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.