科学家们已经发表了一种计算太平洋鲑鱼的新方法 - 从鱼类产卵流中留下的粘液中分析DNA。

“当我们分析从鲑鱼组织(包括粘液和皮肤细胞)浸入水中的环境DNA时,我们得到了非常准确的计数,”俄勒冈州立大学的生态学家,该研究的主要作者Taal Levi说。“这是更明智的鲑鱼管理决策的重要的第一步,因为它开辟了经济可靠地监测更多流的可能性,而不是目前监测的少数流。”

太平洋鲑鱼是太平洋西北地区的重要资源,仅在阿拉斯加就有每年超过5亿美元的经济影响。目前,由于依赖人体计数器,或者在极少数情况下,声纳产生鲑鱼只计算在几个溪流中。五种太平洋鲑鱼 - 粉红色,密友,红鲑鱼,银大麻草和奇努克 - 仅在阿拉斯加东南部的6000多条溪流中分布。超过1000种溪流产卵产卵鲑鱼。

鲑鱼是溯河的:它们作为幼体从家乡的溪流迁移到海洋,几年后作为成虫返回产卵。鲑鱼等洄游鱼类提供了一种简单的方法来测试环境DNA(eDNA)是否可用于计数鱼类,因为大量的鲑鱼在通过固定的采样点时会释放DNA,无论是在游泳河流还是溪流中入境成年人或向下游游泳作为出境少年。

在许多河流和溪流中,包括阿拉斯加的大部分淡水系统,返回产卵的成年鲑鱼受到严密监控,产卵鲑鱼产生的鱼苗和鲑鱼产量也很少。

在这项研究中,研究人员在2015年和2016年在朱诺以北近16公里的Auke Creek研究堰附近收集了水样。堰由一系列紧密间隔的横跨整个溪流组成,以防止鲑鱼通过,除了通过一个狭窄的门,人类观察者在其上记录并识别鲑鱼。

Levi说,Auke Creek堰由国家海洋渔业局与阿拉斯加大学和阿拉斯加鱼类和游戏部合作运营,被称为世界上最精确的鱼类计数器之一。

从这些样品中,他们将1升水通过简单的过滤器收集漂浮在水中的DNA,然后量化Levi's OSU实验室中每个过滤器上存在的红鲑鱼和银大麻哈鱼DNA的数量。Levi说,因为流水中eDNA的浓度来自鱼类脱落的DNA量和水流量,所以eDNA浓度和流量的乘积可以用来计算eDNA的绝对量。

一旦他们扩增了eDNA,研究人员将这些数据与在Auke Creek研究堰进行的红鲑鱼和银大麻哈鱼的每日普查进行比较,以确定eDNA是否准确预测了通过堰的鱼的数量和种类。

“我们采用提取的DNA,我们量化了属于银大麻哈鱼或红鲑鱼的DNA数量。来自eDNA的计数与返回的成年鲑鱼和迁出的幼体非常相似”Levi说。

“仅使用一个变量 - 流量 - 结合来自coho和红鲑鱼的DNA量 - 我们的统计模型很好地预测了eDNA的所有峰值,让我们了解何时以及如何很多,鱼通过,“列维说。“现在我们可以从许多流中获取大量信息。拥有大量不是100%准确的信息可能比管理决策更好,而不是只有6,000个流中的4个真正准确计数,特别是因为我们的数据非常少从每个鲑鱼溪流产生的迁出少年数量的任何地方。“

使用eDNA计算鲑鱼可以帮助代理商节省资金。堰的年费约为80,000美元,不包括安装或主要维护。本研究中使用的每个水样分析的成本为35美元。

今年春天,研究人员计划在阿拉斯加东南部的十几条溪流中测试OSU开发的自动水采样器。

该研究由国家地理学会资助。