太平洋西北部南部居民虎鲸的小型和濒危种群的隔离导致了高水平的近亲繁殖。这种近亲繁殖导致了它们的下降，随着周围虎鲸种群的扩大，这种下降仍在继续，根据发表在《自然生态学与进化》上的研究。

(相关资料图)

这项开创性的新研究将现代基因组学与数十年的仔细实地观察相结合。一个国际研究小组填补了我们对南方居民虎鲸种群为何无法茁壮成长的理解的重大空白。

来自73头鲸鱼种群的新测序基因组表明，近亲繁殖是一个重要问题，此外还有几十年前海洋公园捕获等人类影响。导致它们下降的其他众所周知的因素包括干扰、污染物和可能的猎物限制。

通过降低鲸鱼的存活率，近亲繁殖可以将鲸鱼的寿命缩短近一半。如果没有其他种群的遗传涌入或环境条件的其他重大改善，近亲繁殖可能会继续下降。

“这些结果表明，近亲繁殖抑郁症可以大大限制濒危种群的恢复，”研究人员总结道。

“对于每个关心这个与西北地区密切相关的独特虎鲸种群的人来说，这是一个艰难的消息，”NOAA渔业西北渔业科学中心的研究遗传学家，新研究的主要作者Marty Kardos说。“与此同时，这开始回答长期存在的问题，即为什么大规模的恢复努力没有产生我们希望的结果，以及未来的选择可能是什么。

南方居民基因组测序

该研究包括2018年开始的南方居民基因组测序的第一批重大发现。它是与基因组学公司华大基因和大自然保护协会合作进行的。

该项目已经解码了大约100头南方居民虎鲸的DNA，其中包括一些近年来死亡的虎鲸。它还研究了东北太平洋其他种群的鲸鱼。

“长期以来，我们一直在努力理解为什么这个种群的存活率和出生率一直低于该地区的其他虎鲸，这项研究强调了近亲繁殖个体与死亡风险增加之间的密切联系，”科学中心的统计学家埃里克沃德说。“这是我们以前从未有过的观点，它开始填补我们理解上的空白。

应对已知威胁

从历史上看，研究人员一直关注南方居民面临的三个主要威胁：

鲑鱼猎物的波动

有毒污染物

来自船舶和其他船舶的干扰和噪音

NOAA渔业的2008年恢复计划将近亲繁殖列为一个问题，但直到最近，科学家们才拥有测量其对种群影响的技术。

新的研究表明，近亲繁殖严重限制了种群的增长和恢复，使鲸鱼更容易受到其他威胁的影响。这强调了通过恢复鲑鱼栖息地和其他手段来解决鲸鱼面临的其他威胁的紧迫性，西雅图西北渔业科学中心的研究科学家布拉德汉森说，他领导了对鲸鱼的实地研究。

“鲸鱼不一定死于近亲繁殖本身，它们过早死亡是因为近亲繁殖使它们更容易受到疾病或其他问题的影响，”他说。“我们需要尽量减少这些因素产生影响的可能性。

近亲繁殖缩短寿命

虎鲸在大约 10 岁时首次繁殖，并在 40 岁出头时达到繁殖高峰。新的分析显示，与近亲繁殖最少的个体相比，高度近亲繁殖的南方居民在黄金时期存活到2岁的机会不到一半。近亲繁殖水平低的雌性鲸鱼寿命足够长，一生平均产生 6.1 个后代。那些近亲繁殖水平高的人在较短的一生中平均产生6.<>个后代。

动物种群必须每只雌性至少产生两个幸存的后代才能保持稳定或数量增加。

野生动物管理者经常通过在动物园或水族馆进行圈养繁殖，或通过从其他地区引进动物来增加遗传多样性来解决小种群的近亲繁殖问题。然而，这不太可能帮助南方居民，他们选择不与其他虎鲸繁殖。众所周知，它们在家乡水域会遇到其他虎鲸，但只在自己的种群中繁殖。

在 1960 年代和 1970 年代，海洋公园从萨利希海移走了大约 50 头常驻虎鲸。其他人在俘虏中丧生。大多数是南方居民虎鲸。这减少了已经是孤立种群的遗传多样性。这也可能使种群处于竞争劣势，因为东北太平洋的其他食鱼虎鲸种群数量增加了两倍，从而对鲑鱼猎物造成了更多的竞争。

很少有鲸鱼占主导地位

早期的基因研究由西北渔业科学中心的资深科学家迈克尔·福特(Michael Ford)领导，他是当前研究的合著者。它表明南方居民经常在他们的家庭群体中交配。2018年的分析发现，自1990年以来出生的小鲸中，有一半以上是两只雄性鲸鱼的父亲，科学家从中获得了样本。少数鲸鱼的主导作用阻止了基因混合，否则这些基因混合可能有助于避免近亲繁殖和适应环境变化。

当时，南方常住人口中的26头濒危鲸鱼中只有约76头在繁殖。减少种群的有效规模增加了近亲繁殖的可能性，并损害了个体动物的生存。这种生存率的下降导致种群数量缺乏持续增长，包括从100年代中期的近1990头鲸鱼减少到现在的73头。

科学家使用模型来预测人口的未来，假设过去几十年的平均环境条件。当他们假设所有鲸鱼都与近亲繁殖最少的动物具有相同的生存概率时，种群数量增加了。然而，当他们应用近亲繁殖种群的实际生存几率时，这个数字下降了。

“如果认为这仅仅是近亲繁殖导致下降，那将是一个错误，”沃德说。“在过去的50年里，这个人口受到多种压力源的影响，各种威胁对南方常住人口的相对影响随着时间的推移而波动。这些综合影响，加上虎鲸的交配系统 - 只有少数雄性为基因库做出贡献 - 可能使近亲繁殖近年来成为更大的威胁。

关键词：