Как сбежавший лосось с ферм сосуществует с дикой рыбой: создание платформы знаний QuantEscape
Четыре ведущих норвежских исследовательских института — NINA, IMR, Nofima и CIGENE — создали общую платформу знаний «Quantifying genetic effects of escaped farmed salmon on wild salmon (QuantEscape)». Цель — установить факты о влиянии сбежавшего с ферм лосося на дикие популяции.
Наследственность и среда
Исследователи QuantEscape с помощью современных генетических инструментов изучают:
- Степень генетического влияния беглецов на дикого лосося.
- Насколько потомство фермерского лосося адаптируется в дикой природе под действием естественного отбора.
«Даже будучи селекционно выведенным для быстрого роста, фермерский лосось в природе не всегда растет быстрее дикого, — объясняет руководитель платформы Кьетиль Хиндар из NINA. — Их способность к выживанию зависит от давления среды. Потомство беглецов может реализовать потенциал роста при обилии пищи, но при её нехватке это преимущество исчезает».
Количественная оценка потока генов
Известно, что сбежавший лосось негативно влияет на дикого, но многое остаётся неясным. QuantEscape намерена:
- Количественно оценить поток генов от фермерского к дикому лососю во многих реках.
- Рассчитать относительный репродуктивный успех беглецов по сравнению с диким лососем.
- Экспериментально измерить, насколько естественный отбор замедляет этот поток генов.
Также изучается, какие условия рек и черты дикого лосося значимы для потока генов от беглецов.
Выявление потока генов с помощью генетических маркеров
Исследователи используют генетические маркеры — «снипы» (SNP, Single Nucleotide Polymorphism) — чтобы отличить фермерского лосося от дикого. В рамках проекта были проанализированы более 4500 снипов. Диагностический набор был сужен путём сравнения четырёх годовых классов фермерского лосося от трёх крупнейших селекционных компаний с 13 дикими стадами со всей Норвегии. Для чистоты сравнения геномы дикого лосося брали из чешуйчатых образцов 1970-х и 1980-х годов.
Были проанализированы образцы из множества рек — от Финнмарка на севере до Вестфолла на юге, а также несколько производственных стад. Используя данные по «исходным» диким популяциям как базис, учёные исследуют изменения в генах дикого лосося под влиянием естественного отбора и интрогрессии (потока генов) от фермерской рыбы.
Картирование угрозы и моделирование
NINA разработала предварительную модель и карту рисков для многих норвежских рек на основе:
- Данных о обнаруженных в реках сбежавших лососях (1989–2009 гг.).
- Показателей репродуктивного успеха беглецов и выживаемости их потомства в дикой природе (из полевых экспериментов в Норвегии и Ирландии).
Модель оценивает изменения в популяции за период, равный одному поколению лосося (4 года), и может проецироваться на любое количество поколений. Карта показывает, что реки Западной Норвегии, по-видимому, наиболее затронуты. Предварительные сравнения модели с генетическими анализами из выбранных рек показывают, что модель в целом полезна, но для некоторых популяций её прогнозы могут быть misleading.
Умеренный успех в дикой природе
Репродуктивный успех сбежавших лососей в реках умеренный, а выживаемость их потомства, как правило, ниже, чем у потомства дикого лосося.
«Проблемы для дикого лосося возникают в первую очередь там, где среди нерестового стада высока доля беглецов, а местная дикая популяция находится под давлением других факторов», — поясняет Хиндар.
Прогнозировать долгосрочные эффекты низкой доли беглецов сложнее из-за генетических изменений самих беглецов со временем и различий между производственными линиями. Полевые эксперименты пока не выходили за пределы второго поколения потомства.
В долгосрочной перспективе исследователи будут разрабатывать более мощные генетические модели, искать снипы, лучше различающие группы и поколения потомства беглецов в дикой природе, и изучать генетические изменения признаков, важных для дикого лосося.