Белуха в морях Дальнего Востока: состав и распределение митохондриальных линий

Белуха в морях Дальнего Востока: состав и распределение митохондриальных линий

21 Марта 2014

Материалом для генетического исследования населения белух российского Дальнего Востока послужили образцы кожи, собранные методом биопсии, у мёртвых животных или при живоотловах для научно-просветительских целей в Охотском море: в Сахалинском заливе, в заливах Николая, Ульбанский, Тугурский и Удская губа, у западного побережья Камчатки, в Охотском море и в Анадырском лимане Берингова моря. Для всех животных были определены нуклеотидные последовательности участка митохондриальной ДНК (мтДНК) общей длиной 559 п.н. и для большинства – аллельный состав восьми или 19 микросателлитных локусов ядерной ДНК.


Анализ распределения частот аллелей позволил констатировать генетическую изолированность белух Охотского и Берингова морей и высокую степень генетической обособленности стад, летующих на западе (Сахалинский залив и Шантарский регион) и на востоке (западное побережье Камчатки) Охотского моря. В то же время группы белух, образующих сахалино-амурское и шантарское летние скопления являются представителями единой популяции. Учитывая указанные особенности, её можно назвать «западно-охотоморской популяцией».


Анализируемый в данной работе характер распределения митохондриальных линий отражает не популяционную структуру, а устойчивые предпочтения в выборе мест летовок, формировавшиеся в процессе исторического освоения районов обитания (филопатрия). Всего у 437 проанализированных особей было отмечено 24 варианта (гаплотипа) нуклеотидной последовательности проанализированного участка.


Все четыре исследованных района летовок достоверно отличаются между собой не только по частотам встречаемости конкретных гаплотипов, но и по средней дистанции между присутствующими в каждом районе вариантами. В сахалино-амурском скоплении однозначно доминирует гаплотип S022 и его производные. Данная группа белух характеризуется самым высоким уровнем гаплотипического и весьма высоким – нуклеотидного разнообразия.


Следует отметить, что гаплотипы, имеющие в основе (участок длиной 409 п.н.) ту же последовательность, что и гаплотип S022, широко представлены и у белух,
встречающихся вдоль обоих побережий Северной Америки и до архипелага Шпицберген на востоке. В шантарском скоплении в целом также доминируют особи с гаплотипом S022, однако между рядом отдельных заливов в пределах самого региона обнаруживаются достоверные различия. Они выражаются в нарастании при продвижении с востока на запад доли сильно дистанцированного от S022 гаплотипа S148 и его производных. За счёт значительных различий между доминирующими вариантами выборка шантарского скопления характеризуется повышенным уровнем нуклеотидного разнообразия.


Среди особей, летующих у западного побережья Камчатки, гаплотипы линии S148/K357 доминируют абсолютно. В Анадырском лимане преобладает гаплотип C425 и его производные, широко распространённые у белух уже в арктическом бассейне. Однако заметную долю здесь составляют и белухи с гаплотипом K357, доминирующим в районе западного побережья Камчатки.

 

Выявляемая ситуация представляется во многом парадоксальной. Состав и разнообразие митохондриальных линий в сахалино-амурском скоплении лучше всего отвечают ситуации гипотетического рефугиума, откуда белухи с окончанием ледниковой эпохи начали заселять более северные районы Пацифики, продвигаясь, согласно существующим предположениям и вдоль северо-западных берегов американского континента. Однако в настоящее время западно-охотоморская популяция, включающая белух сахалинско-амурского и шантарского скоплений, не может рассматриваться в качестве предковой для всей Северной Пацифики, так как в её составе присутствуют и особи иной, эндемичной для азиатского побережья, филогенетической линии.

 

Работа выполнена в рамках Программы «Белуха-Белый кит» ИПЭЭ РАН Постоянно действующей экспедиции РАН по изучению животных Красной книги Российской Федерации и других особо важных животных фауны России при поддержке Русского географического общества и проекта «Современный статус белух амурского скопления (Охотское море, Россия): оценка устойчиво-сти» (исполнитель ООО РОЦ «Дельфин и Я») при финансовой поддержке Ocean Park Corporation (Hong Kong); Georgia Aquarium Inc., SeaWorld Parks and Entertainment, Mystic Aquarium and Institute for Exploration, (USA); Kamogawa Sea World (Japan).

 

Мещерский И.Г., Шпак О.В., Глазов Д.М., Литовка Д.И., Борисова Е.А., Языкова М.Г., Рожнов В.В.

 

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, Москва, Россия

 

Список использованных источников:

 


Борисова Е.А., Мещерский И.Г., Шпак О.В. , Глазов Д.М., Литовка Д.И., Языкова М.Г., Рожнов В.В. 2012. Оценка влияния географической изоляции на степень генетической обособленности в популяциях белухи (Delphinapterus leucas) российского Дальнего Востока.


Языкова М.Г., Мещерский И.Г., Шпак О.В., Глазов Д.М., Литовка Д.И., Борисова Е.А., Рожнов В.В. 2012. Молекулярно-генетический анализ сахалино-амурского и шантарского летних скоплений белухи (Del-phinapterus leucas) в Охотском море.


O‘Corry-Crowe G.M., Suydam R.S., Rosenberg A., Frost K.J., Dizon A.E. 1997. Phylogeography, population structure and dispersal patterns of the beluga whale Delphinapterus leucas in the western Nearctic revealed by mito-chondrial DNA. Mol. Ecol., 6: 955-970.


O‘Corry-Crowe G. M., Lydersen C., Heide-Jørgensen M.P., Hansen L., Mukhametov L.M., Dove O., Kovacs K.M. 2010. Population genetic structure and evolutionary history of North Atlantic beluga whales (Delphinapterus leu-cas) fromWest Greenland, Svalbard and the White Sea. Polar Biol., 33: 1179-1194.