Латинское название ручьевой форели - Salvelinus fontinalis - означает «пятнистая рыба из фонтанов», но новое исследование, проведенное исследователями штата Пенсильвания, впервые предполагает, что более крупные ручьи и реки являются источниками или истоками., течение может быть так же важно для ручьевой форели.
За некоторыми исключениями, ручьевая форель сейчас водится только в небольших горных ручьях, которые остаются достаточно холодными круглый год, чтобы удовлетворить их биологические потребности, при температуре ниже 68 градусов по Фаренгейту. Поскольку этой форели в Соединенных Штатах угрожает потепление климата, многие считают, что только эти места обитания в верховьях воды имеют решающее значение для их выживания.
Но генетический анализ ручьевой форели в ручьях, пересекающих сток Лоялсок-Крик площадью 460 квадратных миль в северо-центральной части Пенсильвании, показывает, что рыбы очень похожи генетически, что свидетельствует о близком родстве между популяциями. Единственный способ, которым это могло произойти, по словам исследователя Шеннона Уайта, научного сотрудника с докторской степенью в Колледже сельскохозяйственных наук, - это движение рыбы между притоками в 86-мильном ручье Лоялсок.
Температуры в Лоялсок-Крик превышают температурную устойчивость ручьевой форели примерно с июня по сентябрь, отметил Уайт, поэтому считается, что зимой рыба обитает только в более крупной речной системе. Хотя поведение и выживание ручьевой форели в Лоялсок-Крик недостаточно изучены, исследователи предполагают, что некоторые ручьевые форели перемещаются в основной ствол после нереста в притоке в октябре или ноябре и остаются там до поздней весны, когда некоторые из них переплывают в новые притоки.
«Это довольно просто - если широко распространенные популяции связаны генетически, это указывает на то, что рыбы перемещаются между этими популяциями», - сказала она.«Существует высокая степень генетической связи между популяциями, разделенными основным стеблем, и это указывает на то, что ручьевая форель заплывает в ручей Лоялсок и использует его в качестве коридора для перемещения, чтобы соединить популяции в других притоках».
Понимание моделей связности популяций имеет решающее значение для сохранения видов, добавил Уайт, потому что популяции, которые более связаны, обычно способны выживать и адаптироваться к беспокойству и стрессу.
Чтобы построить то, что Уайт назвал «генеалогическим древом» ручьевой форели в бассейне реки Лоялсок, исследователи собрали 1 627 взрослых особей ручьевой форели с 33 участков, в среднем по 49 особей с каждого участка. Они отрезали этим рыбам хвостовые плавники и провели генетический анализ образцов тканей.
Чтобы статистически оценить, как уникальные особенности среды обитания, такие как дорожные водопропускные трубы и водопады в ручьях, влияют на движение дикой ручьевой форели, исследователи разработали так называемую модель «двунаправленного потока генов в речных ландшафтах» как часть практической основы. который использует генетические данные для понимания закономерностей и движущих сил движения рыб.
Новый подход к моделированию важен, объяснил исследователь Тайлер Вагнер, адъюнкт-профессор экологии рыболовства, потому что он показывает, что ручьевая форель - по крайней мере, в водоразделе Лоялсок-Крик - не ограничивается только верховьями. Они используют главный ствол как сезонный, термически подходящий коридор для передвижения.
Нет оснований ожидать, что водосборный бассейн Лойалсок отличается от других на востоке, утверждает Вагнер, поэтому эти результаты, вероятно, имеют значение для сохранения дикой ручьевой форели и управления ею. В частности, эти результаты показывают, что охрана более крупных ручьев и рек может быть необходима для защиты и сохранения критически важных коридоров движения ручьевой форели, которые поддерживают здоровье популяций ручьевой форели.
«Некоторые из наиболее фундаментальных вопросов экологии связаны с тем, как организмы перемещаются в окружающей среде», - сказал Вагнер, который является помощником руководителя Пенсильванского кооперативного исследовательского подразделения по изучению рыбы и дикой природы Геологической службы США в Пенсильвании.«Исторически было трудно ответить на эти вопросы у рыб, потому что может быть сложно статистически оценить, как уникальные особенности среды обитания, обнаруженные в ручьях и реках, влияют на движение. Чтобы восполнить этот пробел, мы разработали модель генопотока речных ландшафтов».
Результаты исследования штата Пенсильвания, недавно опубликованные в Ecological Applications, контрастируют с другими исследованиями, связанными с поведением ручьевой форели, признал Уайт. По ее словам, все согласны с тем, что форель не уходит далеко. «Но Лоялсок-Крик - это довольно большой водораздел, и мы обнаружили, что рыбы довольно часто перемещаются, а популяции на противоположных концах водораздела связаны друг с другом генетически».
Однако Уайт, которая провела широкий спектр исследований популяции ручьевой форели в бассейне реки Лоялсок во время получения докторской степени по экологии в штате Пенсильвания, отметила, что лишь небольшая часть рыбы путешествует - и это не только молодые самцы, которые разветвляются. Это отличается от большинства видов диких животных.
«В отдельном исследовании мы использовали телеметрию для отслеживания движения 162 рыб и обнаружили, что небольшая часть популяции движется», - сказала она. «Только около 20% рыбы попадает в ручей Лоялсок. Что касается самцов, самок и размера движущихся рыб, это, похоже, не имеет большого значения. Это предполагает, что может быть генетическая компонент движения, в том смысле, что у некоторых рыб есть гены, запрограммированные на то, чтобы заставить их двигаться».