大西洋鲑鱼的秘密：基因决定体型大小，但提早捕捞正使其岌岌可危
大西洋鲑鱼（Atlantic Salmon）是一种广泛分布于北大西洋及其流域的洄游鱼类，以逆流而上回“家乡”产卵的能力著称。它们通常在淡水河流中孵化，随后迁移到海洋中成长，并在成熟后返回出生地产卵。大西洋鲑鱼不仅在生态系统中扮演重要角色，也是重要的经济和文化资源。然而，过度捕捞和环境变化对其种群构成了严峻挑战，使得其保护和可持续管理成为当务之急。
“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，一项最新研究表明，在捕鱼季节的早期进行大量捕捞可能导致大西洋鲑鱼变得更年轻、更小。这项研究由赫尔辛基大学的科学家领导，揭示了捕鱼活动对鲑鱼种群多样性和可持续性的深远影响。该研究于2024年4月25日首次发表在《进化应用》（Evolutionary Applications）期刊上。
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赫尔辛基大学研究人员领导的科研团队通过研究在不同产卵迁徙时期捕捞的鲑鱼，探讨了这些鲑鱼在遗传上的差异。研究发现，早季捕捞行为特别针对携带“大鲑鱼基因变体”（large salmon genetic variant）的鲑鱼。该基因变体使得大西洋鲑鱼能够长得更大，并在较年长时成熟，这对于鲑鱼种群的捕捞和可持续性至关重要。
通过对1928年至2020年间北波罗的海地区捕捞的数千条野生鲑鱼进行遗传分析，研究发现，无论是哪一年，渔民在捕鱼季节早期捕捞到“大鲑鱼变体”鲑鱼的比例更高。
研究表明，捕鱼时间的安排，可能会导致大西洋鲑鱼在成熟前的年龄和体型发生进化变化。特别是在捕鱼季节早期进行大量捕捞可能使得“大鲑鱼变体”变得稀有，导致鲑鱼在更年轻和更小的体型下产卵。赫尔辛基大学生物与环境科学系的博士安蒂·米耶蒂宁（Antti Miettinen）解释说：“这种进化影响导致的大鲑鱼数量减少，对鲑鱼种群的多样性和可持续性，以及高度重视大体型捕捞的渔民来说，都是不利的消息。”
研究结果有助于理解由人类活动引发的进化选择压力如何影响野生鱼类种群及其重要特性。北波罗的海最大的野生鲑鱼种群在芬兰和瑞典的托尔尼奥河（Tornio River）和卡利克斯河（Kalix River）中产卵，具有很高的生态和社会价值。研究发现，早季在海上和托尔尼奥河的捕捞更容易捕捞到来自河流系统上游的鲑鱼，而晚季则较少。
“捕鱼季节早期的捕捞针对在这些河流源头产卵的鲑鱼，这在渔业管理中应予以考虑，以确保这些鲑鱼种群的可持续性。”安蒂·米耶蒂宁说道。
来源：Pixabay/ CC0 Public Domain
多年来，波罗的海及其鲑鱼河流的合法捕鱼季节安排引发了激烈的辩论和国家及国际层面的质疑。研究针对的一个具体问题是，早季捕鱼是否会减少波罗的海鲑鱼的平均年龄和体型。赫尔辛基大学的高级研究员维多利亚·普里查德（Victoria Pritchard）博士表示：“通过分析数十年间在北波罗的海收集的样本的遗传学，这项研究展示了人类活动如何可能导致野生鲑鱼种群的进化变化。”
维多利亚·普里查德补充道：“这项研究是利用遗传方法回答关于生物多样性保护和管理的重要问题的绝佳范例。在项目期间设计的遗传工具可以用于监测未来捕鱼制度变化的影响。”
该研究由芬兰赫尔辛基大学、芬兰自然资源研究所、瑞典农业大学和英国高地与岛屿大学合作完成。研究分析的样本来自芬兰自然资源研究所和瑞典农业大学的档案。这些样本由北波罗的海地区的渔民在1928年至2020年期间沿托尔尼奥河、卡利克斯河和博特尼亚湾（Bothnian Bay）沿海地区收集。
上图：在本研究中用于基因种群鉴定的鲑鱼种群基线的地理起源，以及托尔尼奥-卡利克斯河（Tornio-Kalix River）系统中野生基线样本的采样点。较深的线条表示国家边界，包括位于芬兰和瑞典边界上的托尔尼奥/托尔内河（Tornio/Torne River）。来源：Miettinen, Antti, et al.
感兴趣的“海洋与湿地”（OceanWetlands）读者可以参看全文：
Antti Miettinen, Atso Romakkaniemi, Johan Dannewitz, Tapani Pakarinen, Stefan Palm, Lo Persson, Johan Östergren, Craig R. Primmer, Victoria L. Pritchard. Temporal allele frequency changes in large‐effect loci reveal potential fishing impacts on salmon life‐history diversity. Evolutionary Applications, 2024; 17 (4) DOI: 10.1111/eva.13690
大鲑鱼基因变体
在大西洋鲑鱼的世界里，存在着一种被称为“大鲑鱼基因变体”（large salmon genetic variant）的特殊基因。它就像一把神奇的“钥匙”，赋予了鲑鱼们非凡的能力——它们能够长得更大、活得更久，并在更成熟的年龄繁衍后代。
这种基因变体就像是一张“蓝图”，冥冥之中指导着鲑鱼的身体发育。它让鲑鱼能够吸收更多的营养、长出强健的肌肉和骨骼，并抵御疾病和捕食者的威胁。此外，它还让鲑鱼延缓性成熟的时间，积累更多的能量和经验，为繁育后代做好准备。
对于鲑鱼种群来说，这种基因变体则意味着更强的生存能力和更丰富的多样性。它确保了种群中拥有足够的大型鲑鱼，为后代传递优良基因，并维持种群的健康和活力。但对于渔民来说，大鲑鱼基因变体意味着更大的渔获。体型更大的鲑鱼能够带来更高的经济价值——更大、更肥美、赚钱更多。本文中介绍的这项研究表明：早期的密集捕捞活动，可能会对这种大鲑鱼基因变体造成威胁。原因是这种基因变体使得鲑鱼更容易被捕获，它们往往成为渔民捕捞的首选目标。
基因分型测序方法
基因分型测序方法（Genotyping-in-Thousands by sequencing，简称GT-seq）是该研究采用的重要方法，这是一种基于高通量测序技术的方法，用于对基因组中的特定区域进行分型。通过GT-seq，可以同时分析多个样本中的大量遗传标记位点，如单核苷酸多态性（SNP）或简单序列重复（SSR），从而获取每个样本在这些位点上的等位基因信息。该方法通常涉及PCR扩增特定基因组区域，然后使用高通量测序技术对扩增产物进行测序，最终得到每个样本在这些位点上的等位基因序列。GT-seq方法具有高通量、高灵敏度和高分辨率的特点，常用于种群遗传学研究、种群分型、群体遗传结构分析等领域。
早季捕鱼
早季捕鱼（early-season fishing）指的是在一年的早期阶段进行捕鱼活动。在渔业中，捕鱼季节通常根据鱼类的迁徙和繁殖周期来安排。早季捕鱼即是在鱼类开始迁徙或繁殖的初期阶段进行捕捞活动，通常发生在特定季节的开始阶段。在本文这个研究中，提到了早季捕鱼，意味着这个研究考察了渔业活动在鱼类迁徙季节早期对渔获物的影响。
基因基线
基因基线（Genetic baseline）是指在研究中用于确定种群遗传结构和多样性的初始样本集合。通常，这些样本来自于野生种群，并通过基因分型技术进行分析。基因基线的建立有助于研究人员了解不同种群之间的遗传差异和相似性，为进一步的遗传研究提供了基础数据。
海湿
本文仅代表资讯，不代表平台观点。供参考。
编译 | 王芊佳
编辑 | Sara
排版 | Sara
【资讯来源】：helsinki、sciencedaily、Evolutionary Applications
【参考资料】：
https://www.helsinki.fi/en/news/evolution/early-summer-fishing-can-have-evolutionary-impact-resulting-smaller-salmon
https://www.sciencedaily.com/releases/2024/06/240605162515.htm
University of Helsinki. "Early summer fishing can have an evolutionary impact, resulting in smaller salmon." ScienceDaily. ScienceDaily, 5 June 2024. <www.sciencedaily.com/releases/2024/06/240605162515.htm>.
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