Связь культуры и генов заключается в том, что матери китят не дают им уплывать на новые места кормежки и этим мешают спариваться с партнерами из других акваторий, как обнаружили российские ученые.
Сотрудники Камчатского филиала Тихоокеанского института географии ДВО РАН, Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, а также нескольких других российских, французских и британских научных и природоохранных организаций выяснили, что привычка горбатых китов питаться в определенных точках поддерживает их генетическое разнообразие. Можно сказать, что культура этих млекопитающих влияет на их гены. Подобное крайне редко встречается в дикой природе. Научная статья опубликована в Journal of Heredity.
Горбатые киты (Megaptera novaeangliae), они же горбачи, встречаются практически по всему Мировому океану. Ввиду их крупного размера (13−15 метров) за перемещениями этих животных можно следить даже по фотографиям: разных особей можно отличить друг от друга по внешности. Такие исследования с фотоидентификацией горбачей, обитающих в северной части Тихого океана, относительно близко к российским берегам, показали, что киты, кормящиеся у Командорских островов, и горбачи, чья «кормовая база» расположена в Карагинском заливе, пересекаются крайне редко. Как следствие, их популяции не смешиваются. Учитывая, что Командорские острова и Карагинский залив отделяет небольшое по меркам перемещений горбатых китов расстояние — 500 километров, такая изоляция кажется искусственной.
Проверить ее существование взялись авторы обсуждаемой статьи. Они взяли путем биопсии фрагменты кожи нескольких десятков горбачей обоих полов, относящихся к двум популяциям — карагинской и командорской. Из клеток кожи выделили митохондриальную ДНК (мтДНК) и сравнили ее последовательности у разных животных — не только тех, чей биоматериал непосредственно применяли в исследовании, но и ранее изученных горбатых китов, предпочитающих кормиться в Аляскинском заливе и у Алеутских островов. Кроме того, поскольку горбачи размножаются не в местах интенсивной кормежки, а в более южных частях Тихого океана, при сравнении митохондриальных ДНК этих животных исследователи учитывали и то, где они выводят потомство: вблизи Окинавы, у берегов Мексики или рядом с Филиппинами.
Анализ мтДНК показал, что пути «командорских» и «карагинских» горбачей действительно очень редко пересекаются. Первые оказались близки к китам, кормящимся в Аляскинском заливе и у Алеутских островов, а животные, предпочитающие Карагинский залив, оказались обособленной ото всех остальных горбатых китов севера Тихого океана группой. Но одно только поедание пищи в разных акваториях не могло оставить след в митохондриальной ДНК: различия в ней передаются по наследству, а значит, неродственные по мтДНК особи должны размножаться независимо друг от друга. Так и оказалось: горбачи из Карагинского залива заводят потомство вблизи Филиппин и Окинавы, а киты с Командорских островов размножаются у берегов Мексики. То есть шансов пересечься у двух «российских» популяций горбатых китов фактически нет.
Таким образом, авторы выявили редкий, почти уникальный случай взаимного влияния генов и «культуры» у животных. Дело в том, что горбатые киты мигрируют группами, и, скорее всего, родители (в первую очередь матери) учат детенышей следовать определенному маршруту. Если бы животные руководствовались только близостью и удобством кормовых площадок и мест для размножения, они бы, скорее всего, проплывали меньше, и их траектории были бы проще. Получается, что обучение «традиционным» путям миграции напрямую влияет на наследственность горбатых китов, ограничивая круг особей, с которыми они могут встретиться и спариться.
Подобные исследования уже неоднократно проводили на других видах китообразных. Пожалуй, наиболее масштабное из них опубликовали весной 2018 года российские и американские ученые. Сопоставив данные по 45 точкам северной части Тихого океана за 20 лет сбора информации, они определили, что всех белух (Delphinapterus leucas) этого региона можно разделить на три группы, представители которых не скрещиваются друг с другом, и пути их миграции практически не пересекаются. Как и в случае горбатых китов, это обеспечивают главным образом самки: в первые годы жизни детенышей они почти всегда перемещаются между зимними и летними кормовыми площадками вместе с ними, показывая дорогу и обучая своих отпрысков «миграционным традициям» предков.