Новое исследование, проведенное Аквариумом Новой Англии, дает представление о выживании детенышей южных китов в Северной Атлантике, темпах роста и истории жизни, демонстрируя силу генетического отбора образцов для этого вида, находящегося под угрозой исчезновения.
В исследовании, опубликованном в журнале Mammalian Biology, были проанализированы все детеныши северного кита, родившиеся между 1988 и 2018 годами, и классифицированы животные на основе генетических образцов и идентификации по фотографиям. Исследователи сосредоточились на 13 тематических исследованиях южных китов, которым требовалась генетика для отслеживания данных истории их жизни. Ученые смогли определить возраст 12 китов, сопоставить 11 китов с их биологическими матерями и определили, что четыре детеныша, которые ранее считались мертвыми, на самом деле выжили.
Часто бывает трудно задокументировать огромные различия в поведении и развитии животных в дикой природе. Результаты этого исследования изменили наши знания о времени разлуки между матерью и детенышем, а также телятами. «Физическое развитие, вся важная информация для находящихся под угрозой исчезновения видов, численность которых составляет менее 350 особей», - сказал ведущий автор Филип Гамильтон, старший научный сотрудник Центра океанической жизни Андерсона Кабота при Аквариуме Новой Англии.
В течение 40 лет истории китов отслеживались с использованием Североатлантического каталога правых китов, обширной базы данных фотоидентификации, курируемой учеными Аквариума. Отдельных североатлантических китов отличают фотографии естественных отметин на голове, называемых мозолями, а также шрамы на теле. Поскольку на образование мозолей у телят уходят месяцы, их обычно идентифицируют по их тесной связи с матерями в местах отела на юго-востоке США в период с декабря по март..
«Если теленок остается со своей матерью до тех пор, пока его мозоль не будет идентифицирована, и не будет соответствующих фотографий пары вместе, теленок может быть добавлен в Каталог вместе с его известным возрастом и отцовством», - сказал Гамильтон. «Однако, если детеныша рано отлучают от матери или он не сфотографирован должным образом, его возраст и происхождение остаются неизвестными. Вот где вступает в действие генетическая выборка».
Более 80 процентов каталогизированных китов были отобраны генетически. В этом исследовании усилия по биопсии были сосредоточены на телятах в данном году, других китов, обнаруженных в полевых условиях, пробы которых, как известно, ранее не отбирались, и китах, которые не могли быть идентифицированы в полевых условиях. Фотографии китов были собраны по всему ареалу миграции китов во все месяцы года, и все фотографические данные были переданы в Аквариум Новой Англии для обработки.
Образцы биопсии затем были отправлены в Университет Святой Марии в Галифаксе, Новая Шотландия, где доктора. Тим и Бренна Фрейзер проводят генетический анализ. Эти анализы разрабатывались в течение нескольких десятилетий для лучшего понимания генетики этого вида, а также для использования в мониторинге популяции, например, для генетической идентификации особей, связывания родителей и потомства, а также для оценки других моделей родства.
«Благодаря этому сотрудничеству влияние интеграции генетических и полевых исследований намного больше, чем просто сумма частей, и ведет к гораздо более глубокому пониманию этого вида, чем любой подход мог бы обеспечить сам по себе, - сказал доктор Тим Фрейзер.
«Поскольку базы данных генетических и фотоидентификационных данных являются полностью независимыми методами идентификации, они служат отличной проверкой качества друг друга», - сказал Гамильтон..
Исследование показало, что уже в апреле матерей нередко видят без телят на кормовых площадках в течение коротких периодов времени, а некоторые телята на короткое время общаются с разными матерями. Данные показывают, что матерей и детенышей видят отдельно друг от друга на пастбищах у берегов Новой Англии и Канады в 10-40 процентах всех весенних и летних наблюдений. До этого исследования считалось, что телята умирают, если их матери всегда были одни на кормовой площадке в течение года рождения теленка. С помощью генетики и фотоидентификации четыре телята, считавшиеся мертвыми, оказались живыми; двое из четырех отлучены от груди раньше, чем ожидалось, на 10-12 месяцев.
В ходе одного тематического исследования самка кита «Война» (номер по каталогу 1812) была замечена в одиночестве на пастбище недалеко от Массачусетса в мае 2004 г., что ставит под сомнение, жив ли ее детеныш. Образец биопсии «Морского дракона» (№ по каталогу 3680) три года спустя показал, что теленок действительно выжил. В другом тематическом исследовании изучался безымянный каталог № 3970, кит, родившийся в 2009 году и генетически отобранный в январе 2009 года в качестве детеныша на месте отела с матерью «Брейс» (каталог № 3320). В последний раз Брейс и ее детеныша видели вместе в середине февраля 2009 года. Четыре месяца спустя, в середине июня, исследователи заметили молодого кита в одиночестве на кормовой площадке в 1000 миль к северу. Этот кит оставался один до середины сентября, когда у него взяли генетический образец. Когда генетика была пересмотрена, ученые узнали, что молодой кит был детенышем года Брейса, который отделился от своей матери, когда ему было всего 7-8 месяцев..
Исследование в конечном итоге подчеркивает важность использования как фотографий, так и генетики молодых морских млекопитающих, а также разложившихся туш, для точного сбора данных об индивидуальной истории жизни.
«Генетическая выборка животных в начале их жизни, прежде чем они рассеются или отделятся от своих матерей, является важным средством индивидуальной идентификации в то время, когда фотоидентификация не так надежна», - сказал Гамильтон.«Вся эта информация имеет решающее значение для спасения этого вида от исчезновения».
В исследовании приняли участие исследователи из пяти организаций и агентств. Чтобы собрать генетические образцы, Гамильтон работал с Лизой Конгер из NOAA Fisheries, Клэем Джорджем из Департамента природных ресурсов Джорджии и Кэтрин Джексон из Флоридского научно-исследовательского института рыбы и дикой природы. Тим Фрейзер и Бренна Фрейзер из Университета Святой Марии обработали генетические образцы. NOAA Fisheries финансировало отбор проб в полевых условиях, а недавняя поддержка генетического анализа финансировалась Министерством рыболовства и океанов Канады.
В рамках многолетнего многомиллионного гранта, предоставленного Университетом Святой Марии и Аквариумом, генетические образцы, собранные у китов, будут использованы для количественной оценки влияния инбридинга на репродуктивный успех и выявления долгосрочные негативные последствия несмертельных запутываний в рыболовных снастях.