eDNA — мощный инструмент для отслеживания исчезающей речной сельди в Чесапикском заливе
Использование экологической ДНК (eDNA) для отслеживания присутствия рыбы в водных путях становится мощным инструментом для обнаружения и понимания численности видов в водных средах. Однако сравнительно немногие исследования проверяли эффективность этой новой технологии в полевых условиях по сравнению с традиционными методами отлова или учёта.
Исследователи из Университета Мэриленда и Смитсоновского центра экологических исследований провели полевые испытания метода eDNA — обнаружения ДНК, оставленной рыбой в воде, — для выявления речной сельди в притоках Чесапикского залива в Мэриленде. Они обнаружили, что отслеживание и количественная оценка ДНК сельди из окружающей среды хорошо коррелирует с более традиционными полевыми методами и имеет большой потенциал для помощи в будущем мониторинге численности и использования среды обитания речной сельди.
«Отбор проб в одной реке требует сети, экипажа, разрешений — это может быть дорого», — говорит автор исследования Луи Плаф. — «Подход eDNA — это альтернатива, при которой вы просто берёте воду и получаете представление о численности рыбы».
Точная информация о том, сколько рыбы находится в речной системе и куда она перемещается, необходима для понимания её экологии и управления промыслом в условиях всё большего антропогенного воздействия. Отбор проб eDNA недавно стал мощной неинвазивной альтернативой методам, основанным на отлове, для обнаружения присутствия вида в его среде обитания.
«Вы можете зачерпнуть воду и узнать, что в ней было», — говорит Плаф. — «Это фиксирует снимок ДНК, которая присутствовала там последние пару недель».
Исследователи разработали генетический зонд, который нацеливался и идентифицировал ДНК двух конкретных видов рыб — алевифы (Alewife) и синеспинки (Blueback herring), вместе известных как речная сельдь, в водоёмах. Когда рыбы плывут, они сбрасывают клетки и отходы, содержащие ДНК.
«Метод eDNA особенно эффективен, потому что он может определить, присутствует ли на каждом участке алевифа, синеспинка или оба вида», — говорит соавтор исследования Мэтт Огберн. — «Когда мы используем некоторые традиционные методы, такие как сбор икры или личинок рыб, мы часто не можем определить, к какому виду речной сельди они принадлежат, и они могут быть даже от других местных видов, например, от гикори-шэда».
Речная сельдь, общее название для алевифы и синеспинки, когда-то была обычным явлением в реках Мэриленда, куда она приходила на нерест каждую весну. Это один из старейших промыслов в Северной Америке, и эти виды играют важную роль в прибрежных пищевых сетях — на них любят охотиться полосатый окунь, белоголовые орланы и скопы. Однако с 1970-х годов их численность резко сократилась из-за потери нерестилищ, перелова и ухудшения качества воды.
«Эти виды живут в солёной воде и нерестятся в пресной каждую весну. Они сильно пострадали от перелова и потери среды обитания, включая плотины, которые перекрыли им путь к нерестилищам вверх по течению, поэтому их численность сократилась», — говорит Плаф. — «Нам нужно их сохранять, им нужна помощь, но следить за ними дорого».
Команда отобрала пробы в 196 точках в 12 притоках Мэриленда — почти 500 проб воды — чтобы понять, где находятся рыбы и сколько их.
Они обнаружили, что данные о количестве eDNA хорошо коррелируют с другими полевыми методами и даже дают более детальное представление о распределении видов. Например, алевифа была более распространена в реках восточного берега, а синеспинка — в реках более развитого западного берега.
Исследователи стали одними из первых, кто использовал eDNA по всему водосборному бассейну Чесапикского залива для создания карты нерестилищ речной сельди.
«Единственные другие крупномасштабные исследования нерестилищ речной сельди в бассейне Чесапикского залива проводились в Мэриленде и Вирджинии с 1960-х по 1980-е годы, и в каждом штате использовались разные методы», — говорит Огберн. — «Наше исследование первым использует один и тот же метод по всему водосборному бассейну, что позволяет нам изучать предпочтения в среде обитания в беспрецедентном масштабе».
«Цель — делать больше такого с другими видами, используя новые инструменты для информирования усилий по сохранению и восстановлению», — говорит Плаф.