Геномные данные показывают, что интенсивный вылов рыбы вызывает быструю эволюцию

Впервые ученые расшифровали генетические изменения, вызывающие быструю эволюцию рыб из-за интенсивного вылова — изменения, которые ранее были невидимы для исследователей.

За последние десятилетия многие промысловые рыбы стали медленнее расти и раньше созревать, что может приводить к снижению уловов и меньшей устойчивости к переэксплуатации. Ученые давно подозревали, что быстрые эволюционные изменения у рыб вызваны интенсивным промысловым прессом.

«Большинство людей думают об эволюции как об очень медленном процессе, разворачивающемся в масштабах тысячелетий, но на самом деле эволюция может происходить очень быстро», — сказала ведущий автор Нина Овергаард Теркильдсен, профессор геномики охраны природы в Корнеллском университете.

Статья «Contrasting Genomic Shifts Underlie Parallel Phenotypic Evolution in Response to Fishing» опубликована в журнале Science.

В интенсивно эксплуатируемых рыбных запасах промысел почти всегда нацелен на самых крупных особей.

«Более медленнорастущие рыбы будут мельче и лучше избегать сетей, тем самым имея более высокие шансы передать свои гены следующим поколениям. Таким образом, рыболовство может вызывать быстрые эволюционные изменения в темпах роста и других признаках», — сказала Теркильдсен. «Мы видим много признаков этого эффекта в диких популяциях рыб, но никто не знал, каковы были лежащие в его основе генетические изменения».

Теркильдсен и ее коллеги воспользовались влиятельным экспериментом, опубликованным в 2002 году. Шесть популяций атлантической серебрянки, рыбы, вырастающей не более 6 дюймов в длину, подверглись интенсивному вылову в лаборатории. В двух популяциях удаляли самых крупных особей; в двух других — самых мелких; а в последних двух вылов был случайным по отношению к размеру.

Всего через четыре поколения промысел привел к эволюции почти двукратной разницы в размере взрослых особей между группами. Теркильдсен и ее команда секвенировали полный геном почти 900 этих рыб, чтобы изучить изменения на уровне ДНК, ответственные за эти поразительные сдвиги.

Команда идентифицировала сотни различных генов по всему геному, которые последовательно менялись между популяциями, отобранными на быстрый и медленный рост. Они также наблюдали крупные сцепленные блоки генов, которые менялись согласованно, резко сдвигая частоты сотен генов одновременно.

Согласно новой статье, эти крупные сдвиги происходили только в некоторых популяциях. Это означает, что в этом эксперименте у рыб было несколько геномных решений, чтобы стать либо крупнее, либо мельче.

Подобные исследования могут оценивать влияние человека и улучшать наше понимание «скорости, последствий и обратимости сложных адаптаций, пока мы продолжаем формировать эволюционные траектории видов вокруг нас», — сказала Теркильдсен.