[논문 리뷰] Evidence for a postreproductive phase in female false killer whales Pseudorca crassidens

Theoni Photopoulou, Ines M Ferreira외 3명|arXiv (Cornell University)|2016. 06. 14.

Marine animal studies overview참고 문헌 32인용 수 5

한 줄 요약

이 연구는 난소 조직 분석과 후생식 표현 비율(PrR) 계산을 통해 남성화기 후 생존 기간(PRLS)에 대한 형태학적 및 통계적 증거를 제시한다. 허위 킬러 고래(Pseudorca crassidens)의 남아프리카와 일본 인구에서 PRLS가 확인되었으며, 각각 PrR 값은 0.37과 0.12로 나타났다. 이는 PRLS가 확인된 비인간 영장류 중 세 번째 종으로, 고래와 피лот 고래와 유사하다.

ABSTRACT

A substantial period of life after reproduction ends, known as postreproductive lifespan (PRLS), is at odds with classical life history theory. Prolonged PRLS has been confirmed in only two non-human mammals, both odontocete cetaceans. We investigate the evidence for PRLS in a third species, the false killer whale, Pseudorca crassidens, using a quantitative measure of PRLS and morphological evidence from reproductive tissue. We examined specimens from false killer whales from combined strandings (South Africa, 1981) and harvest (Japan 1979-80) and found morphological evidence of changes in the activity of the ovaries in relation to age. Ovulation had ceased in 50% of whales over 45 years, and all whales over 55 years old had ovaries classified as postreproductive. We also calculated a measure of PRLS, known as postreproductive representation (PrR) as an indication of the effect of inter-population demographic variability. PrR for the combined sample was 0.14, whereas the mean of the simulated distribution for PrR under the null hypothesis of no PRLS was 0.02. The 99th percentile of the simulated distribution was 0.08 and no simulated value exceeded 0.13. These results suggest that PrR was convincingly different from the measures simulated under the null hypothesis. We found morphological and statistical evidence for PRLS in South African and Japanese pods of false killer whales, suggesting that this species is the third non-human mammal in which this phenomenon has been demonstrated in wild populations. Our estimates for PrR in false killer whales (0.12-0.37) spanned the single values available for the short-finned pilot whale (0.28) and the killer whale (0.22) and are comparable to estimates for historical or hunter-gather human populations (0.3-0.47).

연구 동기 및 목표

• 비인간 영장류에서 흔하지 않은 현상인 여자 허위 킬러 고래가 장기적인 후생식 생존 기간(PRLS)을 보이는지 조사하기 위해.
• 구조된 개체와 도축된 개체에서의 자료를 이용하여 야생 인구에서 생식 노화에 대한 인구통계학적 및 형태학적 증거를 평가하기 위해.
• PRLS를 후생식 표현 비율(PrR)이라는 통계적으로 탄탄한 측정치를 사용하여 정량화하기 위해. 이 측정치는 인구 간 인구통계학적 변동성을 반영한다.
• 장수하는 사회적 산소세균류와 인간과 비교하여 허위 킬러 고래의 PrR 값을 분석함으로써 PRLS의 진화적 의미를 평가하기 위해.

제안 방법

• 남아프리카(1981년)의 합류된 사망 개체와 일본(1979–1980년)의 해안 공격 사냥에서 수집한 총 91只의 여자 허위 킬러 고래의 난소 조직 샘플을 확보하였다.
• 난소 형태를 평가하여 난소체 유형(CLO: 배란, CLP: 임신)과 난소 위축 여부를 기반으로 생식 상태를 결정하였다.
• 연령별 생존표 자료를 사용하여 후생식 생존 기간 동안의 성인 수명 비율로 후생식 표현 비율(PrR)을 계산하였다.
• 10,000개의 시뮬레이션 데이터셋을 사용하여 PRLS가 없을 경우를 가정한 근본 분포와 관측된 PrR를 비교하는 시뮬레이션 기반 가설 검정을 실시하였다.
• 관측된 PrR가 시뮬레이션된 근본 분포의 99번째 백분위수(0.08)와 비교되었으며, 시뮬레이션된 값 중 어느 것도 0.13를 초과하지 않았다.
• 남아프리카와 일본의 데이터셋을 별도로 분석하여 PRLS 증거의 지역적 일관성을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 야생 인구에서 여자 허위 킬러 고래는 후생식 생존 기간(PRLS)을 보이는가?
• RQ2 관측된 PRLS는 통계적으로 유의미한가, 아니면 무작위적인 인구통계학적 변동성에 의해 설명될 수 있는가?
• RQ3 허위 킬러 고래의 PRLS 크기는 고래와 피롯 고래와 같은 장수하는 산소세균류와 비교해 어떻게 되는가?
• RQ4 후생식 여성에서 난소 형태학과 연령 간의 관계는 무엇인가?
• RQ5 남아프리카와 일본 인구에서 별도로 분석했을 때 PRLS에 대한 증거는 여전히 탄탄한가?

주요 결과

• 45세 이상의 여성 허위 킬러 고래의 50%에서 배란의 징후가 없었으며, 이는 생식 기능 정지의 증거로 간주된다.
• 모든 55세 이상의 여성은 조직학적 검사 결과 후생식으로 분류된 난소를 지녔다.
• 합산 샘플의 후생식 표현 비율(PrR)은 0.14였으며, 이는 시뮬레이션된 근본 평균(0.02)과 99번째 백분위수(0.08)보다 유의미하게 높았다.
• 남아프리카 샘플의 PrR는 0.37로, 이 인구에서 PRLS에 대한 강력한 증거로 나타났다.
• 일본 샘플의 PrR는 0.12였으며, 이 역시 시뮬레이션된 근본 분포를 초과했고 통계적으로 유의미했다.
• 허위 킬러 고래의 PrR 값(0.12–0.37)은 고래(0.22), 짧은 꼬리 피롯 고래(0.28), 역사적/사냥-수렵 인간 인구(0.3–0.47)와 유사하다.