'Уменьшение' трески: Как люди изменили генетический состав рыбы
Треска раньше была гигантом. При длине более метра и весе до 40 кг она, наряду с сельдью, была основой балтийского рыболовства. Сегодня взрослая треска поместилась бы на обеденной тарелке. Целевой промысел трески запрещён с 2019 года из-за коллапса популяции.
Сокращение численности и размера трески — результат влияния человека.
Учёные из Центра океанических исследований GEOMAR впервые показали, что десятилетия интенсивного рыболовства вместе с изменением среды глубоко повлияли на генетический состав полностью морского вида.
Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
«Селективный перелов изменил геном восточнобалтийской трески, — объясняет доктор Кви Янг Хан, первый автор исследования. — Мы видим это в значительном снижении среднего размера, связанном с уменьшением темпов роста. Впервые для полностью морского вида мы предоставили доказательства эволюционных изменений в геномах рыбной популяции, подвергшейся интенсивной эксплуатации, что поставило её на грань коллапса».
Исследователи выявили генетические варианты, связанные с ростом тела, которые показали признаки направленного отбора — их частота систематически менялась со временем. Эти регионы поразительно перекрываются с генами, известными своей ролью в росте и размножении.
Исследование также показало, что известная хромосомная инверсия (структурное изменение в геноме, важное для адаптации к среде) следовала паттерну направленного отбора. Это подтверждает, что «уменьшение» трески имеет генетическую основу, а человеческая деятельность оставила измеримый след в её ДНК.
Сильный направленный отбор на медленный рост из-за промысла
Для выводов учёные использовали необычный архив: крошечные ушные камни (отолиты) 152 особей трески, выловленных в Борнхольмской впадине с 1996 по 2019 год.
Как годичные кольца деревьев, отолиты фиксируют ежегодный рост. Эти образцы — часть долгосрочной серии данных GEOMAR по Балтийскому морю, собираемой с 1996 года.
Этот набор данных позволил провести генетическое «путешествие во времени» к периоду до коллапса популяции восточнобалтийской трески.
С помощью химического анализа отолитов и высокоразрешенного секвенирования ДНК учёные исследовали, как изменились рост и генетический состав трески за 25 лет под давлением промысла.
Ключевой вывод: геномы быстро- и медленнорастущих особей систематически различаются, и быстрого роста почти не осталось. Треска, которая растёт медленно, но достигает половой зрелости при меньшем размере, получила преимущество в выживании при высоком промысловом давлении.
«Когда крупнейшие особи последовательно изымаются из популяции много лет подряд, эволюционное преимущество получают более мелкие, рано созревающие рыбы, — объясняет профессор Торстен Ройш, руководитель исследования. — Мы наблюдаем эволюцию в действии, движимую деятельностью человека. Это научно увлекательно, но экологически глубоко тревожно».
Меньшие и менее разнообразные популяции восстанавливаются медленнее
Эволюционные последствия серьёзны. Генетические варианты, связанные с быстрым ростом и поздним созреванием, возможно, уже утеряны. Выжившая треска теперь достигает зрелости при меньших размерах и производит меньше потомства. Это также означает потерю адаптивного потенциала для будущих изменений среды.
«Эволюционные изменения разворачиваются на протяжении многих поколений, — говорит Ройш. — Восстановление занимает гораздо больше времени, чем упадок, и может быть невозможным. Это видно по нашим данным о длине 2025 года с текущего рейса ALKOR: несмотря на запрет на вылов, признаков восстановления размеров тела нет».
Исследование подчёркивает: меры управления и защиты должны учитывать временные масштабы поколений.
«Наши результаты демонстрируют глубокое влияние деятельности человека на дикие популяции даже на уровне их ДНК, — говорит доктор Хан. — Они также подчёркивают, что устойчивое рыболовство — это не только экономический вопрос, но и вопрос сохранения биоразнообразия, включая генетические ресурсы».