科學(xué)家公布了一種計(jì)算太平洋鮭魚(yú)的新方法——分析魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵流留下的粘液中的脫氧核糖核酸。
俄勒岡州立大學(xué)的生態(tài)學(xué)家、該研究的主要作者Taal Levi說(shuō)：“當(dāng)我們分析浸在水中的鮭魚(yú)組織(包括粘液和皮膚細(xì)胞)的環(huán)境DNA時(shí)，我們得到了非常準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)?！皩?duì)于更明智的鮭魚(yú)管理決策來(lái)說(shuō)，這是重要的第一步，因?yàn)樗_(kāi)辟了以可承受的價(jià)格監(jiān)測(cè)更多溪流的可能性，而不是目前監(jiān)測(cè)的少數(shù)溪流?！?
太平洋鮭魚(yú)是西北太平洋地區(qū)的重要資源，僅在阿拉斯加每年的經(jīng)濟(jì)影響就超過(guò)5億美元。目前，依靠人體計(jì)數(shù)器，或者在極少數(shù)情況下，聲納產(chǎn)生的鮭魚(yú)只在少數(shù)溪流中計(jì)數(shù)。五種太平洋鮭魚(yú)——粉紅鮭魚(yú)、密友鮭魚(yú)、紅鮭、銀和奇努克鮭魚(yú)——僅分布在阿拉斯加?xùn)|南部的6000多條溪流中。1000多條溪流產(chǎn)卵鮭魚(yú)。
三文魚(yú)是河流型的：它們作為小魚(yú)從家鄉(xiāng)的溪流遷徙到海洋，幾年后作為成年魚(yú)返回產(chǎn)卵。鮭魚(yú)等洄游魚(yú)類(lèi)提供了一種簡(jiǎn)單的方法來(lái)測(cè)試環(huán)境DNA(eDNA)是否可以用來(lái)計(jì)數(shù)魚(yú)類(lèi)，因?yàn)榇罅康孽q魚(yú)在經(jīng)過(guò)固定的采樣點(diǎn)時(shí)會(huì)釋放DNA，無(wú)論它們是在游泳的河流或小溪中進(jìn)入成年人，還是作為出境青少年向下游游去。
在許多河流和溪流中，包括阿拉斯加的大多數(shù)淡水系統(tǒng)，成熟的鮭魚(yú)返回產(chǎn)卵的能力很差，產(chǎn)卵的鮭魚(yú)幾乎不產(chǎn)魚(yú)苗和鮭魚(yú)。
在這項(xiàng)研究中，研究人員于2015年和2016年在位于朱諾以北近16公里的奧科溪研究堰附近采集了水樣。堰由一系列緊密間隔的條帶組成，這些條帶橫跨整個(gè)溪流，以防止鮭魚(yú)通過(guò)，除非通過(guò)人類(lèi)觀察者記錄和識(shí)別鮭魚(yú)的窄門(mén)。
列維說(shuō)，奧克溪堰由美國(guó)國(guó)家海洋漁業(yè)局與阿拉斯加大學(xué)和阿拉斯加魚(yú)類(lèi)和游戲部合作運(yùn)營(yíng)，被譽(yù)為世界上最精確的魚(yú)類(lèi)計(jì)數(shù)器之一。
從這些樣本中，他們通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)濾器收集了漂浮在1升水水中的脫氧核糖核酸，然后在列維的OSU實(shí)驗(yàn)室量化了每個(gè)過(guò)濾器上紅鮭和銀鮭的脫氧核糖核酸量。Levi說(shuō)，由于流水中eDNA的濃度來(lái)源于魚(yú)脫落的DNA量和水的流速，因此可以用eDNA濃度和流速的乘積來(lái)計(jì)算eDNA的絕對(duì)量。
一旦他們放大了埃德娜，研究人員將這些數(shù)據(jù)與奧克克里克研究堰的紅鮭和銀鮭的日常調(diào)查進(jìn)行了比較，以確定埃德娜是否準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了通過(guò)堰的魚(yú)類(lèi)數(shù)量和種類(lèi)。
“我們使用提取的DNA，我們量化了屬于鮭魚(yú)或紅鮭的DNA數(shù)量。埃德娜的計(jì)數(shù)與成年鮭魚(yú)和洄游幼蟲(chóng)的計(jì)數(shù)非常相似，”列維說(shuō)。
“只使用一個(gè)變量——流量——結(jié)合coho和sockeye鮭魚(yú)的DNA量——我們的統(tǒng)計(jì)模型很好地預(yù)測(cè)了eDNA的所有峰值，并讓我們知道什么時(shí)候有多少魚(yú)通過(guò)，”Levi說(shuō)?！艾F(xiàn)在我們可以從很多流中獲得很多信息。擁有大量并非100%準(zhǔn)確的信息可能比管理決策更好，而不是6000條溪流中只有4條真正準(zhǔn)確，尤其是因?yàn)槲覀兊臄?shù)據(jù)很少涉及任何地方每條鮭魚(yú)溪流的幼年移民數(shù)量?！?
用eDNA計(jì)算三文魚(yú)可以幫助代理商省錢(qián)。韋爾的年費(fèi)約為8萬(wàn)美元，不包括安裝或主要維護(hù)費(fèi)用。本研究中使用的每個(gè)水樣分析的成本為35美元。
今年春天，研究人員計(jì)劃在阿拉斯加?xùn)|南部的十幾條溪流中測(cè)試OSU開(kāi)發(fā)的自動(dòng)水采樣器。
這項(xiàng)研究由國(guó)家地理學(xué)會(huì)資助。
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