Комерційний вилов прискорив еволюцію промислових риб

Дослідники виявили генетичні зміни під час швидкої еволюції промислових риб, яка відбувається під тиском людини, розповідається в. В якості модельних тварин вчені використовували геноми атлантичних менідій, які в умовах селекції виростають або зменшуються в розмірі за п'ять поколінь. Виявилося, що у тварин змінюється частота алелей у сотнях не пов'язаних між собою генів, що впливають на швидкість росту, а також у блоках пов'язаних генів, що грають роль в адаптації популяції до місцевих умов.

Антропогенна активність викликає еволюційні зміни багатьох видів. Як приклад можна навести багато видів промислових риб. Через інтенсивний вилов змінилися швидкість росту і час розмноження багатьох комерційно значущих популяцій, зменшуючи чисельність тварин і перешкоджаючи її відновленню. Дослідники показали, що вилов риби впливає на експресію генів і генетичне розмаїття в популяції, але в цілому масштаб змін поки мало вивчений.

"Повільно зростаючі риби будуть меншими за розмірами і їм буде легше не попастися в мережі. Тому у них більше шансів передати свої гени майбутнім поколінням. Таким чином промисел риби може викликати швидкі еволюційні зміни в темпах зростання та інших характеристиках. Ми спостерігаємо багато ознак таких змін у диких популяціях, але невідомо, якими генетичними змінами вони обумовлені ", - говорить Ніна Теркілдсен (Nina Overgaard Therkildsen) з Корнелського університету.

Вона та її колеги продовжили дослідження, виконане в 2002 році біологами з Нью-Йоркського університету. Автори роботи вивчали вплив промислу на еволюцію атлантичних менідій (), промислового виду риб, які зустрічаються біля узбережжя Північної Америки. Дослідники відібрали шість тисяч риб, розділили їх на шість популяцій по тисячі особин у кожній і штучно створили умови комерційного вилову. У двох популяціях вони в кожному поколінні залишали по 10 відсотків найбільших за розміром риб (популяції А), у двох інших - по 10 відсотків найменших особин (популяції Б), а дві групи служили контрольними і в них залишали по 10 відсотків тварин без урахування розміру. Дослідники виявили, що через п "ять поколінь риби з популяцій А були в середньому на 25 відсотків довші, ніж особини з популяцій В, і важили майже вдвічі більше.

Теркілдсен з колегами досліджували геном заморожених менідій з експериментів 2002 року. Вони зібрали геноми 75 особин з початкової популяції і 48-50 тварин з п'ятого покоління в кожній з шести популяцій, і досліджували зміни в кодуючих послідовностях ДНК. Для порівняння вчені секвенували геноми 42-50 особин з чотирьох диких популяцій менідій. Атлантична менідія мешкає в ареалі від затоки Святого Лаврентія на півночі до північно-східної Флориди на півдні. Ареал проживання визначає швидкість зростання тварин: північні популяції рибок ростуть швидше, південні - повільніше. За браком референсного геному атлантичних менідій вчені використовували комплексний транскриптом цих риб.

Аналіз геномів показав, що в усіх шести популяціях, які брали участь в експериментах, зменшилася генетична різноманітність. При цьому популяціях А і B, в яких особин відбирали за розмірами, воно знизилося набагато сильніше, ніж у двох контрольних (p  0,028). Якщо раніше дослідники вважали, що генетичне розмаїття промислових риб зменшується через ефект «пляшкового горлечка», то тепер стало зрозуміло, що роль також відіграє і штучний відбір за розміром.

Виявилося, що у всіх популяціях змінилася частота алелей (варіантів гена) в сотнях не пов'язаних між собою генів, що впливають на швидкість зростання. З іншого боку, у деяких менідій стався відбір великих блоків генів, які у інших морських видів відіграють роль в адаптації до місцевих умов, наприклад до токсичних відходів, що зливаються у воду.

На думку дослідників, результати їх дослідження показують, що комерційний вилов впливає на еволюцію промислових видів риб. Він може викликати зміни в геномі, подібні тим, що виникають в різних популяціях одного виду. Тепер у нас з'явилася можливість виявляти такі зміни на генетичному рівні і тим самим краще розуміти швидкість, наслідки і зворотність подібних змін.

Прискорена еволюція у риб спостерігалася і в інших умовах - наприклад, якщо штучно виведених риб випустити в дику природу. Так, дзеркальні коропи, опинившись на волі, за кілька десятків поколінь повернули собі луску. При цьому ключова мутація, відповідальна за відсутність лусочок, у них збереглася, а щоб «повернути еволюцію назад», вони використовували інші гени.