Как рыболовство влияет на поведенческую эволюцию атлантической трески

Как и у других видов животных, особи рыб по-разному реагируют на новую ситуацию. При промысле наиболее смелые особи с большей вероятностью будут пойманы, что оставляет для размножения только пугливых и осторожных. Но означает ли это, что будущие поколения рыб станут сложнее для лова? На этот вопрос пытался ответить проект BE-FISH.

Личность рыбы — устойчивое индивидуальное поведение, сохраняющееся во времени и в разных контекстах, — является результатом адаптивных процессов. Популяция одного вида может включать особей одного пола, размера или возраста с разными поведенческими чертами, которые группируются в пять основных категорий: застенчивость-смелость, исследование-избегание, активность, общительность и агрессивность. Различные исследования показали, что эта вариативность наследуема.

Учёные давно подозревали, что рыболовство может способствовать таким эволюционным изменениям в морских ресурсах, избирательно удаляя особи с определёнными чертами.

Доктор Давид Вильегас-Риос, научный сотрудник Marie Curie на исследовательской станции Флёдевиген (IMR) и координатор проекта, обсуждает результаты. По его словам, они обеспечивают уникальную связь между науками о рыболовстве, поведенческой экологии и эволюционной биологии и проложат путь для различных национальных и европейских проектов.

Человеческий промысел — неслучайная деятельность. Он часто удаляет особей, потому что они более желательны или более уязвимы, как в случае с рыбалкой. Например, более смелые особи легче войдут в ловушку, чем робкие. Точно так же более активная рыба быстрее находит сети. Это означает, что поведение может определять приспособленность.

Последовательно удаляя особей с определёнными поведенческими свойствами, рыболовство может иметь эволюционные последствия для популяций. Например, способствуя эволюции в сторону менее активных фенотипов. Экологические последствия таких практик в значительной степени неизвестны, но они могут быть маладаптивными, снижая потенциал для будущих адаптаций и продуктивность популяций.

Почему важно учитывать эти эволюционные изменения в рыболовстве?

Маладаптивные эволюционные изменения в поведении могут делать оставшихся особей всё менее уловимыми (поскольку более уязвимые особи последовательно удаляются), что снизит продуктивность промысла.

Кроме того, вариативность поведения, как предполагается (а иногда и доказано), ковариирует с различиями в истории жизни. Это известно как гипотеза темпа жизни. Это означает, что, например, более активная рыба может быть той, которая быстрее растёт или откладывает больше икры, то есть наиболее продуктивной. На практике это приводит к тому, что маладаптивные последствия вызванной рыболовством эволюции поведенческих черт могут распространяться на другие черты, более важные для продуктивности промысла.

Если мы вылавливаем более активную рыбу, потому что она легче находит орудия лова, и эти особи быстрее растут (т.е. существует генетическая корреляция между активностью и скоростью роста), то популяции могут сокращаться быстрее, чем ожидалось.

Методы сбора телеметрических данных

Проект BE-FISH использовал акустическую телеметрию для регистрации поведения трески в дикой природе. Это широко используемая техника для понимания пространственной экологии и перемещений водных организмов.

Процедура:

Рыбу анестезируют гвоздичным маслом.
Делают небольшой разрез в брюшной полости, помещают акустический передатчик и закрывают его швами.
После восстановления (5–10 минут) рыбу выпускают. Передатчик излучает уникальный код, идентифицирующий особь, и данные о глубине.

Система дополнена набором подводных приёмников, распределённых по исследуемой акватории (в данном случае прибрежный фьорд) на глубине 3–4 метра. Они образуют плотную сеть, которая записывает сигналы передатчиков. Если рыба находится достаточно близко к приёмнику, он регистрирует её присутствие и глубину. В исследовании регистрировалась одна позиция в среднем каждые 1,5 минуты. Данные скачиваются и анализируются дважды в год.

Тестирование поведения рыб

В проекте исследовали поведение в дикой природе (с помощью акустической телеметрии) и в неволе.

В неволе провели три стандартных теста:

Тест на исследовательскую активность в открытом резервуаре на 600 литров. Записывались параметры, отражающие индивидуальное исследовательское поведение (например, задержка до первого движения).
Тест на смелость с новым объектом. Регистрировалась реакция на объект в центре резервуара (задержка приближения, время нахождения рядом и т.д.).
Тест на агрессивность с использованием зеркала. Записывалось количество подходов и время, проведённое рядом с отражением.

Эти три теста позволили оценить три из пяти осей поведения, обычно изучаемых в исследованиях личности животных.

Основные выводы исследования на данный момент

Индивидуальная вариативность поведенческих черт у атлантической трески велика как в дикой природе, так и в неволе.
Зарегистрированные поведенческие черты повторяемы на индивидуальном уровне — то есть их можно назвать чертами личности. Это означает, что поведенческие черты трески, вероятно, наследуемы, и рыболовство или другая человеческая деятельность могут влиять на эко-эволюционную динамику популяции.
Поведенческие черты трески, проявляемые в дикой природе, коррелируют на индивидуальном уровне. Эти корреляции называются поведенческими синдромами и признаются источником ограничений в эволюционных изменениях: черты перестают эволюционировать независимо, их эволюция зависит от коррелированных черт. Возможность эволюции поведенческих черт трески снижена в среднем на 25%.

Цели до завершения проекта

Установить, коррелирует ли поведение, измеренное в неволе, с поведением в дикой природе (для морских организмов это ещё не делалось). Это важно, потому что исследователи обычно оценивают поведение в неволе и делают эволюционные выводы, но такие assays могут не отражать дикое поведение, которое и подвергается отбору.
Выяснить, связаны ли поведенческие черты с чертами истории жизни, такими как рост. Это позволит понять, включают ли эволюционные последствия рыболовства изменения в коррелированных чертах, отражающих продуктивность популяции.

Ожидаемое влияние проекта

Часть результатов уже отправлена в международные журналы для публикации.
Проект станет вехой в том, как мы видим и анализируем телеметрические данные, расширяя диапазон их возможных применений для понимания эко-эволюционных процессов у морских организмов.
Проект эмпирически демонстрирует, что морские организмы проявляют личность и поведенческие синдромы в дикой природе.
Предоставлены твердые доказательства: теперь известно, что вызванная рыболовством эволюция поведенческих черт не только возможна, но, вероятно, распространена, и будет зависеть от структуры корреляций черт.

Будущая задача, возникающая из этого проекта, — понять, можно ли обобщить закономерности, наблюдаемые у модельного вида (атлантическая треска), на большинство морских существ.

2016-05-31