Секвенирование генома открывает путь к более устойчивому промыслу сельди

Международная группа ученых из Швеции, Норвегии, Дании и Ирландии использовала полногеномное секвенирование для характеристики 53 популяций сельди из Атлантического океана и Балтийского моря. Они разработали генетические маркеры, которые позволяют лучше отслеживать популяции сельди и избегать перелова. Исследование опубликовано в журнале eLife.

«Этот проект предоставляет "инструментарий" в виде генетических маркеров для экономически эффективного скрининга, который можно применять для мониторинга запасов сельди на протяжении всего жизненного цикла — от личиночной до взрослой стадии», — заключает профессор Арильд Фолкворд из Бергенского университета, руководивший проектом GENSINC. «Теперь можно будет различать разные стада, когда они смешиваются на нагульных акваториях, что поможет устанавливать квоты на вылов, обеспечивающие устойчивую эксплуатацию генетически определенных стад».

Атлантическая сельдь — один из самых многочисленных позвоночных на Земле. По оценкам, общий нерестовый запас сельди в Атлантическом океане и прилегающих водах составляет около одного триллиона рыб.

Сельдь образует такую огромную биомассу, потому что питается планктоном. Она, в свою очередь, является важным пищевым ресурсом для других рыб, морских птиц и млекопитающих, таких как финвал. Промысел сельди был важным источником пищи с момента заселения Северной Европы человеком. Сельдь — стайная рыба, поэтому уязвима для перелова, так как за один промысловый трал можно выловить много тонн сельди. В прошлом несколько запасов сельди уже истощались из-за перелова.

Главная задача на будущее — избежать перелова и сохранить жизнеспособные запасы морской рыбы. Стада сельди определяются местом и временем нереста, но до сих пор не было эффективных генетических маркеров для их различения.

Когда профессор Лейф Андерссон из Уппсальского университета, руководивший генетическим анализом, в конце 1970-х годов начал изучать атлантическую сельдь, можно было использовать лишь несколько генетических маркеров. К удивлению ученых, все проанализированные маркеры встречались с одинаковой частотой во всех популяциях сельди. Причина этого отсутствия генетических различий для большинства генов — огромный размер популяции и поток генов между популяциями, что стабилизирует частоту генетических вариантов во времени и пространстве.

«В настоящем исследовании мы секвенировали весь геном и изучили миллионы генетических вариантов, — объясняет доктор Фан Хань, бывший аспирант Уппсальского университета и первый автор статьи. — Теперь наше разрешение совершенно иное: мы находим очень четкие генетические различия для ограниченного числа генов, которые, по-видимому, отличают все основные стада атлантической сельди».

Исследователи обнаружили генетические варианты для нескольких сотен генов, которые особенно важны для адаптации к таким факторам, как различия в сезоне нереста, солености и температуре воды. Именно эти генетические варианты наиболее полезны для различения разных стад.

«Результаты этого исследования делают атлантическую сельдь особенно подходящей для изучения влияния глобального потепления на популяции рыб, — поясняет Лейф Андерссон. — Некоторые из обнаруженных генетических вариантов сильно связаны с температурой воды во время нереста. Ожидается, что варианты генов, которые встречаются с очень высокой частотой в водах вокруг Ирландии и Великобритании (самых теплых водах, где нерестится сельдь), станут более распространенными севернее по мере потепления морской воды».