Исследователи продемонстрировали новый метод отслеживания генетического разнообразия лосося и форели


Ученые из Университета штата Орегон и Лесной службы США продемонстрировали, что ДНК, извлеченная из образцов воды из рек Орегона и Северной Калифорнии, может использоваться для оценки генетического разнообразия тихоокеанских лососей и форели.


Результаты, только что опубликованные в журнале Molecular Ecology, имеют важное значение для сохранения и управления этими видами, которым угрожает деятельность человека, в том числе усугубляющая изменение климата.


"На Северо-Западе наблюдается нехватка данных такого рода," - сказал Кевин Вейтемьер, научный сотрудник штата Орегон и ведущий автор статьи. "Это позволяет нам получить быстрый снимок сразу нескольких популяций и видов."


Помимо демонстрации того, что экологическая ДНК или эДНК может использоваться для измерения генетического разнообразия, исследователи также сделали неожиданные открытия об истории этих видов, в том числе о связи, которая связывает водосборные бассейны в северном и южном Орегоне.


eDNA позволяет ученым проверять наличие или отсутствие организма в окружающей среде, такой как почва или вода. Это безопасный, быстрый и экономичный метод, который избавляет ученых от необходимости захватывать отдельные организмы для сбора ДНК.


Исследование, проведенное командой Тихоокеанской северо-западной исследовательской службы штата Орегон и лесной службы Министерства сельского хозяйства США, уникально тем, что в нем использовались образцы электронной ДНК для определения генетического разнообразия - а не только наличия или отсутствия - четырех видов: кижуча, чавычи, радужной форели/стальной головы и прибрежной головорезной форели (coho salmon, chinook salmon, rainbow trout/steelhead and coastal cutthroat trout). Команда ранее разработала методы, которые позволили ей зафиксировать этот надежный набор генетических последовательностей на большом ландшафте.


"Понимание постоянного генетического разнообразия любого вида, вызывающего озабоченность, действительно важно для сохранения целостности популяции," - сказал Вайтемьер. "Мы должны убедиться, что они обладают достаточным разнообразием, чтобы поддерживать эти популяции самостоятельно."


Он сказал, что это особенно важно для лососевых, семейства рыб, в которое входят лосось и форель, потому что на их генетическое разнообразие влияет сокращение численности популяции и выращенные в инкубаториях лососевые, которые попадают в реки.


В большинстве водоразделов, изученных исследователями, стальной, чавычи и кижуча значительно сократились, что привело к тому, что они были внесены в список исчезающих видов. Популяции прибрежных головорезов в некоторых местах сократились, но недостаточно широко, чтобы их можно было перечислить.


Главный ствол реки Ампква летом. Предоставлено: Лоретта Элленбург, Исследовательская станция USFS PNW.


Для этого исследования исследователи изучили пробы воды, собранные в 16 местах в западном Орегоне и северо-западной Калифорнии в 2017 году. Они взяли пробы от одного до пяти ручьев в пяти водоразделах: Дешут, Уилламетт, Ампкуа, Роуг и Кламат. Они также взяли образцы из трех ручьев, которые питают реки вдоль побережья Орегона.

 

Они обнаружили генетическое сходство между радужной форелью в северном водоразделе Дешут и южном водоразделе Кламат. Считается, что это первое генетическое подтверждение ранее предполагавшейся гидрологической связи между двумя теперь разделенными водоразделами.


Ученые обнаружили неожиданно высокий уровень генетического разнообразия у кижуча, несмотря на то, что этот вид присутствует только в трех реках: Коквилле, Нестукке и Кламате, образцы которых они исследовали.


Они показали непропорционально большое значение небольших прибрежных рек - они проанализировали образцы из ручьев, питающих реки Нестукка, Алсея и Коквиль, - для генетического разнообразия, особенно прибрежной головорезовой форели.


"Эти реки как бы превосходят их по своему весу с точки зрения количества разнообразия по сравнению с населением и размером водораздела," - сказал Вайтемьер.


Исследователи также обнаружили дополнительные свидетельства уникального разнообразия водосбора Ампкуа. Они обнаружили уникальные генетические варианты прибрежной форели-головореза и, в меньшей степени, радужной форели. Umpqua также является единственным домом для двух более мелких рыб, Umpqua голавля и Umpqua pikeminnow.


"Разнообразие Umpqua делает его особенным местом в Орегоне, и эта статья - еще одна информация, подтверждающая это," - сказала Тиффани Гарсия, автор статьи и доцент Департамента рыболовства и дикой природы штата Орегон.


Исследователи планируют продолжить это исследование, работая с образцами воды, собранными в рамках Программы мониторинга эффективности и мониторинга водных и прибрежных водоемов Министерства сельского хозяйства США. Они регулярно собирают воду на 200 участках, включая 16, на которых проводилось данное исследование, в Орегоне и Калифорнии.


"Мы работаем с ними, чтобы отслеживать и лучше понимать заселение различных видов, помимо тихоокеанского лосося и форели, включая других рыб, земноводных, мидий, макробеспозвоночных, раков и патогенные микроорганизмы," - сказал Брук Пеналуна, автор статьи и рыб-биолог-исследователь с Тихоокеанской Северо-западной исследовательской станцией Министерства сельского хозяйства США.


Источник: Oregon State University

Комментировать
Комментировать
Надоела реклама?
Поддержите DIRTY — активируйте Ваш золотой аккаунт!