西北太平洋三文魚(yú)喪失大量遺傳多樣性

研究人員日前報(bào)告稱，過(guò)去700年間，生活在西北太平洋的標(biāo)志性物種——奇努克三文魚(yú)已經(jīng)喪失了2/3的遺傳多樣性。此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)凸顯了一種長(zhǎng)久以來(lái)的擔(dān)憂：未來(lái)的三文魚(yú)種群可能因溪流棲息地喪失、過(guò)度捕撈、水壩建設(shè)及上百萬(wàn)苗種從孵化場(chǎng)釋放等一系列風(fēng)險(xiǎn)而遭到滅頂之災(zāi)，即便它們一直試圖應(yīng)對(duì)氣候變化和海洋酸化。

遺傳多樣性通常對(duì)于物種適應(yīng)變化的環(huán)境條件至關(guān)重要。以三文魚(yú)為例，一些個(gè)體或者種群攜帶的基因可能使其不易遭到新疾病或者海洋變暖的影響，從而使該物種在其他遺傳品系喪失的情況下生存下來(lái)。

對(duì)于奇努克三文魚(yú)來(lái)說(shuō)，毫無(wú)疑問(wèn)，這種多樣性的喪失部分歸咎于整個(gè)種群的總體衰退。從19世紀(jì)80年代末到上世紀(jì)20年代初，每年高達(dá)1 100萬(wàn)公斤的奇努克三文魚(yú)被捕獲。如今，這一數(shù)字已下降至每年約200萬(wàn)公斤。然而，在這些被捕獲的奇努克三文魚(yú)中，約一半來(lái)自釋放苗種的孵化場(chǎng)。和野生種群相比，這些三文魚(yú)在基因上極為相似。其他因素也導(dǎo)致了野生三文魚(yú)種群多樣性的喪失，包括溪流棲息地被摧毀、為發(fā)展農(nóng)業(yè)使水流改道及在整個(gè)哥倫比亞河盆地及其主要支流斯內(nèi)克河流域修建了400多座水壩。這些水壩使三文魚(yú)無(wú)法到達(dá)超過(guò)一半的河系孵化棲息地。

為量化奇努克三文魚(yú)在多大程度上喪失了遺傳多樣性，來(lái)自美國(guó)華盛頓州立大學(xué)（WSU）和俄克拉何馬大學(xué)的研究人員求助于古代DNA。通過(guò)和一些美洲土著部落合作，他們從美洲原住民垃圾堆考古點(diǎn)收集了346個(gè)椎骨樣本，其中一些垃圾堆可追溯至7000年前。隨后，研究人員分析了每個(gè)樣本的線粒體DNA而非核DNA，因?yàn)榍罢咄ǔ８迂S富，也更容易恢復(fù)。來(lái)自WSU的Bobbi Johnson開(kāi)展了此項(xiàng)分析工作。Johnson介紹說(shuō)，他們首先尋找了表明椎骨來(lái)自奇努克三文魚(yú)的基因標(biāo)記。隨后，研究人員測(cè)量了這些DNA在考古樣本中的多樣化程度，從而判定每個(gè)區(qū)域種群中不同譜系的數(shù)量。最后一步，他們比較了這些譜系和379個(gè)現(xiàn)代三文魚(yú)樣本在多樣性上的差異。

這項(xiàng)日前發(fā)表于《科學(xué)公共圖書(shū)館·綜合》的研究表明，生活在哥倫比亞河的奇努克三文魚(yú)喪失了2/3的遺傳多樣性，而斯內(nèi)克河的三文魚(yú)遺傳多樣性下降了1/3。

摘自《中國(guó)科學(xué)報(bào)》2018年1月22日