Ученые опубликовали новый метод подсчета тихоокеанского лосося - анализ ДНК из слизи, которую рыба оставляет после себя в нерестовых ручьях.
«Когда мы проанализировали экологическую ДНК, выброшенную в воду из тканей лосося, включая слизь и клетки кожи, мы получили очень точные результаты», - сказал Таал Леви, эколог из Орегонского государственного университета и ведущий автор исследования. «Это важный первый шаг для принятия более обоснованных решений по управлению лососем, потому что он открывает возможность по доступной цене отслеживать гораздо больше потоков, чем те немногие, которые в настоящее время отслеживаются."
Тихоокеанский лосось является краеугольным камнем ресурсов на северо-западе Тихого океана, при этом экономический эффект только на Аляске составляет более 500 миллионов долларов в год. В настоящее время нерестящийся лосось подсчитывается всего в нескольких ручьях из-за того, что он зависит от счетчиков людей или, в редких случаях, от гидролокатора. Только на юго-востоке Аляски пять видов тихоокеанских лососей - горбуша, кета, нерка, кижуч и чавыча - распространены в более чем 6 000 ручьев. В более чем 1000 из этих ручьев нерестится лосось.
Лосось является анадромным видом: в молодости они мигрируют из родных водотоков в океан, а через несколько лет возвращаются на нерест во взрослом состоянии. Анадромные рыбы, такие как лосось, представляют собой простой сценарий для проверки того, можно ли использовать экологическую ДНК (eDNA) для подсчета рыбы, потому что большое количество лосося высвобождает свою ДНК, когда они проходят фиксированную точку отбора проб, либо когда они плывут вверх по реке или течению. прибывающие взрослые особи или плывут вниз по течению как уходящие молодые особи.
Во многих реках и ручьях, в том числе в большинстве пресноводных систем на Аляске, плохо отслеживаются взрослые лососи, возвращающиеся на нерест, а также молодь и смолт, образующиеся в результате нереста лосося.
Для исследования исследователи взяли пробы воды в 2015 и 2016 годах возле исследовательской плотины Аук-Крик, почти в 16 километрах к северу от Джуно. Плотины состоят из ряда близко расположенных перемычек через весь поток, чтобы предотвратить проход лосося, кроме как через одиночные узкие ворота, над которыми человек-наблюдатель подсчитывает и идентифицирует лосося, когда они проходят.
Плотина Ауке-Крик, совместно управляемая Национальной службой морского рыболовства в сотрудничестве с Университетом Аляски и Департаментом рыбы и дичи Аляски, известна как один из самых точных счетчиков рыбы в мире, Леви сказал.
Из этих образцов они пропустили 1 литр воды через простые фильтры, чтобы собрать ДНК, плавающую в воде, а затем количественно определили количество ДНК нерки и кижуча, присутствующих на каждом фильтре в лаборатории Levi's OSU. По словам Леви, поскольку концентрация эДНК в речной воде определяется как количеством ДНК, сбрасываемой рыбой, так и потоком воды, произведение концентрации эДНК и речного стока можно использовать для расчета абсолютного количества эДНК.
После амплификации эДНК исследователи сравнили эти цифры с ежедневным учетом нерки и кижуча, проведенным в исследовательской плотине Аук-Крик, чтобы определить, точно ли эДНК предсказала количество и виды рыб, которые прошли через плотина.
«Мы берем извлеченную ДНК и количественно определяем количество ДНК, принадлежащей кижучам или нерке. Подсчеты, полученные с помощью эДНК, были удивительно схожими как для возвращающихся взрослых лососей, так и для мигрирующих молодых особей», - сказал Леви.
"Используя только одну переменную - речной сток - в сочетании с количеством ДНК, полученной от кижуча и нерки, наша статистическая модель хорошо предсказала все пики эДНК, давая нам представление о том, когда, а сколько рыбы прошло», - сказал Левий. «Теперь мы можем получить много информации из многих потоков. Наличие большого количества информации, которая не является 100-процентно точной, может быть лучше для управленческих решений, чем действительно точные подсчеты только для четырех из 6000 потоков, особенно с учетом того, что у нас очень мало данных из любого места о количестве мигрирующей молоди, произведенной каждым потоком лосося."
Использование eDNA для подсчета лосося может помочь агентствам сэкономить деньги. Годовая стоимость водослива составляет примерно 80 000 долларов США, не включая установку или капитальный ремонт. Стоимость анализа каждой пробы воды, используемой в этом исследовании, составляет 35 долларов США.
Этой весной исследователи планируют протестировать разработанные OSU автоматические пробоотборники воды в дюжине ручьев на юго-востоке Аляски.
Исследование финансируется Национальным географическим обществом.