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環境脫氧核糖核酸在估計運動魚類種群方面顯示出希望

放大字體  縮小字體 發布日期:2020-06-14 14:04  瀏覽次數:0
摘 要:垂釣者通常會為在晚餐上放下一條魚有多難過而感到遺憾,但更為艱巨的工作通常落在漁業經理身上,他們為我們喜歡收獲的魚類設定了
 垂釣者通常會為在晚餐上放下一條魚有多難過而感到遺憾,但更為艱巨的工作通常落在漁業經理身上,他們為我們喜歡收獲的魚類設定了可持續的捕撈限額。
 
傳統上,使用“標記和捕獲”研究來估計魚類種群的大小。為了獲得這些數字,研究人員必須直奔水面,堆成小船,捕獲他們追捕的很多魚種,標記并釋放它們,然后稍后返回以捕獲另一條魚并尋找他們以前標記過的通過將帶標記的魚的百分比與捕獲的魚的數量進行比較,他們可以估計種群的大小。
 
這是一個過程,需要花費大量時間和金錢,并且需要相當大的工作人員來設置網,拉魚并進行計數,而且還需要提供有關魚類種群大小和年齡結構的信息,這對于可持續漁業管理至關重要。
 
威斯康星大學麥迪遜分校Limnology中心的研究生Mike Spear說,但是也許可以以更快,更便宜,更省力的方式獲取一些重要的漁業數據。更重要的是,在我們目前的冠狀病毒大流行期間,這是為社會遙遠的科學準備的一種方法。
 
斯皮爾用他的方法說:“我可以自己出去,二十分鐘就可以離開湖面,然后回到實驗室來處理樣品”。
 
這個秘密就是所謂的“環境DNA”或“ eDNA”,本質上講,這是一些生物體在其環境中留下的一些遺傳密碼。人類會脫落死皮細胞或散落的頭發,而魚會在尾流中留下浪費,這些廢物塞滿了他們的DNA。
 
在6月7日發表在《環境DNA》雜志上的一項研究中,斯皮爾和他的同事們去尋找角膜白斑,這是威斯康星州最受歡迎的運動魚類之一,也是星期五魚苗的主食。角膜白斑不僅是大多數垂釣者的目標,它們也是中西部下降的物種,因此可持續管理成為重中之重。
 
斯皮爾說,問題在于,威斯康星州割讓區中大約有900個湖泊有角膜白斑人口,但是由于傳統研究花費的時間和精力,州和部落漁業管理者每年只能監測約5%。
 
他說:“因此,如果他們外出,每年只處理45個湖泊,我們希望他們也能夠使用eDNA方法對其他湖泊進行采樣,并且至少可以獲得更多湖泊的一些信息。”
 
但是,首先,Spear和他的同事必須證明eDNA確實可以洞察威斯康星州湖泊中的角膜白斑種群。為此,他的工作人員對威斯康星州的24個不同湖泊進行了采樣,這些湖泊最近通過傳統采樣方法獲得了大眼鯨的估計。他們使用半升塑料瓶,在每個湖泊的幾個隨機位置從地上sc下水,將瓶子放在冰上,然后送回實驗室。
 
到達實驗室后,水流經過濾器,該過濾器將水以及其他所有東西分離出來。然后,研究小組在剩下的有機物質中搜索了壁眼DNA的片段。斯皮爾說,他們發現的結果是,“湖中的角膜白斑數量與我們獲得的eDNA命中數量之間或多或少存在線性關系。”換句話說,具有健康角膜白斑種群的湖泊產生了健康劑量的角膜白斑eDNA,而據估計角膜白斑數量少的湖泊出現了類似數量的eDNA。
 
Spear告誡說:“在我們所處的位置與成為漁業管理工具箱的一部分之間還有許多步驟,”他指出,目前,他的抽樣方法只能描繪出非常廣泛的人口動態圖景,例如“我們應該關閉這一范圍嗎?湖(去角膜白斑捕魚)還是我們應該打開它”,根據健康或崩潰的角膜白斑數量的eDNA估算值。
 
這可以幫助漁業管理者掌握更多湖泊的角膜白斑健康狀況,而成本僅為目前監測方法的一小部分。然后,他說:“如果我們使用eDNA方法看到一個湖泊的角膜白斑人口從'可捕魚'到'不可捕魚'的交叉,我們可以專注于此,并獲得傳統的人口估計。”
 
Spear說,雖然這是在漁業管理中部署eDNA的一種有用方法,但更令人興奮的是,該工具似乎已經準備好進行微調。
 
Spear說,對eDNA的研究正在迅速發展。直到最近,科學家們還認為eDNA在環境中的分解速度太快,以至于無法識別碎片而不是其來源。但是,“我們開始發現的是,您可以從環境中恢復更長的eDNA序列,并且實際上獲得了足夠的遺傳密碼,可以像在犯罪現場一樣達到個人水平。”
 
他說,如果研究人員能夠開始可靠地收集和分析這些樣本,那么“您就可以開始估計湖中單個角膜白斑的數量了。”
 
 
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