Генетическая изменчивость в искусственной популяции белухи Delphinapterus leucas (Pallas, 1776) Приморского океанариума
Ягодина В.Д. 1,2 , Батищева Н.М. 2 , Каменская Д.Н. 2
2 Национальный научный центр морской биологии им. А. В. Жирмунского ДВО РАН, Владивосток, 690041, Российская Федерация
Год: 2026, Номер: 2, Страницы: 100-109
Генетическое управление в проектах по разведению морских млекопитающих имеет ключевое значение для предотвращения инбридинга и обеспечения жизнеспособности популяций ex situ. В настоящей работе исследован генетический состав группы из шести белух (Delphinapterus leucas), содержащихся в научно- образовательном комплексе «Приморский океанариум». Группа характеризуется сложной структурой и включает репродуктивное ядро (одна самка и один самец), двух дополнительных взрослых самцов и двух полнородных сибсов (детёнышей), впервые в России рождённых в условиях неволи. На основе анализа восьми полиморфных микросателлитных локусов предложен экономичный протокол генетического мониторинга. Результаты выявили умеренный уровень изменчивости: среднее число аллелей на локус составило 3.125 ± 0.295, наблюдаемая гетерозиготность (Ho = 0.688 ± 0.097) превысила ожидаему (He = 0.591 ± 0.069). Отрицательный коэффициент инбридинга свидетельствует об избытке гетерозигот и отсутствии близкого родства между взрослыми особями, сформировавшими группу. Наличие в выборке сибсов позволило экспериментально подтвердить высокую разрешающую способность панели: расчётный показатель PIsibs стремится к нулю, что обеспечило гарантированную индивидуальную идентификацию даже близкородственных животных. Кумулятивная вероятность исключения (PE > 0.99) подтвердила эффективность метода для верификации отцовства и материнства. Предложенный подход позволяет реконструировать родословные при отсутствии достоверных племенных книг и может быть использовален для долгосрочного планирования программ разведения белух в океанариумах.
DOI: 10.25221/2782-1978_2026_2_10
Ключевые слова: белуха, Delphinapterus leucas, микросателлиты, генетическое разнообразие, океанариум,
Список литературы
O’Brien J. K., Steinman K. J., Schmitt T., Robeck T. R. 2008. Semen collection, characterization and artificial insemination in the beluga (Delphinapterus leucas) using liquid-stored spermatozoa. Reproduction, Fertility and Development 20(7): 770–783. https://doi.org/10.1071/RD08031
Boyd M. E. 2019. The beginning of the end for belugas in captivity in the United States. Animal Law Review 25(2): 93–123.
Kalinowski S. T., Taper M. L., Marshall T. C. 2007. Revising how the computer program CERVUS accommodates genotyping error increases success in paternity assignment. Molecular Ecology 16(5): 1099–1106. https://doi.org/10.1111/j.1365-294X.2007.03089.x
Meschersky I. G., Shpak O. V., Litovka D. I., Glazov D. M., Borisova E. A., Rozhnov V. V. 2013. A genetic analysis of the beluga whale Delphinapterus leucas (Cetacea: Monodontidae) from summer aggregations in the Russian Far East. Russian Journal of Marine Biology 39(2): 125–135. https://doi.org/10.1134/S1063074013020065
Maity S., Singh S. K., Yadav V. K., Chandra K., Sharma, L. K., Thakur M. 2022. DNA matchmaking in captive facilities: A case study with tigers. Molecular Biology Reports 49(5): 4107–4114. https://doi.org/10.1007/s11033-022-07376-3
Shpak O. V., Meschersky I. G., Glazov D. M., Litovka D. I., Kuznetsova D. M., Rozhnov V. V. 2019. Structure and assessment of beluga whale, Delphinapterus leucas, populations in the Russian Far East. Marine Fisheries Review 81(3–4): 72–86. https://doi.org/10.7755/MFR.81.3–4.3
Katsumata E. 2010. Study on reproduction of captive marine mammals. Journal of Reproduction and Development 56(1): 1–8. https://doi.org/10.1262/jrd.09-212E
Lee L., Tirrell N., Burrel C., Chambers S., Vogel S., Domyan E. T. 2018. Genetic tests reveal extra‐pair paternity among Gentoo penguins (Pyogoscelis papua ellsworthii) at Loveland Living Planet Aquarium: Implications for ex situ colony management. Zoo Biology 37(4): 236–244. https://doi.org/10.1002/zoo.21432
Kilborn S.S. 1994. Object carrying in a captive beluga whale (Delphinapterus leucas) as a possible surrogate behavior. Marine Mammal Science 10: 496–501. https://doi.org/10.1111/j.1748-7692.1994.tb00510.x
Rousset F. 2008. Genepop'007: a complete re‐implementation of the Genepop software for Windows and Linux. Molecular ecology resources 8(1): 103–106. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2007.01931.x
Armada‐Tapia S., Castillo‐Geniz J. L., Victoria‐Cota N., Arce‐Valdés L. R., Enríquez‐Paredes L. M. 2023. First evidence of multiple paternity in the blue shark (Prionace glauca). Journal of Fish Biology 102(2): 528–531. https://doi.org/10.1111/jfb.15272
Buchanan F. C., Friesen M. K., Littlejohn R. P., Clayton J. W. 1996. Microsatellites from the beluga whale Delphinapterus leucas. Molecular Ecology 5(4): 571–575. https://doi.org/10.1046/j.1365-294X.1996.00109.x
Rosenbaum H. C., Calle P. P., Cook R. A., Amato G. 1995 Paternity assessments for a captive breeding group of beluga whales // International Association for Aquatic Animal Medicine Conference Proceedings. https://www.vin.com/doc/?id=3981304 (accessed on 03 May 2026)
Robeck T. R., Monfort S. L., Calle P. P., Dunn J. L., Jensen E., Boehm J. R., Young S., Claret S. T. 2005. Reproduction, growth and development in captive beluga (Delphinapterus leucas). Zoo Biology: Published in affiliation with the American Zoo and Aquarium Association 24(1): 29–49. https://doi.org/10.1002/zoo.20037
Valsecchi E., Amos W. 1996. Microsatellite markers for the study of cetacean populations. Molecular Ecology 5(1): 151–156. https://doi.org/10.1111/j.1365-294X.1996.tb00301.x
Burton C. 2002. Microsatellite analysis of multiple paternity and male reproductive success in the promiscuous snowshoe hare. Canadian Journal of Zoology 80(11): 1948–1956. https://doi.org/10.1139/z02-187
Peakall R. O. D., Smouse P. E. 2012. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research—an update. Bioinformatics 28(19): 2537–2539. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/bts460
Pandey P., Hyun J. Y., Yu M., Lee H. 2021. Microsatellite characterization and development of unified STR panel for big cats in captivity: a case study from a Seoul Grand Park Zoo, Republic of Korea. Molecular biology reports 48(2): 1935–1942. https://doi.org/10.1007/s11033-021-06202-6
Smith K. 2019. First thirty days of life: examining calf behavioral development in beluga whales (Delphinapterus leucas) and Pacific white-sided Dolphins (Lagenorhyncus obliquidens) at one zoological facility. Master's Theses, University of Southern Mississippi. https://aquila.usm.edu/masters_theses/606 (accessed on 03 May 2026)
Citta J. J., O'Corry‐Crowe G., Quakenbush L. T., Bryan A. L., Ferrer T., Olson M. J., Hobbs R. C., Potgieter B. 2018. Assessing the abundance of Bristol Bay belugas with genetic mark‐recapture methods. Marine Mammal Science 34(3): 666–686. https://doi.org/10.1111/mms.12472
O’Corry-Crowe G., Suydam R., Quakenbush L., Smith T. G., Lydersen C., Kovacs K. M., Orr J., Harwood L., Litovka D., Ferrer T. 2020. Group structure and kinship in beluga whale societies. Scientific Reports 10: e11462. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67314-w
O’Corry-Crowe G., Lucey W., Archer F. I., Mahoney B. 2015. The genetic ecology and population origins of the beluga whales, Delphinapterus leucas, of Yakutat Bay. Marine Fisheries Review 77(1): 47–58. https://doi.org/10.7755/MFR.77.1.5.
Yagodina V., Batishcheva N. 2026 Paternity determination for two captive beluga whales born at the Primorsky Aquarium, Russia. Thalassas 42: e83. https://doi.org/10.1007/s41208-026-01105-4
Dobson F. S., Abebe A., Correia H. E., Kasumo C., Zinner B. 2018. Multiple paternity and number of offspring in mammals. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 285(1891): 20182042. http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2018.2042
O’Corry-Crowe G., 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 leucas) from West Greenland, Svalbard and the White Sea. Polar Biology 33(9): 1179–1194. https://doi.org/10.1007/s00300-010-0807-y