Впервые ученые раскрыли генетические изменения, которые вызывают быструю эволюцию рыб из-за интенсивного промысла - изменения, которые ранее были невидимы для исследователей.
За последние десятилетия многие коммерчески выловленные рыбы росли медленнее и созревали раньше, что может привести к снижению уловов и снижению устойчивости к чрезмерной эксплуатации. Ученые давно подозревали, что быстрые эволюционные изменения в рыбе вызваны интенсивным прессом промысла.
«Большинство людей думают об эволюции как об очень медленном процессе, который разворачивается на протяжении тысячелетий, но на самом деле эволюция может происходить очень быстро», - говорит ведущий автор Нина Овергаард Теркилдсен, профессор геномики сохранения в Корнельском университете.
Статья «Контрастные геномные сдвиги лежат в основе параллельной фенотипической эволюции в ответ на рыбалку» была опубликована в журнале Science.
В интенсивно эксплуатируемых рыбных запасах лов почти всегда нацелен на самых крупных особей.
Медленно растущая рыба будет меньше по размеру и лучше ускользнет от сетей, тем самым у нее будет больше шансов передать свои гены следующим поколениям. Таким образом, рыболовство может вызвать быстрое эволюционное изменение скорости роста и других характеристик, - сказал Теркильдсен. «Мы видим много признаков этого эффекта в популяциях диких рыб, но никто не знает, каковы были лежащие в основе генетические изменения».
Теркильдсен и ее коллеги воспользовались влиятельным экспериментом, опубликованным в 2002 году. Шесть популяций атлантической атерины, рыбы, которая не превышает 6 дюймов в длину, подверглись интенсивному вылову в лаборатории. В двух популяциях были удалены самые крупные особи; еще в двух популяциях были удалены самые мелкие особи; а в последних двух популяциях промысел был случайным по размеру.
Всего через четыре поколения промысел привел к почти двукратной разнице в размерах взрослых особей между группами. Теркильдсен и ее команда секвенировали полный геном почти 900 этих рыб, чтобы изучить изменения на уровне ДНК, ответственные за эти поразительные сдвиги.
Команда идентифицировала сотни различных генов в геноме, которые постоянно менялись между популяциями, отобранными для быстрого и медленного роста. Они также наблюдали большие связанные блоки генов, которые менялись согласованно, резко меняя частоты сотен генов одновременно.
Удивительно, но, согласно новой статье, эти большие сдвиги произошли только в некоторых популяциях. Это означает, что в этом эксперименте было несколько геномных решений для рыбы, чтобы она становилась больше или меньше.
Исследования, подобные этому, могут оценить влияние человека и улучшить понимание человечеством «скорости, последствий и обратимости сложных адаптаций, поскольку мы продолжаем лепить эволюционные траектории окружающих нас видов», - сказал Теркильдсен.