白鲸潜藏于北极水域之下，其家庭生活长期以来一直是个谜。通过分析阿拉斯加布里斯托尔湾13年间超过600头白鲸的DNA，研究人员揭示了一种令人惊讶的灵活交配系统：雄性和雌性白鲸在其一生中经常与不同的伴侣繁育后代。
研究结果表明，雄性和雌性白鲸在一生中都会与多个伴侣进行繁殖。研究人员认为，这种行为可能有助于这个相对较小且孤立的种群避免近亲繁殖并保持遗传多样性。
“尽管白鲸极受欢迎，但我们对它们仍然知之甚少，”佛罗里达大西洋大学的格雷格·奥科里-克罗博士说，他是发表在《海洋科学前沿》上这篇论文的主要作者。“主要原因在于，研究一种生活在寒冷且经常结冰的北方海浪之下的物种非常困难。但这正是挑战所在，它让发现变得（当它发生时）更加令人兴奋。”
利用DNA研究难以捉摸的北极鲸类
在13年的时间里，研究人员从623头白鲸身上收集了少量组织样本。该项目涉及来自佛罗里达大西洋大学、阿拉斯加鱼类和野生动物部的科学家，以及来自布里斯托尔湾的阿拉斯加原住民生存猎人。
由于对野生白鲸的交配模式知之甚少，研究团队根据进化理论和科学家对该物种已有的了解做出了预测。例如，雄性白鲸明显比雌性大，而雌性通常每隔几年才产下一头幼鲸。
“我们预测白鲸具有一雄多雌的交配系统，即少数最具竞争力且可能体型最大的雄性在一个季节甚至几个季节内获得大部分交配机会，而且它们几乎不提供或根本不提供亲代抚育，”奥科里-克罗说。
与此同时，白鲸生活在庞大的社会群体中，这些群体经常分散又重新聚集。研究人员认为，这种社会结构可能使雌性随着时间的推移有机会接触许多不同的潜在配偶。因此，他们预测雌性可能会在不同的繁殖季节与多只雄性进行繁殖。
DNA揭示了意想不到的交配模式
遗传分析得出了一个令人惊讶的结果。研究发现，雄性和雌性多年来都会与不同的伴侣生育后代。当幼鲸有同胞兄弟姐妹时，它们通常只共有一个亲本，而不是两个。
虽然所有鲸鱼生育的后代都相对较少，但雄性之间的差异较大。一些雄性比其他雄性生育了更多的幼鲸，但这种差异并不像研究人员预期的那么极端。
“雄性白鲸确实是一雄多雌制，但令人惊讶的是，这种程度仅为中等，”奥科里-克罗说。“三维水生环境可能限制了雄性成功求偶或控制多只雌性的能力。然而，长寿可能也是关键。白鲸可以活90年，甚至更久。因此，雄性白鲸可能采取了一种长期策略，即在非常漫长的繁殖生命中，每年确保少量的交配机会！”
“雌性的情况同样引人入胜。基因图谱分析显示，雌性白鲸在不同的繁殖季节会定期更换配偶，这也发生在漫长的繁殖生命中。这可能是一种对冲策略，以限制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该种群的遗传健康状况。
尽管数量仅约2000头，布里斯托尔湾的白鲸却显示出高水平的遗传多样性，且近亲繁殖的证据相对较少。研究人员将这些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与那些规模大得多的种群相当。而且这种多样性随着时间的推移保持稳定。
“小种群面临的一个主要担忧是，它们往往比大种群更快地丧失遗传多样性，而且近亲繁殖的风险更高，”奥科里-克罗解释道。“我们原本预计会发现低多样性和高近亲繁殖，但结果却截然不同。交配系统可能解释了这一惊人的发现。频繁更换配偶限制了种群中亲缘关系极近的后代数量。这反过来又降低了亲缘关系极近的个体交配并产生高度近交后代的风险。这也最大限度地减少了多样性丧失的风险。我们不能掉以轻心，但我们可以感到乐观，因为白鲸的交配策略提供了自然界韧性的证据。”
关于白鲸行为的更多问题
研究人员提醒说，其他白鲸种群的行为方式可能不尽相同。
与其他一些种群相比，布里斯托尔湾白鲸雄性和雌性之间的体型差异相对较小。这可能表明雄性之间的竞争水平较低，也意味着其他地方的交配系统可能有所不同。
“对我来说，白鲸种群之间两性异形的差异可能表明交配系统也有所不同，这正是我们目前正在研究的内容，”奥科里-克罗说。“我们也无法利用遗传学确定雌性是否在一个季节内与多只雄性交配，因为雌性只能从一名幸运的雄性那里产下一头幼鲸。但我们正在研究这个问题，在其他地点使用无人机，以确定我们是否能在野外观察到交配行为。敬请期待更多消息……”
这项研究提供了迄今为止对白鲸隐秘社会生活最清晰的观察之一。它还表明，尽管生活在相对较小且孤立的种群中，它们灵活的交配行为可能正在帮助这些北极动物维持强大的遗传多样性。