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环境脱氧核糖核酸在估计运动鱼类种群方面显示出希望

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-06-14 14:04  浏览次数:0
摘 要:垂钓者通常会为在晚餐上放下一条鱼有多难过而感到遗憾,但更为艰巨的工作通常落在渔业经理身上,他们为我们喜欢收获的鱼类设定了
 垂钓者通常会为在晚餐上放下一条鱼有多难过而感到遗憾,但更为艰巨的工作通常落在渔业经理身上,他们为我们喜欢收获的鱼类设定了可持续的捕捞限额。
 
传统上,使用“标记和捕获”研究来估计鱼类种群的大小。为了获得这些数字,研究人员必须直奔水面,堆成小船,捕获他们追捕的很多鱼种,标记并释放它们,然后稍后返回以捕获另一条鱼并寻找他们以前标记过的通过将带标记的鱼的百分比与捕获的鱼的数量进行比较,他们可以估计种群的大小。
 
这是一个过程,需要花费大量时间和金钱,并且需要相当大的工作人员来设置网,拉鱼并进行计数,而且还需要提供有关鱼类种群大小和年龄结构的信息,这对于可持续渔业管理至关重要。
 
威斯康星大学麦迪逊分校Limnology中心的研究生Mike Spear说,但是也许可以以更快,更便宜,更省力的方式获取一些重要的渔业数据。更重要的是,在我们目前的冠状病毒大流行期间,这是为社会遥远的科学准备的一种方法。
 
斯皮尔用他的方法说:“我可以自己出去,二十分钟就可以离开湖面,然后回到实验室来处理样品”。
 
这个秘密就是所谓的“环境DNA”或“ eDNA”,本质上讲,这是一些生物体在其环境中留下的一些遗传密码。人类会脱落死皮细胞或散落的头发,而鱼会在尾流中留下浪费,这些废物塞满了他们的DNA。
 
在6月7日发表在《环境DNA》杂志上的一项研究中,斯皮尔和他的同事们去寻找角膜白斑,这是威斯康星州最受欢迎的运动鱼类之一,也是星期五鱼苗的主食。角膜白斑不仅是大多数垂钓者的目标,它们也是中西部下降的物种,因此可持续管理成为重中之重。
 
斯皮尔说,问题在于,威斯康星州割让区中大约有900个湖泊有角膜白斑人口,但是由于传统研究花费的时间和精力,州和部落渔业管理者每年只能监测约5%。
 
他说:“因此,如果他们外出,每年只处理45个湖泊,我们希望他们也能够使用eDNA方法对其他湖泊进行采样,并且至少可以获得更多湖泊的一些信息。”
 
但是,首先,Spear和他的同事必须证明eDNA确实可以洞察威斯康星州湖泊中的角膜白斑种群。为此,他的工作人员对威斯康星州的24个不同湖泊进行了采样,这些湖泊最近通过传统采样方法获得了大眼鲸的估计。他们使用半升塑料瓶,在每个湖泊的几个随机位置从地上sc下水,将瓶子放在冰上,然后送回实验室。
 
到达实验室后,水流经过滤器,该过滤器将水以及其他所有东西分离出来。然后,研究小组在剩下的有机物质中搜索了壁眼DNA的片段。斯皮尔说,他们发现的结果是,“湖中的角膜白斑数量与我们获得的eDNA命中数量之间或多或少存在线性关系。”换句话说,具有健康角膜白斑种群的湖泊产生了健康剂量的角膜白斑eDNA,而据估计角膜白斑数量少的湖泊出现了类似数量的eDNA。
 
Spear告诫说:“在我们所处的位置与成为渔业管理工具箱的一部分之间还有许多步骤,”他指出,目前,他的抽样方法只能描绘出非常广泛的人口动态图景,例如“我们应该关闭这一范围吗?湖(去角膜白斑捕鱼)还是我们应该打开它”,根据健康或崩溃的角膜白斑数量的eDNA估算值。
 
这可以帮助渔业管理者掌握更多湖泊的角膜白斑健康状况,而成本仅为目前监测方法的一小部分。然后,他说:“如果我们使用eDNA方法看到一个湖泊的角膜白斑人口从'可捕鱼'到'不可捕鱼'的交叉,我们可以专注于此,并获得传统的人口估计。”
 
Spear说,虽然这是在渔业管理中部署eDNA的一种有用方法,但更令人兴奋的是,该工具似乎已经准备好进行微调。
 
Spear说,对eDNA的研究正在迅速发展。直到最近,科学家们还认为eDNA在环境中的分解速度太快,以至于无法识别碎片而不是其来源。但是,“我们开始发现的是,您可以从环境中恢复更长的eDNA序列,并且实际上获得了足够的遗传密码,可以像在犯罪现场一样达到个人水平。”
 
他说,如果研究人员能够开始可靠地收集和分析这些样本,那么“您就可以开始估计湖中单个角膜白斑的数量了。”
 
 
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