Исследование реинтродукции гольца-кристивомера с помощью симуляций

Исследователи под руководством Мэрил Мимс оценили, как экологические, демографические и генетические факторы влияют на реинтродукцию гольца-кристивомера (Salvelinus confluentus) в штате Вашингтон.

Их проект — один из первых, где для прогнозирования генетических и демографических результатов реинтродукции на 200 лет вперёд использовалась сложная компьютерная модель.

Работа, занявшая пять лет, была опубликована в журнале Ecosphere в феврале.

Голец-кристивомер был внесён в список угрожаемых видов в соответствии с Законом об исчезающих видах в 1999 году. Учёные разработали методологию для оценки реинтродукции водных видов, сосредоточившись на пространственных, демографических и генетических аспектах заселения гольца в три водораздела системы реки Пенд-Орейл.

На реке Пенд-Орейл расположены пять гидроэлектростанций. Плотины нарушают экосистемную связность, изолируя популяции и затрудняя их перемещение, что критически важно для метапопуляций, к которым относится голец.

Компьютерный учёный Эрин Ландгут создал модель CDMetaPOP, чтобы понять сложность взаимодействия видов с ландшафтом. Команда использовала её с широким набором параметров (демографические данные, карта ландшафта, эмпирические генетические и данные о перемещении), чтобы спрогнозировать популяции гольца на 200 лет вперёд.

Ключевые выводы моделирования:

• Исходный генетический материал (разнообразный или схожий) не имеет решающего значения для долгосрочной (200 лет) перспективы.
• Ключ к выживанию вида — связность среды обитания и её доступность. Метапопуляционная структура позволяет гольцу заселять незанятые участки.
• Достаточный поток генов между популяциями, вероятно, будет поддерживать генетическое разнообразие.
• При условии высокой связности система реки Пенд-Орейл выглядит подходящим местом для потенциальной реинтродукции.

В исследуемой системе уже происходят изменения: удаляются барьеры (например, плотина Милл-Понд в 2018 году), добавляются рыбопропускные сооружения. Многие улучшения связаны с требованиями Федеральной комиссии по регулированию в энергетике при перелицензировании крупных ГЭС.

Модель CDMetaPOP уже применяется для других видов и вопросов управления дикой природой, как в пресноводных, так и в наземных экосистемах. Однако для работы таких симуляций необходимы надёжные входные данные, которых для многих видов недостаточно.

Исследователи планируют продолжить работу, изучая детали связности, её долгосрочные последствия и эффект от свободного перемещения рыб через плотины. Также учёных интересуют проблемы, вызванные изменением климата: потепление заставляет водные виды перемещаться вверх по течению к более холодной воде, но плотины могут блокировать этот путь.