大西洋鮭魚的秘密：基因決定體型大小，但提早捕撈正使其岌岌可危

大西洋鮭魚（Atlantic Salmon）是一種廣泛分布于北大西洋及其流域的洄游魚類，以逆流而上回“家鄉(xiāng)”產(chǎn)卵的能力著稱。它們通常在淡水河流中孵化，隨后遷移到海洋中成長，并在成熟后返回出生地產(chǎn)卵。大西洋鮭魚不僅在生態(tài)系統(tǒng)中扮演重要角色，也是重要的經(jīng)濟(jì)和文化資源。然而，過度捕撈和環(huán)境變化對其種群構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，使得其保護(hù)和可持續(xù)管理成為當(dāng)務(wù)之急。

01捕撈行為對大西洋鮭魚的影響

赫爾辛基大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)通過研究在不同產(chǎn)卵遷徙時(shí)期捕撈的鮭魚，探討了這些鮭魚在遺傳上的差異。研究發(fā)現(xiàn)，早季捕撈行為特別針對攜帶“大鮭魚基因變體”（large salmon genetic variant）的鮭魚。該基因變體使得大西洋鮭魚能夠長得更大，并在較年長時(shí)成熟，這對于鮭魚種群的捕撈和可持續(xù)性至關(guān)重要。

通過對1928年至2020年間北波羅的海地區(qū)捕撈的數(shù)千條野生鮭魚進(jìn)行遺傳分析，研究發(fā)現(xiàn)，無論是哪一年，漁民在捕魚季節(jié)早期捕撈到“大鮭魚變體”鮭魚的比例更高。

02進(jìn)化變化的可能性

研究表明，捕魚時(shí)間的安排，可能會導(dǎo)致大西洋鮭魚在成熟前的年齡和體型發(fā)生進(jìn)化變化。特別是在捕魚季節(jié)早期進(jìn)行大量捕撈可能使得“大鮭魚變體”變得稀有，導(dǎo)致鮭魚在更年輕和更小的體型下產(chǎn)卵。赫爾辛基大學(xué)生物與環(huán)境科學(xué)系的博士安蒂·米耶蒂寧（Antti Miettinen）解釋說：“這種進(jìn)化影響導(dǎo)致的大鮭魚數(shù)量減少，對鮭魚種群的多樣性和可持續(xù)性，以及高度重視大體型捕撈的漁民來說，都是不利的消息。”

研究結(jié)果有助于理解由人類活動引發(fā)的進(jìn)化選擇壓力如何影響野生魚類種群及其重要特性。北波羅的海最大的野生鮭魚種群在芬蘭和瑞典的托爾尼奧河（Tornio River）和卡利克斯河（Kalix River）中產(chǎn)卵，具有很高的生態(tài)和社會價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)，早季在海上和托爾尼奧河的捕撈更容易捕撈到來自河流系統(tǒng)上游的鮭魚，而晚季則較少。

“捕魚季節(jié)早期的捕撈針對在這些河流源頭產(chǎn)卵的鮭魚，這在漁業(yè)管理中應(yīng)予以考慮，以確保這些鮭魚種群的可持續(xù)性?！卑驳佟っ滓賹幷f道。

來源：Pixabay/ CC0 Public Domain

03法律捕魚季節(jié)的爭議

多年來，波羅的海及其鮭魚河流的合法捕魚季節(jié)安排引發(fā)了激烈的辯論和國家及國際層面的質(zhì)疑。研究針對的一個具體問題是，早季捕魚是否會減少波羅的海鮭魚的平均年齡和體型。赫爾辛基大學(xué)的高級研究員維多利亞·普里查德（Victoria Pritchard）博士表示：“通過分析數(shù)十年間在北波羅的海收集的樣本的遺傳學(xué)，這項(xiàng)研究展示了人類活動如何可能導(dǎo)致野生鮭魚種群的進(jìn)化變化?！?/p>

維多利亞·普里查德補(bǔ)充道：“這項(xiàng)研究是利用遺傳方法回答關(guān)于生物多樣性保護(hù)和管理的重要問題的絕佳范例。在項(xiàng)目期間設(shè)計(jì)的遺傳工具可以用于監(jiān)測未來捕魚制度變化的影響?！?/p>

該研究由芬蘭赫爾辛基大學(xué)、芬蘭自然資源研究所、瑞典農(nóng)業(yè)大學(xué)和英國高地與島嶼大學(xué)合作完成。研究分析的樣本來自芬蘭自然資源研究所和瑞典農(nóng)業(yè)大學(xué)的檔案。這些樣本由北波羅的海地區(qū)的漁民在1928年至2020年期間沿托爾尼奧河、卡利克斯河和博特尼亞灣（Bothnian Bay）沿海地區(qū)收集。

上圖：在本研究中用于基因種群鑒定的鮭魚種群基線的地理起源，以及托爾尼奧-卡利克斯河（Tornio-Kalix River）系統(tǒng)中野生基線樣本的采樣點(diǎn)。較深的線條表示國家邊界，包括位于芬蘭和瑞典邊界上的托爾尼奧/托爾內(nèi)河（Tornio/Torne River）。來源：Miettinen, Antti, et al.

海濕百科

01大鮭魚基因變體

在大西洋鮮魚的世界里，存在著一種被稱為"大鮭魚基因變體”(large salmon geneticvariant)的特殊基因。它就像一把神奇的“鑰匙”，賦予了鮭魚們非凡的能力--它們能夠長得更大、活得更久，并在更成熟的年齡繁衍后代。

這種基因變體就像是一張”藍(lán)圖”，冥冥之中指導(dǎo)著鮭魚的身體發(fā)育。它讓鮭魚能夠吸收更多的營養(yǎng)、長出強(qiáng)健的肌肉和骨骼，并抵御疾病和捕食者的威脅。此外，它還讓鮭魚延緩性成熟的時(shí)間積累更多的能量和經(jīng)驗(yàn)，為繁育后代做好準(zhǔn)備，

對于鮭魚種群來說，這種基因變體則意味著更強(qiáng)的生存能力和更豐富的多樣性。它確保了種群中擁有足夠的大型鮭魚，為后代傳遞優(yōu)良基因，并維持種群的健康和活力。但對于漁民來說，大鮭魚基因變體意味著更大的漁獲。體型更大的鮭魚能夠帶來更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值--更大、更肥美、賺錢更多。本文中介紹的這項(xiàng)研究表明:早期的密集捕撈活動，可能會對這種大鮭魚基因變體造成威脅，原因是這種基因變體使得鮭魚更容易被捕獲，它們往往成為漁民捕撈的首選目標(biāo)。

02基因分型測序方法

基因分型測序方法(Genotyping-in-Thousands by sequencing，簡稱GT-seq)是該研究采用的重要方法，這是一種基于高通量測序技術(shù)的方法，用于對基因組中的特定區(qū)域進(jìn)行分型。通過GT-seq，可以同時(shí)分析多個樣本中的大量遺傳標(biāo)記位點(diǎn)，如單核苷酸多態(tài)性(SNP)或簡單序列重復(fù)(SSR)，從而獲取每個樣本在這些位點(diǎn)上的等位基因信息。該方法通常涉及PCR擴(kuò)增特定基因組區(qū)域，然后使用高通量測序技術(shù)對擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行測序，最終得到每個樣本在這些位點(diǎn)上的等位基因序列。GT-seq方法具有高通量、高靈敏度和高分辨率的特點(diǎn)，常用于種群遺傳學(xué)研究、種群分型、群體遺傳結(jié)構(gòu)分析等領(lǐng)域。

03早季捕魚

早季捕魚(early-season fishing)指的是在一年的早期階段進(jìn)行捕魚活動。在漁業(yè)中，捕魚季節(jié)通常根據(jù)魚類的遷徙和繁殖周期來安排。早季捕魚即是在魚類開始遷徙或繁殖的初期階段進(jìn)行捕撈活動，通常發(fā)生在特定季節(jié)的開始階段。在本文這個研究中，提到了早季捕魚，意味著這個研究考察了漁業(yè)活動在魚類遷徙季節(jié)早期對漁獲物的影響。

04基因基線

基因基線（Genetic baseline）是指在研究中用于確定種群遺傳結(jié)構(gòu)和多樣性的初始樣本集合。通常，這些樣本來自于野生種群，并通過基因分型技術(shù)進(jìn)行分析。基因基線的建立有助于研究人員了解不同種群之間的遺傳差異和相似性，為進(jìn)一步的遺傳研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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本文僅代表資訊，不代表平臺觀點(diǎn)。供參考。

編譯 | 王芊佳
編輯 | Sara
排版 | Sara

參考資料略