Forskere kortlægger et dramatisk fald i den genetiske mangfoldighed af nordvestlaks

Columbia River Chinook-laks har mistet så meget som to tredjedele af deres genetiske mangfoldighed, Washington State University forskere har fundet. Forskerne nåede denne konklusion efter at have ekstraheret DNA fra snesevis af knogleprøver - nogle høstede så mange som 7, 000 år siden - og sammenlignede dem med DNA'et fra Chinook, der i øjeblikket svømmer i Snake- og Columbia -floderne.

Bevarelse af genetisk mangfoldighed er et centralt mål for loven om truede arter, dels fordi det hjælper en art med at tilpasse sig skiftende miljøer. Alligevel måles det sjældent i denne grad. Skriver i journalen PLOS One , forskerne siger, at deres analyse "giver det første direkte mål for reduceret genetisk mangfoldighed for Chinook -laks fra oldtiden til nutiden." Træde i kræft, de ser ud over fiskeriforvaltningens fire H'er - levesteder, høst, rugerier og vandkraft - for at betragte en femte H, historie.

Dæmningsspørgsmålet

Forskerne fandt ingen specifik årsag til faldet. Mulige konsekvenser omfatter kraftigt indfødt fisketryk ved fald langs Columbia, intensivt fiskeri i kølvandet på den europæiske bosættelse og ankomsten af ​​dæmninger. "Det store spørgsmål er:Er det dæmningerne eller var det dette enorme fisketryk, da europæerne ankom?" sagde Bobbi Johnson, der lavede undersøgelsen som en del af sin WSU -doktorgrad i biologiske videnskaber. "Den mangfoldighed kunne have været væk, før de lagde dæmningerne i."

Johnsons medforfattere er Gary Thorgaard, en WSU emeritus professor i biologiske videnskaber, og Brian Kemp, en tidligere WSU molekylær antropolog og gammel DNA -ekspert nu ved University of Oklahoma. Forskerne arbejdede også tæt sammen med stammerne Spokane og Colville, tilknyttede agenturer og Stan Gough, direktør for arkæologiske og historiske tjenester ved Eastern Washington University.

Gamle skraldespand

Forskerne startede med en skare på 346 ryghvirvler, der stort set var hentet fra gamle skraldespande, eller middens. Iført ikke et, men to lag medicinske handsker for at undgå at forurene prøver med deres eget DNA, forskerne hentede sekvenser af mitokondrie -DNA fra en region, der deles af 84 af de gamle fisk.

"Det er som et lille øjebliksbillede, der fortæller dig, hvem der er hvem, hvem er i hvilken familie eller hvilken slægt, "sagde Johnson.

Hun sammenlignede derefter disse med de samme identificerende regioner på 379 nutidige prøver. "Vi fandt det, der længe var mistænkt, at der var meget genetisk mangfoldighed til stede, i hvert fald inden europæerne ankom, "Sagde Johnson.

Columbia vs. Snake River Chinook

Forskerne blev overraskede over at se en stor forskel mellem mangfoldigheden i nutidens Columbia og Snake River Chinook. På det øvre Columbia, to tredjedele af den genetiske mangfoldighed i Chinook er gået tabt. På slangen, en tredjedel er gået tabt Mens forskerne kiggede på gammelt Chinook-DNA fra Spokane-floden, der er ingen moderne Chinook til sammenligning, da opførelsen af ​​Little Falls Dam i 1911 blokerede deres migration, Sagde Johnson.

Imidlertid, hun sagde, forskerne fandt, at den gamle gruppe havde et stort antal slægter, seks, "og en større diversitet end noget enkeltfiskeri i den moderne Columbia-prøve."

Fiskeri og dæmninger

Nordvestlige indianere har fanget Chinook i mere end 9, 000 år, ofte omkring naturlige barrierer som vandfald, der tjente som flaskehalse for laksens vidunderlige løb. Europæerne var hurtige til at udnytte fiskeriet efter ankomsten i 1860'erne, og mellem 1889 og 1922 høstede de hele 25 millioner pund om året.

Det faldt til 15 millioner om året i midten af ​​det 20. århundrede og ligger nu på under 5 millioner, rapporterer forskerne.

Rock Island Dam, den første på hovedstammen i Columbia, blev bygget i 1933, efterfulgt af Bonneville -dæmningen og Grand Coulee -dæmningen, i 1941, blokerer havgående laks fra mere end 1, 000 miles af det øvre Columbia. Dæmninger på slangen kom mere end et årti senere. Columbia River Basin har nu mere end 400 dæmninger, forskerne skriver, blokere mere end halvdelen af ​​flodsystemets gydehabitat.Hvis forskerne skulle knytte et tab af mangfoldighed til at markedsføre fiskeri eller dæmningskonstruktion, de ville have brug for fisk fra disse perioder. Imidlertid, de var ude af stand til at trække brugbart DNA fra laksevæv, der blev bevaret under det kommercielle fiskeri eller dambyggeri. Deres yngste gamle DNA var fra en 150-årig prøve fanget nær Fort Colvile.

Bevaringsværktøj

Kemp, Johnsons medrådgiver med Thorgaard, sagde undersøgelsens resultater giver et grundlag for, hvad der eksisterede i fortiden og kan informere diskussioner om den vanskelige opgave at bringe lagre tilbage.

"Denne undersøgelse fungerer som et redskab til bevaringsgenetik, " han sagde.