Основное внимание в исследовании уделяется киям, которые обитают на озере Верхнее на глубине от 80 до 200 метров. Эти рыбы, известные ученым как Coregonus kiyi, принадлежат к группе близкородственных лососевых, известных как оковы.
В отличие от трех других ряпушек озера Верхнее, которые обитают и питаются на более мелких участках воды, kiyis с гораздо большей вероятностью несут версию гена родопсина, которая, вероятно, улучшает зрение в тусклых водах с "синим смещением", говорится в исследовании. Каждый из 21 кия, исследованный командой из этой глубоководной популяции, нес только этот вариант гена.
Адаптация, похоже, знаменует собой возвращение к древнему состоянию: около 175 миллионов лет назад обитавшие в океане предки кий, вероятно, имели тот же генетический вариант, согласно реконструкции эволюционной истории вида.
Затем, когда популяции предковых рыб переместились из морских вод с голубым смещением в более мелкие ручьи и озера с красным смещением, форма родопсина, полезная в этих средах обитания, стала более распространенной, говорят ученые. Наконец, кийи, достигнув глубоких вод Верхнего озера, снова адаптировались к «сине-голубому» цвету вод, в которых они сейчас обитают.
Исследование было опубликовано в сети в ноябре.
28 место в журнале Genome Biology and Evolution. Проект, финансируемый Комиссией по рыболовству Великих озер, был результатом сотрудничества исследователей из Университета Буффало и США.S.
Научный центр Великих озер Геологической службы.
«Эволюцию часто думают как односторонний процесс, по крайней мере, в течение длительного времени, но в этом примере, более 175 миллионов лет, мы видим обратное возвращение к гораздо более раннему состоянию предков», – говорит Тревор Краббенхофт, доктор философии, доцент. бакалавр биологических наук в Колледже искусств и наук UB и преподаватель в Институте UB RENEW. Краббенхофт руководил исследованием вместе с первым автором Кэтрин Итон.
«Рыболовы-биологи пытаются восстановить местные популяции рыб в Великих озерах, поэтому важно понимать адаптацию, которую имеют виды», – говорит Итон, аспирант Обернского университета, окончивший учебу в UB в качестве бакалавра биологических наук. "Знание об адаптации видов может помочь нам восстановить их в окружающей среде, которая лучше подходит для их биологии."
Восстановление рыбы в Великих озерах
Неясно, полностью ли предки kiyis потеряли вариант гена с синим смещением перед его повторной эволюцией, или же этот вариант просто стал реже в этой линии рыб, прежде чем снова появиться, чтобы снова стать более плодовитым.
В любом случае, сегодня «Существует действительно четкое различие между глубоководными и мелководными видами», – говорит Итон.
В то время как все изученные кии имели форму родопсина с синим смещением, образцы более мелководных ряпушек – Coregonus artedi, Coregonus hoyi и Coregonus zenithicus – в основном имели версию гена, которая может быть полезна в водах с красным смещением.
Eaton отмечает, что тот же вариант родопсина с синим смещением присутствует у ряда других рыб, обитающих в море или в воде глубокого озера. Эта повторяющаяся «параллельная» эволюция может указывать на то, что адаптация выполняет важную функцию: в этом случае она, вероятно, помогает рыбам видеть в разных средах.
Эти выводы важны, потому что свет в Великих озерах меняется, говорит Краббенхофт. Например, агрессивные мидии зебры и квагги, которые фильтруют органические вещества из озер, местами повышают прозрачность воды.
Эти знания также ценны, поскольку ученые стремятся восстановить местные популяции рыб.
Помимо исследования родопсина, Краббенхофт является соавтором исследования, в котором изучаются генетика, морфология и экология ряпушек в более широком смысле. Эту работу, также финансируемую Комиссией по рыболовству в Великих озерах, возглавил доктор философии Мойзес Бернал, ныне доцент биологических наук в Обернском университете. Результаты исследования были опубликованы в декабре.
16 на сервер препринтов bioRxiv и еще не опубликованы в рецензируемом журнале.
«В совокупности эти проекты имеют значение для восстановления естественного биоразнообразия Великих озер в направлении здоровой экосистемы», – говорит Краббенхофт. "Когда-то в пяти Великих озерах было гораздо больше и разнообразнее чекан, но некоторые виды вымерли из-за чрезмерного вылова рыбы, вторжения морской миноги и загрязнения окружающей среды.
Наши данные используются в стратегиях восстановления, поскольку эти рыбы восстанавливаются в тех местах, где они были потеряны или их численность значительно сократилась, например, в озере Онтарио."
"Цизики когда-то были доминирующим видом местной добычи в Великих озерах, поддерживая таких крупных хищников, как озерная форель и судак. Они остаются важным компонентом племенного, коммерческого и любительского рыболовства, которое ежегодно оценивается более чем в 7 миллиардов долларов ", – говорит Билл Тейлор, доктор философии, комиссар Комиссии по рыболовству в Великих озерах и заслуженный профессор Университета Глобальных систем рыболовства в штате Мичиган. Университет. "Исследования для лучшего понимания их биологии и морфологии имеют решающее значение для разработки успешных реставрационных работ в будущем."