Differences in the Diet of Reproductively Isolated Ecotypes of Killer Whales ( Orcinus orca  Linnaeus, 1758) in the Seas of the Russian Far East

O. A. Filatova; Филатова О. А.; S. V. Fomin; Фомин С. В.; O. V. Titova; Титова О. В.; I. G. Meschersky; Мещерский И. Г.; M. E. Ismail; Исмаил М. Е.; T. V. Ivkovich; Ивкович Т. В.; E. V. Volkova; Волкова Е. В.; E. A. Borisova; Борисова Е. А.; O. A. Belonovich; Белонович О. А.; I. D. Fedutin; Федутин И. Д.; O. V. Shpak; Шпак О. В.

doi:10.31857/S0134347523060037

Различия в питании репродуктивно изолированных экотипов косаток (Orcinus orca Linnaeus, 1758) в морях Дальнего Востока России

Авторы: Филатова О.А.¹^,2, Фомин С.В.³, Титова О.В.⁴, Мещерский И.Г.⁴, Исмаил М.Е.¹^,5, Ивкович Т.В.⁶, Волкова Е.В.⁷, Борисова Е.А.¹, Белонович О.А.⁸, Федутин И.Д.¹^,2, Шпак О.В.⁹
Учреждения:
1. Биологический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
2. Department of Biology, University of Southern Denmark
3. Камчатский филиал Тихоокеанского института географии ДВО РАН
4. Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН
5. Faculty of Science
6. Школа KIT
7. ФГБУ “Кроноцкий государственный природный биосферный заповедник”
8. ФГБУ “Национальный парк “Командорские острова” им. С.В. Маракова
9. Независимый исследователь
Выпуск: Том 49, № 6 (2023)
Страницы: 417-428
Раздел: ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Статья опубликована: 01.11.2023
URL: https://cardiosomatics.orscience.ru/0134-3475/article/view/670223
DOI: https://doi.org/10.31857/S0134347523060037
EDN: https://elibrary.ru/HCZUKX
ID: 670223

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Проведен систематический анализ видового состава добычи косатки Orcinus orca Linnaeus, 1758. Обобщены результаты наблюдений за охотой косаток на разные виды добычи и данные анализа содержимого их желудков; видовая принадлежность жертв сопоставлена с принадлежностью хищников к R- или Т-типу на основе генетического анализа. Показано, что косатки дальневосточных морей России имеют выраженную пищевую специализацию, которая коррелирует с гаплотипом контрольного региона митохондриальной ДНК. Косаток с гаплотипами NT1 и GAT, описанными ранее для плотоядных косаток T-типа из северо-восточной Пацифики (называемых также косатками Бигга), наблюдали охотящимися на морских млекопитающих, но не на рыбу. Косатки с гаплотипом SR, описанным ранее для рыбоядных косаток R-типа из северо-восточной Пацифики, охотились только на рыбу. Обнаружены два новых гаплотипа косаток Т-типа; животных с этими гаплотипами наблюдали охотящимися на крупных усатых китов. Отмечена важность традиций и социального обучения в дифференциации экологических ниш у китообразных. Передающаяся от матери к детенышам специализация к охоте на определенную добычу позволяет косаткам разных экотипов избежать пищевой конкуренции и приобрести морфологические и поведенческие адаптации, облегчающие охоту на конкретный тип добычи.

Ключевые слова

китообразные, косатка, Orcinus orca, питание, экология, экологическая ниша, экологическая диверсификация, экотипы

Список литературы

Бетешева Е.И. Питание промысловых китов Прикурильского района // Китообразные дальневосточных морей: Тр. Ин-та морфологии животных им. А.М. Северцова. 1961. Т. 34. С. 7–12.
Бобков А.В., Стародымов С.П., Иваненко С.Ю. Нападения косаток на морских млекопитающих у северо-восточного побережья острова Сахалин // Морские млекопитающие Голарктики. Сборник научных трудов по материалам VIII международной конференции. 2015. Т. 1. С. 61−70.
Болтнев А.И., Жариков К.А., Сомов А.Г., Сальман А.Л. Спутниковое слежение за косатками в Охотском море в летне-осенний период 2015 г. // Тр. ВНИРО. 2017. Т. 168. С. 62–73.
Зенкович Б.А. О косатке или ките-убийце (Grampus orca Lin.) // Природа. 1938. Т. 4. С. 109–112.
Иванова Е.И. О тихоокеанской косатке (Orcinus orca L.) // Тр. Ин-та морфологии животных им. А.М. Северцова АН СССР. 1961. Т. 34. С. 205–215.
Корнев С.И. Белонович О.А., Никулин С.В. Косатки (Orcinus orca) и промысел черного палтуса (Reinhardtius hippoglossoides) в Охотском море // Сб. науч. тр. Камчат. НИИ рыб. хоз-ва и океанографии. 2014. Т. 34. С. 3550–3561.
Крюкова Н.В., Крученкова Е.П., Иванов Д.И. Охота косаток (Orcinus orca) на моржей (Odobenus rosmarus divergens) в районе косы Рэткын, Чукотка // Зоол. журнал. 2012. Т. 91. С. 734−734.
Мамаев Е.Г., Бурканов В.Н. Косатки (Orcinus orca) и северные морские котики (Callorhinus ursinus) Командорских о-вов: формирование пищевой специализации? // Морские млекопитающие Голарктики. Сборник научных трудов по материалам IV международной конференции. 2006. С. 347–351.
Рязанов С.Д., Мамаев Е.Г., Бородавкина М.В. и др. Наблюдения за активностью хищных косаток Orcinus orca в районе о. Медного (Командорские острова) в 2011 г. // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей. Тезисы докладов XII международной научной конференции, посвященной 300-летию со дня рождения С.П. Крашенинникова. 2011. С. 261−263.
Северцов А.С. Основы теории эволюции // М.: Изд-во МГУ. 1987. 320 с.
Томилин А.Г. Китообразные, род косатки // Звери СССР и прилежащих стран. Т. 9. М: Изд-во АН СССР. 1957. С. 643–665.
Филатова О.А., Борисова Е.А., Шпак О.В. и др. Репродуктивно изолированные экотипы косаток Orcinus orca в морях Дальнего Востока России // Зоол. журнал. 2014. Т. 93. С. 1345–1353.
Baird R.W., Dill L.M. Ecological and social determinants of group size in transient killer whales // Behav. Ecol. 1996. V. 7. P. 408–416.
Baird R.W., Stacey P.J. Variation in saddle patch pigmentation in populations of killer whales (Orcinus orca) from British Columbia, Alaska, and Washington State // Can. J. Zool. 1988. V. 66. P. 2582–2585.
Barrett-Lennard L.G. Population structure and mating patterns of killer whales (Orcinus orca) as revealed by DNA analysis // Ph.D. Diss. Univ. of British Columbia. Vancouver, British Columbia. 2000.
Belonovich O.A., Agafonov S.V., Matveev A.A., Kalugin A.A. Killer whale (Orcinus orca) depredation on longline groundfish fisheries in the northwestern Pacific // Polar Biol. 2021. V. 44. P. 2235–2242.
Bigg M.A., Olesiuk P.F., Ellis C.M. et al. Social organization and genealogy of resident killer whales (Orcinus orca) in the coastal waters of British Columbia and Washington State // Rep. Int. Whaling Comm. 1990. Spec. issue 12. P. 383–405.
Borisova E.A., Filatova O.A., Fedutin I.D. et al. Ecotype and geographical variation in carbon and nitrogen stable isotope values in western North Pacific killer whales (Orcinus orca) // Mar. Mamm. Sci. 2020. V. 36. P. 925–938.
de Bruyn P.J.N., Tosh C.A., Terauds A. Killer whale ecotypes: is there a global model? // Biol. Rev. Cambridge Philos. Soc. 2013. V. 88. P. 62−80.
Deecke V.B., Ford J.K., Slater P.J. The vocal behaviour of mammal-eating killer whales: communicating with costly calls // Anim. Behav. 2005. V. 69. P. 395−405.
Filatova O.A., Borisova E.A., Meschersky I.G. et al. Coloni-zing the wild west: low diversity of complete mitochondrial genomes in western North Pacific killer whales suggests a founder effect // J. Hered. 2018. V. 109. P. 735–743.
Fomin S.V., Fedutin I.D., Borisova E.A. et al. Sea otters (Enhydra lutris) found in stomach of a stranded killer whale (Orcinus orca) in the Commander Islands, Western North Pacific // Aquat. Mamm. 2023. V. 49. P. 462–467.
Foote A.D., Vijay N., Ávila-Arcos M.C. et al. Genome-culture coevolution promotes rapid divergence of killer whale ecotypes // Nat. Commun. 2016. V. 7. Art. № 11693.
Ford J.K., Ellis G.M., Barrett-Lennard L.G. et al. Dietary specialization in two sympatric populations of killer whales (Orcinus orca) in coastal British Columbia and adjacent waters // Can. J. Zool. 1998. V. 76. P. 1456–1471.
Guinet C. Intentional stranding apprenticeship and social play in killer whales (Orcinus orca) // Can. J. Zool. 1991. V. 69. P. 2712–2716.
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.
Hanson M.B., Walker W.A. Trans-Pacific consumption of cephalopods by North Pacific killer whales (Orcinus orca) // Aquat. Mamm. 2014. V. 40. P. 274–284.
Heise K., Barrett-Lennard L.G., Saulitis E. et al. Examining the evidence for killer whale predation on Steller sea lions in British Columbia and Alaska // Aquat. Mamm. 2003. V. 29. P. 325–334.
Hoelzel A.R., Dahlheim M., Stern S.J. Low genetic variation among killer whales (Orcinus orca) in the eastern North Pacific and genetic differentiation between foraging specialists // J. Hered. 1998. V. 89. P. 121–128.
Hoelzel A.R., Dover G.A. Genetic differentiation between sympatric killer whale populations // J. Hered. 1991. V. 66. P. 191–195.
Hoelzel A.R., Green A. PCR protocols and population ana-lysis by direct DNA sequencing and PCR-based DNA fingerprinting // Molecular genetic analysis of populations, a practical approach: 2nd ed. 1998. Oxford: Oxford Univ. Press. P. 201–235.
Hoelzel A.R., Hey J., Dahlheim M.E. et al. Evolution of po-pulation structure in a highly social top predator, the killer whale // Mol. Biol. Evol. 2007. V. 24. P. 1407–1415.
Irwin D.M., Kocher T.D., Wilson A.C. Evolution of the cytochrome b gene of mammals // J. Mol. Evol. 1991. V. 32. P. 128–144.
Ivkovich T.V., Filatova O.A., Burdin A.M. et al. The social organization of resident-type killer whales (Orcinus orca) in Avacha Gulf, Northwest Pacific, as revealed through association patterns and acoustic similarity // Mamm. Biol. 2010. V. 75. P. 198–210.
Jourdain E., Vongraven D., Bisther A., Karoliussen R. First longitudinal study of seal-feeding killer whales (Orcinus orca) in Norwegian coastal waters // PLoS One. 2017. V. 12. e0180099.
Kotik C., Durban J.W., Fearnbach H., Barrett-Lennard L.G. Morphometrics of mammal-eating killer whales from drone photogrammetry, with comparison to sympatric fish-eating killer whales in the eastern North Pacific // Mar. Mamm. Sci. 2023. V. 39. P. 42–58.
LeDuc R.G., Weller D.W., Hyde J. et al. Genetic differences between western and eastern gray whales (Eschrichtius robustus) // J. Cetacean Res. Manag. 2002. V. 4. P. 1–5.
Melnikov V.V., Zagrebin I.A. Killer whale predation in coas-tal waters of the Chukotka Peninsula // Mar. Mamm. Sci. 2005. V. 21. P. 550–556.
Meschersky I.G., Chernetsky A.D., Krasnova V.V. et al. Mitochondrial lineages of the beluga whale Delphinapterus leucas in the Russian Arctic // Biol. Bull. 2018. V. 45. P. 147–154.
Morin P.A., Archer F.I., Foote A.D. et al. Complete mitochondrial genome phylogeographic analysis of killer whales (Orcinus orca) indicates multiple species // Genome Res. 2010. V. 20. P. 908–916.
Morton A.B. A quantitative comparison of the behavior of resident and transient forms of the killer whale off the central British Columbia coast // Rep. Int. Whaling Comm. 1990. Spec. issue 12. P. 245–248.
Mosher K.H. Identification of Pacific salmon and steelhead trout by scale characteristics // U.S. Bur. Commer. Fish. Circ. 317. 1969.
Nishiwaki M., Handa C. Killer whales caught in the coastal waters of Japan for recent 10 years // Sci. Rep. Whales Res. Inst. (Tokyo). 1958. V. 13. P. 53–83.
O’Corry-Crowe G.M., Suydam R.S., Rosenberg A. et al. Phylogeography, population structure and dispersal patterns of the beluga whale Delphinapterus leucas in the western Nearctic revealed by mitochondrial DNA // Mol. Ecol. 1997. V. 6. P. 955–970.
Pace M.L., Cole J.J., Carpenter S.R., Kitchell J.F. Trophic cascades revealed in diverse ecosystems // Trends Ecol. Evol. 1999. V. 14. P. 483–488.
Parsons K.M., Durban J.W., Burdin A.M. et al. Geographic patterns of genetic differentiation among killer whales in the northern North Pacific // J. Hered. 2013. V. 104. P. 737–754.
Pitman R.L., Ensor P. Three forms of killer whales (Orcinus orca) in Antarctic waters // J. Cetacean Res. Manag. 2003. V. 5. P. 131–140.
Reeves R.R., Perrin W.F., Taylor B.L. et al. Report of the workshop on shortcomings of cetacean taxonomy in relation to needs of conservation and management; April 30–May 2, 2004, La Jolla, California. 2004.
Rice D.W. Stomach contents and feeding behaviour of killer whales in the eastern North Pacific // Nor. Hvalfangst-Tid. 1968. V. 57. P. 35–38.
Samarra F.I., Bassoi M., Béesau J. et al. Prey of killer whales (Orcinus orca) in Iceland // PloS One. 2018. V. 13. e0207287.
Saulitis E., Matkin C., Barrett-Lennard L. et al. Foraging strategies of sympatric killer whale (Orcinus orca) po-pulations in Prince William Sound, Alaska // Mar. Mamm. Sci. 2000. V. 16. P. 94–109.
Similä T., Holst J.C., Christensen I. Occurrence and diet of killer whales in northern Norway: seasonal patterns re-lative to the distribution and abundance of Norwegian spring-spawning herring // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 1996. V. 53. P. 769–779.
Totterdell J.A., Wellard R., Reeves I.M. et al. The first three records of killer whales (Orcinus orca) killing and eating blue whales (Balaenoptera musculus) // Mar. Mamm. Sci. 2022. V. 38. P. 1286–1301.
Volkova E.V., Ivkovich T.V., Shitova M.V. et al. The summer diet of fish-eating killer whales in Avacha Gulf of Kamchatka: are there any preferences? // Mamm. Biol. 2019. V. 97. P. 72–79.
Vongraven D., Bisther A. Prey switching by killer whales in the north-east Atlantic: observational evidence and experimental insights // J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 2014. V. 94. P. 1357–1365.
Vos D.J., Quakenbush L.T., Mahoney B.A. Documentation of sea otters and birds as prey for killer whales // Mar. Mamm. Sci. 2006. V. 22. P. 201–205.
Yamada T.K., Uni Y., Amano M. et al. Biological indices obtained from a pod of killer whales entrapped by sea ice off northern Japan // Pap. IWC Sci. Comm. Meet. Anchorage, Alaska. 2007. 15 p.
Zerbini A.N., Waite J.M., Durban J.W. et al. Estimating abundance of killer whales in the nearshore waters of the Gulf of Alaska and Aleutian Islands using line-transect sampling // Mar. Biol. 2007. V. 150. P. 1033–1045.