Молекулярно-генетическая характеристика охотоморской популяции гренландского кита (balaena mysticetus, l., 1758)

Чичкина А.Н., Мещерский И.Г., Шпак О.В., Шаталова С.П.

Гренландские киты (Balaena mysticetus) Охотского моря находятся под угрозой исчезновения. Это связано с интенсивным промыслом в конце XIX – середине XX века, когда численность популяции сократилась с 3 000-6 500 до 150-500 особей (цит. по Maclean, 2002). Молекулярно-генетические данные, характеризующие охотоморских гренландских китов, в отличие от китов беринговоморской (БЧБ) популяции, весьма ограничены. В Охотском море в 1995-2000 гг. работала российско-американская экспедиция, однако большинство полученных результатов остались неопубликованными. Целью нашей работы было проведение молекулярно-генетического анализа новой серии образцов ткани гренландских китов Охотского моря, сравнение результатов с полученными ранее и, следовательно, восполнение ряда недостающих звеньев в ранее опубликованных данных.

Материалом для нашего исследования послужили 73 образца, собранные в 2011 и 2012 г.г методом биопсии или от погибших особей, найденных на берегу, в Ульбанском заливе Охотского моря. Для этих образцов мы определили нуклеотидные последовательности митохондриальной ДНК – контрольного региона (916 п.н.) и гена цитохрома б (1140 п.н.), а также аллельный состав 14 микросателлитных локусов.

Ранее на основании микросателлитных данных уже была показана высокая степень генетической изоляции охотоморской и БЧБ популяций (Givens et al., 2010). В указанной работе отсутствуют данные о частотах аллелей, необходимые для сравнения с нашими результатами. В то же время значения аллельного разнообразия, известные для отдельных исследованных локусов (Maclean, 2002), соответствуют полученным нами величинам.

Сравнение последовательностей участка контрольного региона, общего для нашей работы и исследования БЧБ популяции (397 п.н., LeDuc et al, 2008), показало значительно меньший уровень разнообразия митохондриальных линий в охотоморской популяции. При этом две популяции достоверно отличаются как по частоте встречаемости отдельных гаплотипов, так и по степени различий между ними.

В полной выборке охотоморских китов, обследованных в 1995-2000 г.г, для участка контрольного региона длиной 397 п.н. отмечено 6 гаплотипов, 5 из которых известны и в БЧБ популяции (Huebinger, 2007). В нашем случае для этого участка при сходном уровне показателей гаплотипического и нуклеотидного разнообразия выборки был выявлен еще один оригинальный для Охотского моря гаплотип Увеличение длины анализируемого участка до 916 п.н. позволило выявить у охотоморских китов еще один гаплотип.

Рис. 1. Медианная сеть гаплотипов контрольного региона (397 п.н.) гренландских китов Охотского моря (черный) и БЧБ популяции (серый)

Известные для гренландского кита гаплотипы мтДНК образуют на кладограммах несколько дистанцированных друг от друга групп, однако в популяциях, в том числе и БЧБ, присутствуют варианты, относящиеся одновременно к нескольким группам (Bikham et al., 2012). Это свидетельствует о том, что разделение предковых линий произошло раньше формирования современной географической структуры вида. Как показали наши исследования, гаплотипы, отмеченные в Охотском море, также относятся к нескольким дистанцированным группам (рис. 1). Высокий уровень отличий между отмеченными нами гаплогруппами сохраняется и при включении в анализ более консервативного белок-кодирующего участка – гена цитохрома б.

Таким образом, несмотря на то, что охотоморская популяция гренландского кита в настоящее время изолирована от популяции БЧБ, она сформировалась за счет особей БЧБ в относительно недавнее время.

1. Bikham, J.W., Huebinger, R.M., Phillips C.D., Patton, J.C., George, J.C., Suydam, R.S. 2012. Assessing molecular substitution patterns in the mitochondrial control region compared to protein coding genes in bowhead whales. Report to the International Whaling Commission Scientific Committee. 2012

2. Givens H.G., Huebinger R.M., Patton J.C., Postma L.D., Lindsay M., Suydam R.S., George J.C., Matson C.W., Bickham J.W. 2010. Population genetics of bowhead whales (Balaena mysticetus) in the Western Arctic // Arctic. Vol. 63, NO.1 (March 2010) P. 1-12

3. Huebinger R.M. 2007. Genetic relationships and evolutionary history of extant bowhead whale populations, Balaena mysticetus. Dissertation, Texas A&M Univeristy. 104 pp.

4. LeDuc R.G., Martien K.K., Morin P.A., Hedrick N., Robertson K.M., Taylor B.L. Mugue N.S., Borodin R.G., Zelenina D.A., George, J.C. 2008. Mitochondrial genetic variation in bowhead whales in the western Arctic. SC/59/BRG9. Report to the International Whaling Commission Scientific Committee

5. Maclean, S.A. 2002. Occurrence, behavior, and genetic diversity of bowhead whales in the western Sea of Okhotsk, Russia. M.S. thesis, Texas A&M Univeristy, College Station, TX. 114 pp.