Вопрос выживания маленьких популяций животных остается актуальным, поскольку имеет высокие риски накопления мутаций. Ученые из США показали на примере белух на Аляске, что стратегией выживания таких видов может быть полигинандрическая система, то есть смена партнеров.
Белухи — высокосоциальные китообразные, обитающие в условиях Арктики и Субарктики. Особенно интересны с научной точки зрения изолированные популяции этих животных. Например, одна из таких популяций, оцениваемая всего в 2000 особей, обитает в Бристольском заливе на Аляске. Для столь маленьких популяций главными угрозами выступают потеря генетического разнообразия и инбридинг — скрещивание близких родственников, ведущее к накоплению вредных мутаций и снижению жизнеспособности.
Однако этой группе белух удается избежать угрозы на протяжении поколений. Ученые из США в течение 13 лет собрали 800 биопсийных проб кожи у свободноплавающих белух в Бристольском заливе и проанализировали их. Результаты исследования опубликовали в издании Frontiers in Marine Science. Применив методы молекулярной генетики, исследователи создали «генетические паспорта» для 623 особей. Выявленные маркеры помогли с высокой точностью устанавливать родственные связи, подобно генетической экспертизе.
С помощью специальных компьютерных программ ученые определили, кто отец и мать каждого исследованного детеныша, выявляли братьев и сестер, а также оценивали, сколько потомков оставила каждая взрослая особь. Таким образом удалось установить, что белухи практикуют полигинандрическую систему спаривания. Значит, и самцы, и самки на протяжении жизни имеют нескольких партнеров.
Понять это удалось по тому, что подавляющее большинство пар братьев и сестер оказались полусибсами, то есть у них был только один общий родитель. Однако такая модель размножения позволила белухам не терять генетическое разнообразие. Популяция продемонстрировала высокий уровень генетического разнообразия и минимальный инбридинг.
Ученые пришли к выводу, что эти два фактора напрямую связаны. Именно система «обмена партнерами» стала эволюционным ответом на вызовы малочисленности. Постоянное смешивание генов от разных родителей создает длинные, разветвленные цепочки родства, а не замкнутые семейные кланы.
Это резко снижает вероятность встречи и спаривания близких родственников. Для самок такой подход служит формой «генетического страхования», распределяя риски и повышая шансы на рождение здорового потомства от оптимального отца. Для самцов долгий репродуктивный срок жизни в десятки лет позволил не ввязываться в рискованную конкуренцию за доминирование в одном сезоне, а накапливать потомство постепенно.
В итоге авторы нового исследования посчитали, что такое поведение белух — тонкий биологический механизм, специально «настроенный» для поддержания генетического здоровья в маленькой популяции.