Биология моря, 2020, T. 46, № 3, стр. 182-190

Обнаружение нового вида китообразных рода Berardius в российских водах

И. Д. Федутин 1*, И. Г. Мещерский 2, О. А. Филатова 13, О. В. Титова 2, И. Г. Бобырь 3, А. М. Бурдин 4, Э. Хойт 5

1 Биологический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
119234 Москва, Россия

2 Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН
119071 Москва, Россия

3 Национальный парк “Берингия”
689251 Чукотский АО, пос. Провидения, Россия

4 Камчатский филиал Тихоокеанского института географии (КФ ТИГ) ДВО РАН
683000 Петропавловск-Камчатский, Россия

5 Whale and Dolphin Conservation
DT65DD Bridport, Dorset, United Kingdom

* E-mail: fedutin@gmail.com

Поступила в редакцию 10.04.2019
После доработки 11.09.2019
Принята к публикации 03.10.2019

Полный текст (PDF)

Аннотация

До недавнего времени считали, что в северной части Тихого океана обитает единственный представитель китообразных рода Berardius – северный плавун Berardius bairdii Stejneger, 1883. Однако результаты генетического анализа образцов тканей и морфометрические данные свидетельствуют о существовании здесь не описанного ранее вида рода Berardius, симпатричного с северным плавуном, так называемого малого плавуна. В настоящем исследовании установлен факт высокой вероятности обитания малого плавуна в российских водах и описан его возможный ареал. Проведен генетический анализ контрольного региона митохондриальной ДНК 28 новых образцов рода Berardius из четырех районов Дальнего Востока. Образцы с Командорских островов и из Камчатского залива были отнесены к филогруппе северного плавуна. Среди мертвых животных, найденных на побережье о-ва Кунашир, обнаружено по одной особи северного и малого плавуна. Еще две особи малого плавуна были найдены на восточном побережье о-ва Сахалин. Это первые подтвержденные генетическим анализом находки нового вида рода Berardius на российской территории.

Ключевые слова: китообразные, клюворылые, плавун, северный плавун, малый плавун, митохондриальная ДНК, Cetacea, Ziphiidae, Berardius, Berardius minimus, Berardius bairdii

До недавнего времени считали, что в северной части Тихого океана обитает единственный представитель китообразных рода Berardius – северный плавун Berardius bairdii Stejneger, 1883. Однако результаты генетического анализа образцов тканей и морфометрические данные (Kitamura et al., 2013; Morin et al., 2017) продемонстрировали убедительные доказательства существования здесь не описанного ранее вида рода Berardius, симпатричного с северным плавуном. По немногочисленным находкам выброшенных китов и сообщениям японских китобоев установлено, что у так называемого черного, или малого плавуна относительно более темная окраска кожи и меньшие размеры: длина тела взрослых особей составляет 6.3–7.3 м (Kitamura et al., 2013; Morin et al., 2017), тогда как у северного плавуна она варьирует от 9.1 до 11.1 м (Kasuya, 2002), в редких случаях достигая 12.3–12.5 м (True, 1910; Томилин, 1952; Omura et al., 1955). В результате анализа контрольного региона митохондриальной ДНК обнаружено 5 гаплотипов у малого плавуна и 8 – у северного плавуна, а расхождение между нуклеотидными последовательностями северного и малого плавуна оказалось больше (4.4%), чем между таковыми северного и южного плавуна (B. arnouxii) – 3.2%, dA дистанции Нея (Morin et al., 2017). В работе Морина с соавторами (Morin et al., 2017) среди 178 образцов, в число которых вошли 64 образца, исследованные ранее (Kitamura et al., 2013), было выявлено 8 образцов, принадлежавших представителям отдельного вида. Все выявленные образцы малого плавуна принадлежали разным особям и были взяты от погибших животных. Их географическое распределение оказалось неоднородным: 3 образца малого плавуна были получены с северной части о-ва Хоккайдо, а 5 образцов из района Восточных Алеутских островов и прилегающей части Берингова моря. Среди пяти обнаруженных гаплотипов малого плавуна (Kitamura et al., 2013; Morin et al., 2017) гаплотип “b2” был уникален для японских образцов, гаплотипы “b4” и “b5” – только для образцов из района Восточных Алеутских островов, а гаплотипы “b1” и “b3” получены в результате анализа образцов из обоих районов сбора. Среди использованных в анализе 14 образцов плавуна, собранных на российской территории (13 образцов с Командорских островов и один образец из Охотского моря), ни одного образца малого плавуна не обнаружено.

Японские исследователи (Yamada et al., 2019) обобщили данные по внешней морфологии и остеометрии черепа, полученные при изучении четырех особей малого плавуна (три особи с Хоккайдо и одна особь из коллекции Национального музея Естественной истории США), и привели описание нового вида плавуна под видовым названием Berardius minimus sp. nov.

В настоящем исследовании обсуждаются высокая вероятность обитания малого плавуна в российских водах и его возможный ареал. Особое внимание уделено сбору образцов плавуна из разных районов потенциального местообитания и генетическому анализу этих образцов для установления видовой принадлежности. Информация о малом плавуне крайне скудна и фрагментарна. Известно немногим более 10 его подтвержденных находок, и любые дополнительные сведения вносят существенный вклад в описание разных аспектов биологии данного вида китообразных.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Проведен генетический анализ контрольного региона митохондриальной ДНК 28 новых образцов рода Berardius из четырех районов Дальнего Востока (рис. 1). Образцы получены нами от живых и мертвых китов: 22 образца с о-ва Беринга, Командорские острова (среди них 2 образца от мертвых китов), 2 образца от живых особей из Камчатского залива (Восточная Камчатка), а также по 2 образца от мертвых китов с о-ва Кунашир (Южные Курилы) и о-ва Сахалин (табл. 1).

Рис. 1.

Карта сбора образцов. Число на карте – количество образцов с Командорских островов. Сплошной линией обозначена изобата 1000 м.

Таблица 1.  

Образцы плавунов, использованные в данном исследовании

Маркировка в коллекции Гаплотип Широта,
N
Долгота,
E
Место
сбора
Метод
сбора
Тип
ткани
Рег. номер Генбанка ID
Bbw1503* g1 55.906 162.640 Камчатский залив Б К Ka017
Bbw1504 g5 55.114 162.069 Камчатский залив Б К Ka005
Bsp1505 b1 43.976 145.612 о. Кунашир Н К МК605247 No ID
Bbw1601 g1 54.922 166.149 о. Беринга Б К Co105
Bbw1602 g1 54.921 166.148 о. Беринга Б К Co071
Bbw1604 g1 43.653 145.539 о. Кунашир Н К No ID
Bbw1701 g5 54.991 166.042 о. Беринга Б К No ID
Bbw1703 g1 54.975 166.078 о. Беринга Б К Co154
Bbw1704 g1 54.926 166.153 о. Беринга Б К Co108
Bbw1705 g5 54.926 166.152 о. Беринга Б К Co120
Bbw1706 g1 54.919 166.161 о. Беринга Б К No ID
Bbw1707 g1 54.911 166.173 о. Беринга Б К Co056
Bbw1708 g1 54.899 166.177 о. Беринга Б К Co173
Bbw1709 g1 54.867 166.217 о. Беринга Б К Co176
Bbw1710 g5 54.869 166.248 о. Беринга Б К Co029
Bbw1712 g1 54.992 166.051 о. Беринга Б К Co100
Bbw1713 g1 54.989 166.040 о. Беринга Б К Co008
Bbw1714 g1 54.978 166.051 о. Беринга Б К Co128
Bbw1715 g1 54.967 166.103 о. Беринга Б К Co026
Bbw1716 g1 55.227 166.248 о. Беринга Н К No ID
Bbw1717 g1 55.195 166.244 о. Беринга Н К No ID
Bbw1801 g1 54.789 166.343 о. Беринга Б К Co027
Bbw1802 g1 54.848 166.243 о. Беринга Б К No ID
Bbw1803 g1 54.961 166.069 о. Беринга Б К No ID
Bbw1804 g1 54.981 166.084 о. Беринга Б К Co099
Bbw1805 g1 54.985 166.071 о. Беринга Б К Co177
Bsp1806 b2 47.384 142.879 о. Сахалин Н К МК605248 No ID
Bsp1807 b2 52.426 143.264 о. Сахалин Н М МК605249 No ID

*  У данной особи отмечена гетероплазмия A/G в сайте 248 контрольного региона, соответствующем позиции 263 последовательности гаплотипа g1 (GenBank KT936582), что подтверждено повторными анализами. Примечание. Гаплотип по: Morin et al., 2017; метод сбора: Б – биопсия, Н – некропсия; тип ткани, из которой выделяли ДНК: К – кожа, М – мышца; регистрационный номер Генбанка – только для последовательностей малого плавуна; ID – код особи по каталогу северного плавуна. Строки, соответствующие образцам малого плавуна, выделены полужирным шрифтом.

Образцы кожи живых особей брали методом дистанционной биопсии, используя арбалет и плавающую стрелу. В ходе работы каждого кита фотографировали для дальнейшей идентификации, сопоставления с каталогом северных плавунов и для избегания повторного отбора пробы. Образцы тканей мертвых китов отделяли стерильным инструментом. Все образцы тканей от живых и мертвых животных сохраняли в 96% этаноле.

Генетический анализ выполнен в кабинете методов молекулярной диагностики Института проблем экологии и эволюции им А.Н. Северцова РАН. ДНК выделяли с использованием набора Diatom DNA Prep (Лаборатория Изоген, Россия). В одном случае (образец Bsp1807) из-за сильного разложения тканей для выделения ДНК применяли набор QIAamp DNA Investigator Kit (Qiagen, Germany). Для амплификации контрольного региона использовали праймеры L15829 + H497 (Martien et al., 2014), ограничивающие участок мтДНК длиной 1052 п.н., либо пары L15829 + H16498 (Rosel et al., 1994) и DL3C (Morin et al., 2017) + H497, ограничивающие два более коротких перекрывающихся между собой участка. Праймер L15829 применен в модификации Ж.-Л. Юнга [5'-CCTCCCTAAGACTCARGG-3'] (Ж.-Л. Юнг, устное сообщение). Терминирующую реакцию ставили с использованием набора BigDye Terminator v.3.1 с каждым из четырех указанных праймеров для каждого образца. Определение нуклеотидных последовательностей проводили на автоматическом анализаторе 3500 Genetic Analyzer. Выравнивание и совмещение индивидуальных последовательностей, сопоставление результирующих последовательностей с вариантами, представленными в Генбанке, выполнены в программе BioEdit 7.0.5.3 (Hall, 1999) с визуальным контролем. При дальнейшем анализе полученные последовательности были усечены до 931 п.н. в соответствии с ранее опубликованными последовательностями GenBank AB571999.2-AB572008.2 (Kitamura et al., 2013).

Поскольку все обнаруженные последовательности были идентичны известным ранее, повторного филогенетического анализа не проводили.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Последовательности 25 особей с Командорских островов, Камчатского залива и о-ва Кунашир относились к филогруппе северного плавуна (идентичны гаплотипам “g1” и “g5” по: Morin et al., 2017). Особь, обнаруженная в мае 2015 г. работником Курильского заповедника на охотоморском побережье о-ва Кунашир, оказалась малым плавуном (образец Bsp1505, последовательность идентична гаплотипу “b1” по: Morin et al., 2017). Это был взрослый самец (рис. 2), длина тела которого от конца рострума до выемки хвостового плавника составляла 7.11 м. Вторая особь малого плавуна (рис. 3) была обнаружена на восточном побережье о-ва Сахалин в июле 2018 г. (образец Bsp1806, гаплотип “b2” по: Morin et al., 2017). Это была самка, по-видимому, молодая, длина тела которой составляла 7.49 м. Подробные промеры этих двух особей приведены согласно схеме типовых промеров (табл. 2; рис. 4). Третья особь малого плавуна (образец Bsp1807) была найдена в июле 2018 г. также на восточном побережье Сахалина (рис. 5). Точную длину тела измерить не удалось из-за его значительного разложения к моменту осмотра квалифицированными специалистами (П. Ван дер Вольф, устное сообщение). Приблизительная длина тела составляла 7.5 м, а степень зарастания межкостных швов черепа (рис. 5в, 5г) указывала на то, что это было взрослое животное. Нуклеотидная последовательность контрольного региона соответствовала гаплотипу “b2” (Morin et al., 2017). Полученные последовательности малых плавунов помещены в Генбанк с регистрационными номерами MK605247–MK605249.

Рис. 2.

Самец малого плавуна (Bsp1505), найденный в мае 2015 г. на охотоморском побережье о-ва Кунашир в окрестностях кордона Алехинский Курильского заповедника.

Рис. 3.

Самка малого плавуна, найденная на юго-востоке о-ва Сахалин у с. Стародубское в июле 2018 г. (Фото опубликовано в открытом доступе на сайте СахНИРО, http://www.sakhniro.ru/news/582/).

Таблица 2.  

Промеры тела (в см) двух особей малого плавуна и аналогичные морфометрические характеристики северного плавуна из Охотского моря по опубликованным данным (Kishiro, 2007)

 Индекс   Измерение  Малый плавун B. bairdii, Охотское море
самец самка самцы самки
Bsp1505 Bsp1806* n mean SD n mean SD
Длина тела:
V1 от конца рострума до выемки хвостового плавника 711 749 34 999.8 78.82 19 1008.1 55.34
V2 от конца рострума до вершины спинного плавника 501 555 22 703.5 68.89 14 728.8 41.84
V3 от конца рострума до дыхательного отверстия 91 28 107.4 11.10 17 114.4 8.58
V4 от конца рострума до мелона 29 58.0 8.02 18 63.2 5.24
Выступание нижней челюсти:
V5 за конец рострума 9 4 23 7.2 2.72 15 7.5 2.28
V6 от конца рострума до угла рта 42 48 27 62.2 6.78 18 66.2 5.51
V7 от конца рострума до центра глаза 77 23 93.5 11.04 17 98.9 8.44
V8 от конца рострума до начала грудного плавника 133 24 160.4 20.19 14 162.1 12.94
V9 от конца рострума до центра пупка 24 438.0 33.50 15 445.7 30.86
V10 от конца рострума до центра полового отверстия (или пениса) 478 23 641.8 57.23 16 694.2 45.37
V11 от конца рострума до анального отверстия 24 711.4 61.06 16 734.9 40.31
V12 от центра глаза до центра ушного отверстия 22 21.7 1.79 16 21.3 1.95
V13 Продольный размер основания лопасти хвостового плавника 20 81.5 10.30 12 78.2 8.26
V14 Размах хвостового плавника 168 208 10 271.9 15.44 3 276.3 23.18
V15 Длина основания спинного плавника 45 65 19 58.2 9.35 12 64.7 7.04
V16 Высота спинного плавника 21 20 25.1 2.92 14 26.4 3.05
V17 Максимальная ширина грудного плавника 39 19 40.8 3.55 13 40.7 2.95
V18 Длина грудного плавника от конца до переднего отхождения 91 94 16 123.6 7.56 9 120.6 8.50

*  В исходных промерах этой особи, опубликованных на сайте СахНИРО (http://www.sakhniro.ru/news/582/), индексы V1, V2, V3, V5 и V8 измерены от конца нижней челюсти, а не от конца рострума. Эти значения были пересчитаны нами, чтобы привести их в соответствие с использованными в ранних публикациях (Kishiro, 2007) для возможности сравнения с промерами северного плавуна.

Рис. 4.

Схема промеров тела северного плавуна по: Kishiro, 2007 (см. табл. 2).

Рис. 5.

Малый плавун, найденный в июле 2018 г. на северо-востоке о-ва Сахалин в окрестностях входа в зал. Чайво. а – часть рострума отсутствует; б – спинной плавник отъеден медведем; в, г – череп этой же особи спустя месяц после первого обнаружения (череп лежит вентральной стороной вверх).

ОБСУЖДЕНИЕ

Максимальные усилия при сборе материала пришлись на район Командорских островов, где мы проводим многолетний комплексный мониторинг китообразных и особое внимание уделяем изучению социальной структуры и экологии местной группировки северного плавуна. Включенные в этот анализ 20 особей северного плавуна из района Командорских островов, а также 12 особей из этой же акватории, исследованные ранее (Morin et al., 2017), были встречены в составе групп сородичей, сходных по размеру и внешнему виду. Многие из них зарегистрированы нами многократно в разные полевые сезоны и входят в состав долговременных стабильных альянсов (Fedutin et al., 2015). За 12-летний период ежегодных исследований командорской группировки плавуна нами не отмечены особи, визуальная оценка размеров которых, особенности окраски или иные признаки указывали бы на их принадлежность к другому виду. Не зарегистрированы малые плавуны и среди мертвых китов, выброшенных морем на Командорских островах. По-видимому, если малый плавун и посещает эту акваторию, то очень редко и, возможно, вне периода проведения нами целенаправленных работ по изучению северного плавуна в данном районе (конец мая – начало сентября). На узкую сезонность присутствия малого плавуна у о-ва Хоккайдо, например, указывают японские авторы (Omura et al., 1955; Kitamura et al., 2013). Если северный плавун встречается там круглогодично, чаще всего в сентябре–октябре, то малого плавуна наблюдали только в апреле–июне.

Все три образца малого плавуна, обсуждаемые в настоящей работе, получены из южной части Охотского моря. Это были выброшенные морем туши разной сохранности, поэтому действительное место гибели животных установить проблематично. Однако с высокой уверенностью можно утверждать, что они относятся к району обитания малых плавунов, упоминаемых японскими авторами. Отдельно стоит рассмотреть третью находку (Bsp1807) – мертвую особь, обнаруженную на восточном побережье Сахалина в северной части острова у входа в зал. Чайво. По состоянию туши при ее обнаружении было понятно, что между моментом гибели животного и выбросом прошло довольно много времени и тело могло дрейфовать из достаточно удаленного района Охотского моря. У восточного побережья Сахалина проходит устойчивое Восточно-Сахалинское течение, которое перемещает поверхностные массы воды в южном направлении (Морошкин, 1966). В связи с этим правдоподобно предположение, что тело малого плавуна было принесено из вероятного летнего нагульного района данного вида, расположенного к востоку или к северо-востоку от места находки. Поскольку представители рода Berardius, как и все клюворылые, являются специализированными теутофагами и кормятся на больших глубинах, такими летними местообитаниями могут быть глубоководные участки центральной части Охотского моря, а также свалы у северо-восточного побережья Сахалина и котловины Дерюгина. Таким образом, эта наиболее северная находка малого плавуна в западной части Тихого океана и информация о выраженной весенней сезонности присутствия данных китов в южной части Охотского моря у берегов о-ва Хоккайдо могут служить первой иллюстрацией предполагаемых широтных миграций малого плавуна к летним нагульным местообитаниям.

Еще одна особь выброшенного морем китообразного, которое с большой вероятностью являлось малым плавуном, была найдена в августе 2018 г. на охотоморском побережье о-ва Кунашир (рис. 6). В этом случае видовая принадлежность не была подтверждена генетическим анализом, поскольку труп животного был смыт штормами до его осмотра квалифицированными специалистами. На фотографиях, сделанных местным жителем, различимы зубы на нижней челюсти плавуна, что для видов рода Berardius является свидетельством достижения животным половой зрелости (Kasuya, 2002) и размерных характеристик взрослой особи. Приблизительные размеры тела данного животного (около 5 м, согласно устному сообщению А. Севальнева) в 2 раза меньше средних значений длины тела взрослых особей северного плавуна (см. табл. 2, по: Kishiro, 2007). Относительно короткий рострум и более плотно сбитое туловище, чем у северного плавуна, также указывают на принадлежность этой особи к новому виду (В. Бачара, устное сообщение).

Рис. 6.

Предположительно малый плавун, найденный в августе 2018 г. на охотоморском побережье о-ва Кунашир в окрестностях дачного поселка “13-й километр”. а – общий вид: туловище более плотно сбитое, чем у северного плавуна; б – относительно более короткий рострум; в – наличие пары зубов на конце нижней челюсти свидетельствует о том, что животное было взрослым.

В приведенных нами случаях обнаружения малых плавунов, к сожалению, не сохранился никакой морфологический материал (черепа, скелеты и т.п.), так как туши животных были смыты штормами. Все находки были сделаны в труднодоступных местах, и информация о них поступала со значительной задержкой. Редкие находки малого плавуна косвенно указывают на его малочисленность в российских водах. Так как потенциальные летние нагульные местообитания данного вида предположительно находятся в исключительной экономической зоне Российской Федерации, целесообразным представляется включение этого вида в Красную книгу РФ после его официального признания Таксономическим комитетом и подтверждения факта присутствия живых особей малого плавуна в российских водах. На дальневосточных особо охраняемых природных территориях, имеющих морскую акваторию, которая может быть частью района обитания малого плавуна, особое внимание рекомендуем уделять мониторингу встреч и выбросов плавунов для прояснения режима присутствия нового вида в акватории.

Таким образом, находки нового вида рода Berardius в российских водах подтверждены генетическим анализом. Обнаруженный в более ранних исследованиях разрыв вероятного ареала малого плавуна подтвержден, но до сих пор не объяснен. С одной стороны, это может быть связано с относительно небольшим размером выборки и более низкой абсолютной численностью малого плавуна по сравнению с таковой северного плавуна. С другой стороны, возможно, между этими симпатричными видами существуют различия в биотопическом, географическом и сезонном распределении.

Список литературы

  1. Морошкин К.В. Водные массы Охотского моря. М.: Наука. 1966. 68 с.

  2. Томилин А.Г. О северном берардиусе и так называемом дальневосточном “бутылконосе” // Бюл. Моск. о-ва испыт. природы. 1952. № 52 (2). С. 71–78.

  3. Fedutin I.D., Filatova O.A., Mamaev E.G. et al. Occurrence and social structure of Baird’s beaked whales, Berardius bairdii, in the Commander Islands, Russia // Mar. Mammal Sci. 2015. V. 31. № 3. P. 853–865.

  4. Hall T.A. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT // Nucleic Acids Symp. Ser. 1999. V. 41. P. 95–98.

  5. Kasuya T. Giant beaked whales // Encyclopedia of marine mammals. San Diego, CA: Academic Press. 2002. P. 519–522.

  6. Kitamura S., Matsuishi T., Yamada T.K. et al. Two genetically distinct stocks in Baird’s beaked whale (Cetacea: Ziphiidae) // Mar. Mammal Sci. 2013. V. 29. № 4. P. 755–766.

  7. Kishiro T. Geographical variations in the external body proportions of Baird’s beaked whales (Berardius bairdii) off Japan // J. Cetacean Res. Manage. 2007. V. 9. P. 89–93.

  8. Martien K.K., Chivers S.J., Baird R.W. et al. Nuclear and mitochondrial patterns of population structure in North Pacific false killer whales (Pseudorca crassidens) // J. Hered. 2014. V. 105. P. 611–626.

  9. Morin P.A., Baker C.S., Brewer R.S. et al. Genetic structure of the beaked whale genus Berardius in the North Pacific, with genetic evidence for a new species // Mar. Mammal Sci. 2017. V. 33. № 1. P. 96–111.

  10. Omura H., Fujino K., Kimura S. Beaked whale Berardius bairdi of Japan, with notes on Ziphius cavirostris // Sci. Rep. Whales Res. Inst. 1955. V. 10. P. 89–132.

  11. Rosel P.E., Dizon A.E., Heyning J.E. Genetic-analysis of sympatric morphotypes of common dolphins (Genus Delphinus) // Mar. Biol. 1994. V. 119. P. 159–167.

  12. True F.W. An account of the beaked whales of the family Ziphiidae in the collection of the United States National Museum, with remarks on some specimens in other American museums // Bull. US Nat. Mus. № 73. Washington: Government Printing Office. 1910. 192 p.

  13. Yamada T.K., Kitamura S., Abe S. et al. Description of a new species of beaked whale (Berardius) found in the North Pacific // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 12723. P. 1–14.

Дополнительные материалы отсутствуют.