Рыбопропускные сооружения способствуют генетическому обмену
Гидроэлектростанции, плотины и водопады часто становятся непреодолимыми барьерами для рыб. Это может значительно влиять на генетическую структуру разделённых популяций. Исследователи впервые изучили, смягчают ли рыбопропускные сооружения (рыбоходы) этот негативный эффект. Команда Eawag, изучавшая вид голавль, показала, что рыбоходы действительно способствуют генетическому обмену между разными популяциями. Однако полностью нейтрализовать влияние барьеров они не могут.
Идеальная модель
Голавль редко зарыблялся в швейцарских водоёмах, поэтому его генетическая структура не искажена, в отличие от форели. Это делает его идеальной моделью для изучения влияния рыбоходов на генетический обмен. Исследование "Fish population genetic structure shaped by hydroelectric power plants in the upper Rhine catchment" было опубликовано в журнале Evolutionary Applications.
Голавль хорошо подходит для исследования в бассейне Рейна, потому что мигрирует на большие расстояния во время нереста и, как известно, использует все различные типы рыбоходов в Ааре, Лиммате, Ройсе и Рейне.
Трудоёмкое исследование
В исследуемом районе бассейна Рейна находятся 37 ГЭС, две плотины и Рейнский водопад. На момент отбора проб шесть искусственных барьеров не были оборудованы рыбоходами.
Для статистики исследователи взяли пробы на 47 участках. С помощью электроудочки они отобрали примерно по 50 голавлей на участке, аккуратно оглушили рыб, измерили их и взяли небольшой образец ткани из хвостового плавника, после чего выпустили обратно в воду. Работа по отбору проб была огромной. Исследование финансировалось Федеральным управлением по охране окружающей среды, Eawag и ETH Zurich.
Рыбоходы сокращают эффект дифференциации с 100 до 12 километров
Известно, что непреодолимые барьеры значительно ухудшают генетическую структуру популяций рыб. Изоляция может привести к вымиранию популяции. Поэтому на всё больше барьеров устанавливают рыбоходы. Ранее было известно, что рыбы активно используют эти сооружения, но их положительное влияние на связность и генетическое разнообразие популяций изучено не было.
Генетический анализ показал, что рыбоходы действительно положительно влияют на генетический обмен. Искусственный барьер без рыбохода влияет на генетическую дифференциацию рыб так же сильно, как расстояние примерно в 100 километров в свободном от барьеров русле. В случае барьеров с рыбоходами эквивалентное расстояние сокращается примерно до 12 километров.
Это доказывает, что рыбоходы улучшают связность разделённых популяций рыб. Но даже с ними ГЭС оказывают значительное влияние на генетическую дифференциацию голавля. Для других видов рыб, которые хуже преодолевают рыбоходы, риск фрагментации популяций ещё выше.
Выводы и перспективы
Результаты показывают, что имеет смысл продолжать меры по ревитализации водотоков. Необходимы рыбоходы лучшего качества для защиты различных видов.
Конструкция рыбохода определяет степень его использования. Например, обходные каналы оказались эффективнее простых бетонных лестниц. "Многие рыбоходы имеют огромный потенциал для улучшения", — отмечает ведущий автор Александр Гусков.
Он наблюдал эффект от улучшений на примере ГЭС Райнфельден, где построили естественно структурированный обходной канал с сильным течением. Только в первый сезон им воспользовались около 40 000 рыб 33 различных видов, что значительно больше, чем на обычных рыбоходах.