265

Vila R., Lukhtanov V.A., Talavera G., Gil-T. F., Pierce N.E. 2010. How common are dot-like distribution ranges? Taxonomical oversplitting in Western European Agrodiaetus (Lepidoptera, Lycaenidae) revealed by chromosomal and molecular markers. Biological Journal of the Linnean Society. Vol. 101. P. 130-154 (DOI: 10.1111/j.1095-8312.2010.01481.x)

Лухтанов В.А. Правило Добржанского и видообразование путем усиления презиготической репродуктивной изоляции в зоне вторичного контакта популяций // Журнал общей биологии, 2010, том 71, № 5, с. 372-385

Магистратура

В рамках курсах рассматриваются закономерности эволюции биологических макромолекул и объясняется, как анализ структуры ДНК и белков можно использовать для получения информации о родственных связях между организмами и об их филогенетической истории. Филогенетические реконструкции, основанные на молекулярных данных, в настоящее время стали инструментом для решения разнообразных научных и прикладных задач в биологии и других областях деятельности человека (биоинформатика, систематика, проблемы эволюции, экология, медицина, сельское хозяйство, юриспруденция, таможня, криминалистика), однако их получение и осмысленная интерпретация не являются простой задачей.

Понятие гомологии в молекулярной биологии, филогенез и филогения, кладограмма и филограмма, укорененное и неукорененное дерево, коалесценция и сортировка линий, нуклеотидные и аминокислотные замены как признаки, “сырые” и скорректированные генетические дистанции, дистантные и дискретные методы филогенетического анализа, методы максимального правдоподобия и Байеса, молекулярные часы и возможность оценки возраста таксонов только по молекулярным данным, филогеография и ДНК-штрихкодирование. Эти и многие другие вопросы освещены в лекционной части курса.

Курс завершается практическими занятиями, в ходе которых студенты научатся работать с базами данных (GenBank, BOLD и другие), анализировать первичные результаты секвенирования (хроматограммы), делать и редактировать нуклеотидные и аминокислотные выравнивания, выбирать оптимальные модели молекулярной эволюции и самостоятельно получать филогенетические реконструкции, используя наиболее современные программы филогенетического анализа.