粘液證明在開發(fā)阿拉斯加鮭魚計(jì)數(shù)方法中很有價(jià)值

科學(xué)家公布了一種計(jì)算太平洋鮭魚的新方法——分析魚類產(chǎn)卵流留下的粘液中的脫氧核糖核酸。

俄勒岡州立大學(xué)的生態(tài)學(xué)家、該研究的主要作者Taal Levi說(shuō)：“當(dāng)我們分析浸在水中的鮭魚組織(包括粘液和皮膚細(xì)胞)的環(huán)境DNA時(shí)，我們得到了非常準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)?！皩?duì)于更明智的鮭魚管理決策來(lái)說(shuō)，這是重要的第一步，因?yàn)樗_辟了以可承受的價(jià)格監(jiān)測(cè)更多溪流的可能性，而不是目前監(jiān)測(cè)的少數(shù)溪流?！?

太平洋鮭魚是西北太平洋地區(qū)的重要資源，僅在阿拉斯加每年的經(jīng)濟(jì)影響就超過(guò)5億美元。目前，依靠人體計(jì)數(shù)器，或者在極少數(shù)情況下，聲納產(chǎn)生的鮭魚只在少數(shù)溪流中計(jì)數(shù)。五種太平洋鮭魚——粉紅鮭魚、密友鮭魚、紅鮭、銀和奇努克鮭魚——僅分布在阿拉斯加?xùn)|南部的6000多條溪流中。1000多條溪流產(chǎn)卵鮭魚。

三文魚是河流型的：它們作為小魚從家鄉(xiāng)的溪流遷徙到海洋，幾年后作為成年魚返回產(chǎn)卵。鮭魚等洄游魚類提供了一種簡(jiǎn)單的方法來(lái)測(cè)試環(huán)境DNA(eDNA)是否可以用來(lái)計(jì)數(shù)魚類，因?yàn)榇罅康孽q魚在經(jīng)過(guò)固定的采樣點(diǎn)時(shí)會(huì)釋放DNA，無(wú)論它們是在游泳的河流或小溪中進(jìn)入成年人，還是作為出境青少年向下游游去。

在許多河流和溪流中，包括阿拉斯加的大多數(shù)淡水系統(tǒng)，成熟的鮭魚返回產(chǎn)卵的能力很差，產(chǎn)卵的鮭魚幾乎不產(chǎn)魚苗和鮭魚。

在這項(xiàng)研究中，研究人員于2015年和2016年在位于朱諾以北近16公里的奧科溪研究堰附近采集了水樣。堰由一系列緊密間隔的條帶組成，這些條帶橫跨整個(gè)溪流，以防止鮭魚通過(guò)，除非通過(guò)人類觀察者記錄和識(shí)別鮭魚的窄門。

列維說(shuō)，奧克溪堰由美國(guó)國(guó)家海洋漁業(yè)局與阿拉斯加大學(xué)和阿拉斯加魚類和游戲部合作運(yùn)營(yíng)，被譽(yù)為世界上最精確的魚類計(jì)數(shù)器之一。

從這些樣本中，他們通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)濾器收集了漂浮在1升水水中的脫氧核糖核酸，然后在列維的OSU實(shí)驗(yàn)室量化了每個(gè)過(guò)濾器上紅鮭和銀鮭的脫氧核糖核酸量。Levi說(shuō)，由于流水中eDNA的濃度來(lái)源于魚脫落的DNA量和水的流速，因此可以用eDNA濃度和流速的乘積來(lái)計(jì)算eDNA的絕對(duì)量。

一旦他們放大了埃德娜，研究人員將這些數(shù)據(jù)與奧克克里克研究堰的紅鮭和銀鮭的日常調(diào)查進(jìn)行了比較，以確定埃德娜是否準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了通過(guò)堰的魚類數(shù)量和種類。

“我們使用提取的DNA，我們量化了屬于鮭魚或紅鮭的DNA數(shù)量。埃德娜的計(jì)數(shù)與成年鮭魚和洄游幼蟲的計(jì)數(shù)非常相似，”列維說(shuō)。

“只使用一個(gè)變量——流量——結(jié)合coho和sockeye鮭魚的DNA量——我們的統(tǒng)計(jì)模型很好地預(yù)測(cè)了eDNA的所有峰值，并讓我們知道什么時(shí)候有多少魚通過(guò)，”Levi說(shuō)?！艾F(xiàn)在我們可以從很多流中獲得很多信息。擁有大量并非100%準(zhǔn)確的信息可能比管理決策更好，而不是6000條溪流中只有4條真正準(zhǔn)確，尤其是因?yàn)槲覀兊臄?shù)據(jù)很少涉及任何地方每條鮭魚溪流的幼年移民數(shù)量?！?

用eDNA計(jì)算三文魚可以幫助代理商省錢。韋爾的年費(fèi)約為8萬(wàn)美元，不包括安裝或主要維護(hù)費(fèi)用。本研究中使用的每個(gè)水樣分析的成本為35美元。

今年春天，研究人員計(jì)劃在阿拉斯加?xùn)|南部的十幾條溪流中測(cè)試OSU開發(fā)的自動(dòng)水采樣器。

這項(xiàng)研究由國(guó)家地理學(xué)會(huì)資助。

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