Стальноголовый лосось (Steelhead trout), обычно обитающий в Тихом океане, генетически адаптировался к пресноводной среде озера Мичиган менее чем за 120 лет, - пишет eurekalert.org.
Steelhead были намеренно введены в озеро Мичиган в конце 1800-х годов, чтобы поддержать рекреационное и коммерческое рыболовство. В своем родном ареале, который простирается от Калифорнии до России, стальноголовый лосось нерестится в пресной воде, затем мигрирует в океан и возвращается в пресную воду, чтобы заботиться о потомстве. Эта миграция позволяет рыбам питаться в океане, где они могут быстрее расти и производить больше яиц, чем если бы они оставались в пресноводных потоках на протяжении всей своей жизни.
Стальноголовый лосось, введенный в озеро Мичиган, продолжает метать икру в мелких пресноводных притоках и реках, но теперь относится к исключительно пресноводной среде обитания Великих озер.
После введения в озеро Мичиган, Steelhead начал естественным образом воспроизводить и создавать самоподдерживающиеся популяции во всех Великих озерах. Чтобы изучить, как эти рыбы адаптировались к новой среде, команда во главе с Марком Кристи - доцентом биологических наук Университета Пердью – секвенировала полные геномы 264 рыб. Затем ученые сравнили лосось из озера Мичиган с некоторыми более ранними особями, чтобы выявить хромосомы, связанные с генетической адаптацией.
Исследование показало, что области трех хромосом развивались после того, как рыбы были введены в озеро Мичиган. Две хромосомы из трех имеют решающее значение для осуществления процессов осморегуляции – поддержания баланса соли и ионов в организме через мембраны. Пресноводные рыбы активно принимают ионы из окружающей среды, чтобы компенсировать соли, потерянные посредством пассивной диффузии, в то время как морские особи изгоняют ионы, чтобы компенсировать поглощение солей их телами. Эти изменения объясняют, как Steelhead выжили в полностью пресноводной среде.
Третья изменившаяся хромосома связана с метаболизмом и заживлением ран. Согласно данным исследования, эта адаптация позволила Steelhead найти новые виды добычи и получить дополнительные ресурсы для активности в новой среде.
С другой стороны, этот регион мог адаптироваться как ответ на новую угрозу: паразитную морскую миногу. Эти паразитические существа были непреднамеренно введены в озеро Мичиган в 1930-х годах. Они захватывают рыбу, как пиявки, и оставляют большие раны, часто убивают ее.
«Если вы подумаете о наличии открытой раны в соленой воде и пресной, то поймете, что последствия в пресной воде более серьезны, потому что клетки могут разрушаться быстрее. Возможно, Steelhead стремился эффективнее противодействовать разрушению», - сказала Жанна Уиллоуби - докторант-исследователь в Пердью и соавтор исследования.
Исследование также показало, что генетическое разнообразие стальноголового лосося в новой среде намного ниже, чем в соленой воде. Это уменьшение генетического разнообразия, иногда называемое эффектом основателя, часто происходит, когда новая колония начинается только несколькими членами первоначальной популяции.
«Даже если у вас есть сокращение популяции из-за события
внедрения или эффекта основателя, популяции по-прежнему
адаптируются к изменяющимся условиям окружающей среды, - сказал
Кристи. - Понимание того, какие группы населения могут
адаптироваться и почему, остается актуальным вопросом, особенно
перед лицом изменения климата и других экологических
проблем».
[Фото: eurekalert.org]
