Китобойный промысел уничтожил гораздо больше финвалов, чем считалось ранее
Новое геномное исследование, проведенное биологами Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, показывает, что китобойный промысел в 20-м веке уничтожил 99% размножающейся или «эффективной» популяции финвалов в восточной части северной части Тихого океана — на 29% больше, чем считалось ранее.
Но есть и хорошие новости: гены представителей этого исчезающего вида по-прежнему достаточно разнообразны, поэтому нынешних мер по сохранению должно быть достаточно, чтобы помочь популяции восстановиться без инбредности. Исследование также показало, что здоровье этой группы имеет важное значение для выживания высоко изолированных, генетически различных финвалов в Калифорнийском заливе.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, является одним из первых, в котором используется информация всего генома, чтобы получить представление о размере и генетическом разнообразии современной популяции. Предыдущие исследования основывались на записях китобойного промысла или митохондриальной ДНК, которая наследуется только от матери, что дает ограниченную генетическую информацию.
В XIX веке китобойный промысел уничтожил большинство видов китов по всему миру, но самые крупные из них — синие и финвалы — остались практически нетронутыми. Ситуация изменилась с появлением промышленного китобойного промысла в 20 веке. К середине века во всем мире было убито около миллиона финвалов, по меньшей мере 75 000 из них - в восточной части северной части Тихого океана.
«Когда вы смотрите на записи китобойного промысла, вы можете сказать только, сколько было убито. Вы не можете сказать, сколько их было в начале», — говорит один из авторов исследования Мэйси Линь. «Мы знаем, что китобойный промысел в 20 веке был жестоким, но мы не знали, насколько суровым он был для финвалов».
Чтобы это выяснить, автор исследования Серджио Нигенда-Моралес извлек ДНК из образцов тканей, взятых у диких финвалов в восточной части северной части Тихого океана и Калифорнийском заливе. Он завершил это исследование ДНК, предоставленной его коллегами из Национального управления океанических и атмосферных исследований. Всего было исследовано 50 китов. Финвалы из Калифорнийского залива были включены, поскольку их популяция не была затронута китобойным промыслом, что позволило исследователям оценить их генетическое разнообразие и узнать, как они связаны с популяцией восточной части северной части Тихого океана.
«Получить образцы у живых китов сложно, потому что вы не знаете, где они будут находиться, а когда они всплывут, у вас будет только минута, чтобы взять образец, прежде чем они вернутся под воду», — говорит Нигенда-Моралес. «Это унизительный опыт – проводить полевые исследования и общаться со вторым по величине животным на планете».
Анализ генома показал, что популяция Калифорнийского залива разошлась около 16 000 лет назад, и ее популяция насчитывала около 114 взрослых репродуктивного возраста. Популяция размножающихся взрослых особей является ключевым индикатором способности вида поддерживать себя. Эффективная популяция восточной части северной части Тихого океана оставалась на уровне около 24 000 особей в течение тысяч лет, пока между 26 и 52 годами назад не произошло резкое сокращение - период, который совпадает с китобойным промыслом в 20 веке - до всего около 305 особей.
Предыдущие экологические исследования показали, что популяция финвалов сократилась на 70%, тогда как более ранние генетические исследования показали, что популяция до китобойного промысла была гораздо большей.
«Обычно трудно обнаружить столь сильные недавние сокращения генома. Но в этом случае финвалы раньше были действительно многочисленны, что сделало внезапное сокращение очень очевидным в наших данных. Если бы сокращение не было таким сильным, нам бы не удалось его обнаружить», — говоритНигенда-Моралес.
Когда популяция страдает от такого резкого сокращения, вредные гены, оставшиеся в оставшихся организмах, могут со временем амплифицироваться, поскольку небольшой размер популяции неизбежно вынуждает особей, несущих эти гены, размножаться вместе. Эти вредные гены могут ухудшить здоровье всего населения и привести к его вымиранию. Генетическое разнообразие среди китов восточной части северной части Тихого океана по-прежнему велико, а это означает, что множественные версии многих генов все еще многочисленны, а вредные гены еще не стали обычным явлением.
«Большая часть этих вариаций возникла очень-очень давно, поэтому генетическое разнообразие небольшого числа выживших особей происходит из их древней истории», — сказал соавтор Кирк Лохмюллер, профессор экологии и эволюционной биологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
К счастью, благодаря медленным темпам воспроизводства финвалов, сокращение популяции, вызванное китобойным промыслом в его самый сильный период, продолжалось всего два поколения финвалов — 50-летний период — и закончилось введением международного моратория на китобойный промысел в 1985 году. Затем популяция медленно восстановилась, а вредные гены не успели накопиться.
Однако компьютерное моделирование показывает, что если популяция останется в нынешнем размере, разнообразие начнет исчезать. Авторы исследования пишут, что самое важное, что правительства могут сделать, чтобы помочь восстановлению финвалов, - это продолжать обеспечивать соблюдение запрета на китобойный промысел, чтобы у финвалов было время увеличить свою численность.
Будущее финвалов в Калифорнийском заливе также зависит от восстановления популяции восточной части северной части Тихого океана. Геномный анализ показал, что многие вредные гены стали общими для первой группы и что единственным источником новых генетических вариантов являются случайные киты из восточной части северной части Тихого океана, которые забредают на их территорию примерно раз в три поколения. Однако этого вливания нового генетического материала оказалось достаточно, чтобы сохранить популяцию.
На данный момент нынешние меры защиты для обеих групп населения кажутся достаточными, хотя они должны будут оставаться в силе в течение длительного времени. Но изменение климата, забастовки кораблей и другие нарушения, вызванные деятельностью человека, могут поставить под угрозу восстановление этого вида. Авторы ожидают, что текущие исследования помогут определить дополнительные меры по сохранению.
«Благодаря усовершенствованию вычислительных моделей мы можем учесть такие факторы, как изменение климата, и связать риск вымирания в результате антропогенных процессов с тем, что происходит на геномном уровне», — сказал Лохмюллер. «Продолжение разработки таких моделей так же важно, как и сбор большего количества данных».
Обсудим?
Смотрите также:
