根据新泽西州立罗格斯大学(Rutgers)领导的一项研究,20世纪下半叶鳕鱼的过度捕捞表明,人类行为可以比想象中更快地迫使鳕鱼发生进化。
这项发表在《皇家学会刊B: 生物科学哲学交易》杂志(Philosophical Transactions of the Royal Society B)的研究报告,首次提供了基因组证据,证明了大西洋鳕鱼在过度捕捞期间,仅仅用了几十年就进化出了新特征,而科学家们以前则认为,这些进化和变化可能需要数百万年。
该研究的高级作者、罗格斯大学环境与生物科学学院(SEBS)生态、进化和自然资源系(Department of Ecology, Evolution and Natural Resources)副教授马林·平斯基(Malin Pinsky)表示:“这一发现得益于新技术,使我们能够提取并读取鳕鱼的遗传密码,尽管其中一些鳕鱼已经捕捞了110多年,我们仍可以用新的分析技术,检测到遗传密码的细微变化。”
科学家们已经注意到,在20世纪末,许多过度捕捞的鳕鱼已经形成了一种生存优势——早熟且体型较小,这种优势使鳕鱼不太容易被捕捞上来,它们甚至有可能会在被捕获之前繁殖。然而,寻找关键基因的转化却没有成功。
研究人员没有气馁,他们提出了一个不同的问题。如果这些变化同时发生在许多基因中,而不是少数基因中呢?这一见解,加上新技术,推动了罗格斯大学领导的团队做出这一发现。
该研究报告的第一作者、罗格斯大学环境与生物科学学院生态、进化和自然资源系博士后研究员布伦丹·里德(Brendan Reid)表示:“我们现在已经能够证明,在过去100年里,大西洋两岸的鳕鱼基因组中的许多基因确实发生了相同的变化。这表明,鳕鱼确实通过许多基因的微小变化来对捕捞做出进化反应,这一点我们以前在任何过度捕捞的物种中都没有明确的证据。”
大西洋鳕鱼生活在北大西洋的寒冷水域和深海地区。鳕鱼因其温和的味道和致密、片状的肉质而广受欢迎,鳕鱼也是炸鱼薯条中最常见的原料之一。鳕鱼肝经过加工制成鱼肝油,鱼肝油是人体必需维生素的常见来源。
20世纪90年代,由于几十年的过度捕捞,大西洋鳕鱼种群数量降至历史水平的1%。从20世纪70年代开始,配备了先进雷达和声纳系统的强力拖网渔船,使商业渔民能够在更大的区域内捕捞鳕鱼,并且比以往更深入,捕捞时间更长。结果,鳕鱼种群的枯竭速度超过了补充的速度,最终导致渔业崩溃,正如罗格斯大学领导的研究所表明的那样,其进化速度迅速演变。
科学家们表示,新的研究见解为鳕鱼种群的可能重新出现带来了希望,自从捕鱼压力减轻以来,鳕鱼种群一直在缓慢反弹。
里德(Brendan Reid)说:“由于对捕鱼的反应是通过许多基因的大量小变化,而不是一两个基因的大变化来进化的,而且鳕鱼保持了大部分的遗传多样性,因此鳕鱼将更容易进化回以前的大体型生长较慢的模式。”“鳕鱼数量正在反弹并向以前的增长模式转变,这一事实表明,如果我们管理得当,这种渔业可以恢复到以前的状态,为大量人口提供可持续的食物来源,并为严重依赖渔业的沿海社区提供收入来源。”
挪威奥斯陆大学(University of Oslo)巴斯蒂安·斯塔尔(Bastiaan Star)也参与了这项研究。
研究报告来源:
Brendan N. Reid, Bastiaan Star, Malin L. Pinsky. Detecting parallel polygenic adaptation to novel evolutionary pressure in wild populations: a case study in Atlantic cod ( Gadus morhua ). Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 2023; 378 (1881) DOI: 10.1098/rstb.2022.0190
编译者:于佳宁
审校者:张仲杰(Hugo Zhang)
来源网站:Sciencedaily网