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帝王三文魚七千年基因多樣性大減三分二 專家警告:或將不能適應氣候變化

2018/1/11 — 17:34

帝王三文魚,圖片來源:維基百科

帝王三文魚,圖片來源:維基百科

帝王三文魚 (Oncorhynchus tshawytscha) 是太平洋西北漁業標誌性魚類,亦是太平洋三文魚屬中最大的一個物種。不過,最新刊於 PLOS One 的研究顯示,該魚過去七千年來已失去三分之二的基因多樣性,專家憂慮在濫捕、氣候變化、棲息地被水壩等建設破壞下,整個帝王三文魚物種更為脆弱,所面臨的威脅比之前所想嚴重。

基因多樣性對一個物種能否生存與快速適應環境轉變尤為重要。例如某些三文魚個體或族群會攜帶使其不易受新疾病或海水變暖影響的基因,從而使整個物種在其他「較弱」的基因消失下仍可存活。

而帝王三文魚的基因多樣性大減,很大可能源於人類大量捕獵所致。在 1880–1920 年代,美國每年有 1,100 萬公斤帝王三文魚被捕獲,但現今只有約 200 萬公斤的產量,過半的魚更源於人工孵化場,其各自的基因亦較野生三文魚更為近似。另一些基因多樣性大減的原因包括流域棲息地的破壞、農業需要改變河道以及在哥倫比亞河流域及其主要支流蛇河上的 400 多座水壩,這些水壩均阻止了帝王三文魚游到近半的產卵地。

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帝王三文魚,圖片來源:維基百科

帝王三文魚,圖片來源:維基百科

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為了量化基因多樣性減少,研究團隊與幾個美洲原住民部落合作,從多個原住民垃圾堆考古遺址收集 346 個約有 7,000 年歷史的脊椎動物骸骨樣本,然後團隊逐一分析其線粒體 DNA (mitochondrial DNA) ,找出帝王三文魚的遺傳標記,以了解當年物種血系多寡。團隊使用線粒體 DNA 是因為其數量比細胞核 DNA 更多,更容易找到有用的基因。最後,團隊將數據與現今 379 個帝王三文魚基因樣本作對比。

團隊最終發現,在歐洲人於 15 世紀末抵達北美洲前,帝王三文魚的基因多樣性仍相當豐富。例如在哥倫比亞主河流域的 Spokane 河中,就有六種不同帝王三文魚血系,遠超現時單一魚農飼養的魚苗。整體而言,哥倫比亞主河流域的帝王三文魚七千年內已失去三分之二的基因多樣性,而支流蛇河的則失去三分之一。團隊暫時未知為何會有這種差別,因為他們認為樣本數目不足,無法下決定性結論。

這種基因多樣性大跌很有可能令魚群無法適應氣候變化與海水酸化的情況,團隊指三文魚的數量、健康和適應力均由特定環境條件所支持,人類要問的問題應該是:氣候變化的速度是否快過三文魚的適應力呢?

來源:
Science, Pacific Northwest salmon are in big genetic trouble, 10 January 2018

報告:
van Eldijk, T.J.B., Wappler, T., Strother, P.K. & et al. (2018). Increased mitochondrial DNA diversity in ancient Columbia River basin Chinook salmon Oncorhynchus tshawytschaPLOS ONE 13(1): e0190059. doi: 10.1371/journal.pone.0190059

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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