Лососи мельчают, и это видно по их генам
Самцы лосося созревают раньше и становятся меньше, что отражается на генетическом уровне. К такому выводу пришло исследование, изучившее образцы чешуи лосося из реки Тено в Северной Финляндии за 40-летний период и проанализировавшее популяционный генетический профиль гена, определяющего возраст и размер созревания. Результаты показывают, что «версия гена крупного лосося» со временем стала реже встречаться в популяции, уступив место «версии гена мелкого лосося».
Исследование, проведённое учёными из Хельсинкского университета совместно с Институтом природных ресурсов Финляндии и Университетом Турку, опубликовано в журнале Nature Ecology and Evolution и было помещено на обложку ноябрьского номера.
Ранее консорциум установил, что возраст полового созревания лосося снижается, а следовательно, уменьшается и размер нерестящихся особей. Также был идентифицирован единственный ген Vgll3, в значительной степени влияющий на определение возраста полового созревания. Учёные обнаружили две формы (аллели) этого гена, которые, по-видимому, сигнализируют лососю: созревать позже, достигнув большего размера, или раньше, оставаясь мельче. Чем позже созревает лосось, тем крупнее он вырастает.
Изменения в генах сигнализируют об эволюционном сдвиге
«Мы знали из наших более ранних работ, что возраст созревания за этот период снижался. Теперь мы хотели увидеть, есть ли признаки этого и на генетическом уровне, то есть является ли это эволюционным изменением», — поясняет профессор Крейг Приммер.
«По сути, если мы видим, что "лососи мельчают", мы не можем быть уверены, что это эволюция. Для этого нужно знать, что изменения происходят и в их генах. Теперь у нас есть и эта информация, и мы можем сказать, что демонстрируем "эволюцию в действии"».
Изменения в генах указывают, что уменьшение размера — это не просто «пластичная» или временная реакция на другие факторы (например, изменение уровня гормонов), не требующая изменений в последовательностях генов. Вместо этого сдвиг имеет эволюционную основу. Быть крупным больше не является для лосося таким преимуществом, как раньше, и вид адаптируется к новой реальности.
Эволюция не занимает миллионы лет
«Это ещё один пример, развенчивающий миф о том, что эволюция занимает миллионы лет», — заявил первый автор исследования Янн Чорлих.
«С одной стороны, это можно считать хорошей новостью, поскольку даёт надежду на способность лосося адаптироваться к изменившимся условиям. С другой — это плохие новости для рыболовов, желающих поймать крупного лосося и вступить в "клуб 20 килограммов", поскольку в будущем крупных особей может стать меньше, если мы не сможем выявить и остановить факторы, вызывающие их сокращение».
Лососи получают выгоду от меньшего размера
В рамках своей докторской диссертации Чорлих готовится изучить причины, по которым меньший размер может быть выгоден лососю. Одна из теорий заключается в том, что современные лососи с большей вероятностью погибают в море из-за рыболовства или других причин и, следовательно, получают преимущество, возвращаясь в реки на нерест раньше.
Для исследования использовались образцы чешуи из долгосрочного архива, поддерживаемого Институтом природных ресурсов Финляндии. Архив содержит образцы от более чем 150 000 особей лосося, собранные добровольными рыболовами с 1970-х годов в реке Тено, одной из самых продуктивных лососевых рек Европы. Чешуя использовалась для определения возрастной структуры популяции, а также стала источником ДНК для генетического анализа.