Генетический анализ белых акул опроверг теорию об их миграции и размножении

Глобальное исследование ДНК больших белых акул опровергло давнюю научную теорию об их миграции, обнаружив генетическую загадку, которую не могут объяснить ни особенности размножения, ни известные эволюционные силы. Более двадцати лет гипотеза о поведении самок и самцов казалась исчерпывающей, но новый, более детальный анализ показал, что реальность гораздо сложнее.

Ученые давно отмечали разительные отличия между двумя типами ДНК у этих хищников. Ядерная ДНК, которую потомство получает от обоих родителей, практически одинакова у акул по всему миру. Однако митохондриальная ДНК, передающаяся только по материнской линии, сильно различается между популяциями из разных океанов. Это генетическое несоответствие требовало объяснения, и оно, как казалось, было найдено.

Доминирующая гипотеза предполагала, что все дело в уникальном поведении акул. Считалось, что самки больших белых акул проявляют так называемую филопатрию – они могут уплывать на тысячи километров в поисках пищи, но для размножения всегда возвращаются в места своего рождения. Самцы же, напротив, свободно перемещаются между популяциями, смешивая ядерную ДНК. Эта элегантная теория объясняла, почему ядерный геном остается однородным, а материнские митохондриальные линии в разных группах со временем становятся уникальными.

Однако новое исследование, для которого ученые собрали самый крупный на сегодня набор генетических данных белых акул со всего мира, поставило эту теорию под сомнение. Анализ показал, что около 10 000 лет назад, после окончания последнего ледникового периода, все белые акулы на планете происходили от одной-единственной популяции, обитавшей в Индо–Тихоокеанском регионе. Современные, генетически различные группы – в Атлантике, Тихом океане и у берегов Австралии и Южной Африки – начали формироваться лишь около 7 000 лет назад.

Вооружившись этой новой хронологией, исследователи провели моделирование и пришли к выводу: прошедшего времени было недостаточно, чтобы филопатрия самок привела к столь значительным различиям в митохондриальной ДНК. Более того, если бы поведение самок было главной причиной, его слабые «отголоски» должны были бы обнаруживаться и в ядерной ДНК, половину которой они также передают потомству. Но ничего подобного данные не показали. Теория, казавшаяся незыблемой, не выдержала проверки.

Ученые рассмотрели и другие возможные причины. Одной из них была репродуктивная асимметрия – ситуация, когда лишь немногие самки вносят основной вклад в следующее поколение. Но и эта гипотеза не нашла подтверждения для белых акул. Другой механизм, генетический дрейф – случайные изменения в генах, характерные для малых популяций, – также был исключен, поскольку он влиял бы на оба типа ДНК, а не только на митохондриальную.

Остается только одна, хотя и маловероятная, возможность – естественный отбор. Обычно его влияние в небольших популяциях, как у белых акул, чья общая численность оценивается всего в 20 000 особей, уступает случайным процессам. Чтобы отбор отвечал за наблюдаемую картину, он должен быть, по словам соавтора исследования Гэвина Нейлора, «жестоко смертоносным». Это означало бы, что любое, даже малейшее, отклонение от стандартной митохондриальной ДНК в конкретной популяции оказывается фатальным и не передается дальше.

Пока это лишь смелое предположение. Ученые честно признаются, что на данный момент у них нет ответа. «Честный научный ответ – мы понятия не имеем», – говорит Нейлор. Таким образом, большая белая акула, один из самых известных хищников океана, преподнесла науке новую загадку, и для ее решения потребуются дальнейшие исследования.