白鲸是研究中最具挑战性的海洋哺乳动物之一。它们的大部分生活时间都在北极水下和海冰中度过，使得直接观察变得非常困难。现在，一项长期的DNA研究提供了对阿拉斯加布里斯托尔湾白鲸种群如何形成家庭联系和维持遗传健康的罕见见解。研究结果表明，雄性和雌性白鲸在其生命周期中会与多个伴侣繁殖。研究人员相信，这种行为可能有助于在这个相对较小且孤立的种群中避免近亲繁殖，保护遗传多样性。“尽管白鲸非常受欢迎，我们仍然对它们了解不多，”来自佛罗里达大西洋大学的论文主作者格雷格·奥科里-克罗维博士在《海洋科学前沿》期刊中说。“造成这种情况的主要原因是研究生活在寒冷和常常结冰的北方水下物种的困难。但这正是让发现更加激动人心的挑战。”使用DNA研究难以捉摸的北极鲸鱼在13年内，研究人员从623只白鲸身上收集了小的组织样本。该项目涉及佛罗里达大西洋大学、阿拉斯加鱼类和游戏部门以及来自布里斯托尔湾的阿拉斯加原住民自给自足猎人。由于对野生白鲸的交配模式知之甚少，团队根据进化理论和科学家已有的对于该物种的认识制定了预测。例如，雄性白鲸明显比雌性大，雌性通常每几年的时间只产下一个幼崽。“我们预测白鲸具有一夫多妻的交配系统，其中一些最有竞争力且可能最大的雄性会获得大部分的交配机会，可能在一个繁殖季或几个繁殖季内，而它们几乎提供或没有父母照顾，”奥科里-克罗维说。与此同时，白鲸生活在大型社交群体中，这些社交群体会定期分开和重新聚集。研究人员认为，这种社会结构可能使雌性能够随着时间的推移接触到许多潜在伴侣。因此，他们预测雌性可能在不同的繁殖季节中与多个雄性繁殖。 DNA揭示意外的交配模式基因分析产生了一个惊人的结果。多年来，发现雄性和雌性都与不同的伴侣繁殖。当幼崽有兄弟姐妹时，通常只与一个父母共享，而不是两个。尽管所有鲸鱼的后代相对较少，但雄性之间的差异更大。一些雄性父亲的幼崽比其他雄性多，但是这种差异并不像研究人员预期的那样极端。“白鲸雄性确实是一夫多妻，但令人惊讶的是，只有中等程度的，”奥科里-克罗维说。“三维水域环境可能限制了雄性成功吸引或圈养多位雌性的能力。不过，长寿可能也是关键。白鲸可以活到90岁，甚至更长。因此，雄性白鲸可能在其非常长的繁殖生命中，每年争取几次交配，玩的是一场长久的游戏！“雌性的故事同样引人入胜。基因分析显示雌性白鲸在繁殖季节中会定期更换伴侣，同样是长久的繁殖生命。这可能是一种对冲策略，以降低与低质量雄性交配的风险。”小种群中的高遗传多样性最意想不到的发现之一涉及种群的遗传健康。尽管其数量仅约为2000只，但布里斯托尔湾的白鲸显示出高水平的遗传多样性和相对较少的近亲繁殖证据。研究人员将结果与历史样本和其他白鲸种群进行了比较，发现布里斯托尔湾的遗传多样性可与更大种群相媲美，而且在时间上也保持稳定。“对于小型种群，一个主要的担忧是它们往往比大型种群更快地失去遗传多样性，并且近亲繁殖的风险更高，”奥科里-克罗维解释道。“我们原本预计会发现低多样性和高近亲繁殖，但发现了截然不同的东西。交配系统可能解释了这一惊人发现。频繁的伴侣更换限制了种群中高度相关后代的数量。这反过来降低了高度相关个体交配和产生高度近亲繁殖后代的风险，同时也最小化了遗传多样性丧失的风险。我们不能自满，但可以乐观，认为白鲸的交配策略提供了自然韧性的证据。”关于白鲸行为的更多疑问研究人员警告，其他白鲸种群可能不会以相同的方式表现。与其他某些种群相比，布里斯托尔湾的白鲸在雄性和雌性之间的大小差异相对较小。这可能表明雄性之间的竞争水平较低，并且其他地方可能存在不同的交配系统。“在我看来，性别二态差异的确切原因还有待进一步研究，可能是竞争强度、生境选择等诸多因素造成的。”