Использование ДНК-секвенирования для идентификации тысяч икринок рыб
Исследователи применили ДНК-секвенирование, чтобы точно определить картину нерестовой активности рыб в морской охраняемой акватории (МРА) и создать базовый уровень для будущих исследований влияния изменчивости климата на популяции рыб.
Группа учёных из Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего под руководством Рона Бёртона и Алисы Харады собрала 260 проб у Мемориального пирса Эллен Браунинг Скриппс за двухлетний период. С помощью ДНК-баркодирования им удалось точно идентифицировать более 13 000 икринок.
В исследовании, которое стало результатом сотрудничества между Центром прибрежных наблюдений, исследований и разработок (CORDC) под руководством Эрика Террилла и лабораторией Бёртона, также использовалась сеть радарных антенн для картирования поверхностных течений у побережья.
Были идентифицированы икринки 39 различных видов. Моделирование перемещения плавающей икры поверхностными течениями показало, что, вероятно, все эти виды нерестятся в пределах МРА Ла-Холья. Наиболее многочисленными видами были пятнистая песчаная камбала (Citharichthys stigmaeus) и калифорнийская зубатка (Oxyjulis californica), но также были обнаружены икринки гигантского морского окуня (Stereolepis gigas), белого морского окуня (Atractoscion nobilis), барракуды (Sphyraena argentea) и калифорнийского овцеголова (Semicossyphus pulcher). Несмотря на обширный отбор проб, исследователи не обнаружили многих видов, обычно встречающихся в открытом море, например, желтохвоста (Seriola lalandi).
Исследование "Мониторинг нерестовой активности в морской охраняемой акватории Южной Калифорнии с использованием молекулярной идентификации икры рыб" опубликовано в номере журнала PLoS One от 26 августа 2015 года.
Традиционно в подобных исследованиях для идентификации икры используют визуальные характеристики, но в данной работе для более точного различения икринок применили ДНК-секвенирование. Ранее исследователи из Скриппса использовали образцы из коллекции морских позвоночных, чтобы создать каталог ДНК-последовательностей почти всех видов морских рыб, обитающих в водах Калифорнии.
Результаты показали высокую стабильность нерестовых паттернов в течение двухлетнего периода, выявив, какие рыбы нерестятся локально и каковы их модели размножения. Исследователи надеются использовать свои результаты как базовый уровень для оценки будущих изменений в нересте, которые могут быть вызваны изменением климата и другими факторами.
«Основная цель этого исследования — предоставить детальную картину видов, нерестящихся в МРА, чтобы установить базовый уровень для будущих исследований, которые позволят нам изучить влияние изменения климата на модели нереста и состав видов рыб», — сказала аспирант Скриппса Алиса Харада.
Используя данные CORDC об океанографических условиях, погоде и качестве воды, исследователи смогли картировать условия воды во время стадий нереста, чтобы лучше понять, когда рыбы откладывали икру и как далеко икринки могли переместиться от места нереста.
«Этот проект — отличный пример того, как синтез данных о циркуляции океана может помочь решить задачи, с которыми сталкиваются биологи, распутывая загадки наших прибрежных видов рыб», — отметил Эрик Террилл. — Связывание передовых ДНК-технологий с высокотехнологичной системой мониторинга океана — пример изобретательности, которая имеет место в Скриппсе».