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海洋鳟鱼适应120年的淡水环境

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-04-18浏览次数:1490

Steelhead鱿鱼是在太平洋生活和生长的鲑鱼家族的成员。在不到120年的时间里,它已经在基因上适应了密歇根湖的淡水环境。

在19世纪后期,Steelhead被故意引入密歇根湖以加强休闲和商业渔业。在从加利福尼亚到俄罗斯的本土范围内,淡水河流中的钢头孵化,迁移到海洋,并返回淡水产卵。这种迁移使得钢头可以在海洋中进食,在那里它们可以变大并产生更多的蛋,而不是它们在整个生命过程中保留在淡水流中。

引入密歇根湖的钢头继续在小型淡水支流和溪流中产卵,但现在大湖的完整淡水栖息地被认为是海洋的替代品。在他们进入密歇根湖之后,Steelhead开始在整个五大湖中自然繁殖并建立一个自我维持的人口。为了研究这些鱼如何适应这种新环境,普渡大学生物科学助理教授马克克里斯蒂(Mark Cristi)领导的一个小组对264种鱼类的完整基因组进行了测序。然后,该团队将密歇根湖的钢头与其祖先山脉的钢头进行了比较,找出了与遗传适应相关的异常区域。

该研究发表在“分子生态学”杂志上,发现在密歇根湖引入后,钢头中三条染色体的进化为这种海洋洄游鱼类如何适应完全淡水环境提供了见解。

染色体上经历遗传改变的三个区域中的两个对于维持身体膜中的盐和离子平衡的过程是关键的,称为渗透调节。淡水鱼主动吸收环境中的离子以补偿通过被动扩散损失的盐,而咸水鱼则释放离子以补偿盐吸收到体内。染色体区域的这些变化会影响该过程的工作方式,这有助于解释钢头在完全淡水环境中如何存活。

第三个变化领域涉及新陈代谢和伤口愈合。根据该研究,这种调整可能允许钢铁公司利用替代猎物或为其新环境中的活动分配额外资源。

或者,该地区可能已经适应了对新威胁的反应:寄生海洋。这些寄生虫在20世纪30年代无意中被引入密歇根湖。他们像水蛭一样蹲在鱼身上,留下了很多伤口,经常杀死他们捕食的大量鱼类。

“如果你考虑用盐水和淡水打开伤口,淡水的效果会更严重,因为细胞会更快地破裂。钢头可能想要更快地抵消这些影响,或者以不同的方式做到这一点,“普渡大学研究的共同作者Janna Willoughby说。 “此外,寄生蝎子在五大湖中以非常高的密度发生,但很少与其原生范围内的钢头相互作用 - 这意味着它们可能只是一个强有力的选择。”

该研究还发现,在新环境中,钢头的遗传多样性远低于本地鱼类。当新种群仅从原始种群的少数成员开始时,这种减少的遗传多样性(有时称为创始人效应)是常见的。

克里斯蒂说:“即使由于引入事件或创始人效应导致人口减少,人口仍在适应不断变化的环境条件。” “找出哪些人可以适应,以及为什么它仍然是一个紧迫的问题,特别是面对气候变化和其他保护问题。”