Эволюция на сверхскорости: Рыбопитомники меняют генетику лосося за одно поколение
Влияние рыбопитомников на лососей настолько глубоко, что уже за одно поколение отбираются признаки, позволяющие рыбе выживать и процветать в искусственной среде питомника, ценой снижения её способности жить и размножаться в дикой природе.
Эти выводы, опубликованные на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, демонстрируют скорость эволюции и естественного отбора, которая удивила исследователей.
Они подтвердили, что основное влияние питомников заключается именно в изменении генетики рыбы, а не во временном эффекте среды.
«Мы уже некоторое время знали, что рыба, рождённая в питомнике, менее успешна в выживании и размножении в дикой природе. Однако до сих пор не было ясно, почему. Это исследование показывает, что интенсивное эволюционное давление в питомнике быстро отбирает рыб, которые преуспевают там, в ущерб их репродуктивному успеху в дикой природе», — сказал Майкл Блуэн, профессор зоологии Университета штата Орегон.
Питомники эффективны для производства рыбы на вылов, но это и другие исследования продолжают вызывать опасения по поводу генетического воздействия, которое рыба из питомников может оказать при скрещивании с диким лососем, и о том, помогут ли они восстановлению диких популяций.
Выводы основаны на 19-летнем генетическом анализе радужной форели (стальноголового лосося) в реке Худ в Орегоне. Исследование рассматривало, почему рыба из питомников плохо размножается в условиях дикой реки. Были изучены возможные причины: влияние среды содержания в неволе, инбридинг и непреднамеренный «одомашнивающий отбор» — способность некоторых рыб адаптироваться к уникальной среде питомника.
Исследование подтвердило работу одомашнивающего отбора.
Когда тысячи мальков рождаются в искусственной среде питомника, лучше всех выживают те, кто по какой-то причине лучше справляется с этими условиями. Но те же самые черты, которые помогают им в питомнике, подводят их, когда они возвращаются в дикую реку, где их способность производить жизнеспособное потомство сильно снижена.
«Мы ожидали увидеть некоторые из этих изменений после нескольких поколений. Увидеть, что эти изменения произошли за одно поколение, было потрясающе. Эволюционные изменения не всегда занимают тысячи лет», — сказал Марк Кристи, научный сотрудник OSU и ведущий автор исследования.
Учёные отмечают, что пока неясно, какие именно признаки отбираются среди тысяч мальков в питомниках, но один из главных кандидатов — способность переносить экстремальную скученность. Если исследования смогут определить, какой именно аспект работы питомников отбирает рыб с меньшей приспособленностью к дикой природе, можно будет внести изменения, чтобы помочь решить проблему.
Исторически менеджеры питомников предпочитали использовать рыбу, рождённую в неволе, в качестве маточного стада, потому что черта, позволившая им преуспеть в питомнике, помогала производить тысячи внешне здоровых молодых лососей. Но позже выяснилось, что у этой же рыбы после выпуска выживаемость и репродуктивный успех были гораздо ниже, чем у рождённой в дикой природе.
Миллиарды выращенных в неволе лососей ежегодно выпускаются в дикую природу для увеличения уловов и поддержки сокращающихся популяций. Исследованная радужная форель занесена в список находящихся под угрозой исчезновения согласно Закону об исчезающих видах, и часть плана её восстановления включает пополнение запасов рыбой из питомников.
«Ещё предстоит выяснить, можно ли обобщить результаты этого одного исследования на стальноголового лосося для других питомников или видов лосося», — сказал Блуэн.
«Тем не менее, это показывает, что питомники могут производить генетически отличную от дикой рыбы, и это может происходить чрезвычайно быстро. Сейчас задача состоит в том, чтобы определить признаки, подвергающиеся отбору, чтобы увидеть, можем ли мы замедлить этот процесс одомашнивания».