魚梯促進基因交換
水力發(fā)電廠,堰和瀑布通常是難以逾越的魚類路障。這可能對不同種群的遺傳結構產生重大影響。魚梯是否以及在多大程度上減輕了這種負面影響,現(xiàn)在正在首次進行調查。研究鰱魚種的Eawag研究小組已經證明,魚梯確實促進了不同種群之間的遺傳交換。然而,障礙的影響不能完全否定。
鰱魚是瑞士水域中最常見的魚之一,但它的名字幾乎不為公眾所知。然而,這種可長到40至50厘米長的鯉科魚類常??梢栽诤影陡浇吹剑鏢chanzengraben,蘇黎世市風景如畫的運河,或附近的河道。萊茵瀑布從小橋到俯瞰河流的餐廳 - SchlössliWörth。由于它的骨肉,鰱魚很少進入餐桌,所以它的低經濟價值是科學的收獲。
一個理想的模型
到目前為止,鰱魚很少在瑞士水域放養(yǎng),因此與鱒魚相比,遺傳種群結構沒有被扭曲。“這使得白鮭成為研究河流發(fā)電廠魚梯和其他障礙在多大程度上促進分離種群之間遺傳交換的理想模型,”Eawag研究的首席作者亞歷山大·古斯科夫說:“由水力發(fā)電造成的魚群遺傳結構萊茵河上游集水區(qū)的植物“,最近出現(xiàn)在科學期刊進化應用中。
還有其他原因可以解決為什么鰱魚特別適合在萊茵河集水區(qū)進行的調查:一方面,這種魚類在產卵期間傳播距離很遠,此外它是唯一已知全部使用的物種。 Aare,Limmat,Reuss和Rhine的非常不同的魚梯。
勞動密集型調查
瑞士的水道跨越了許多障礙。由聯(lián)邦環(huán)境辦公室于2009年出版的報告“瑞士水道結構”(瑞士水道結構)報告強調需要振興10,800公里的水和50,000個人工屏障。Gouskov及其團隊調查的萊茵集水區(qū)包括37座水力發(fā)電廠,2座堰和萊茵瀑布。在取樣時,六個人工屏障沒有安裝魚梯。
出于統(tǒng)計原因,研究人員在47個地點采集了樣本。他們每個站點大約需要50個鰱魚,使用電鍍作為輔助工具。將動物輕輕擊暈,測量并從尾鰭取出小組織樣品。之后他們被送回水中。Eawag的員工和ETH教授Christoph Vorburger說:“與其他研究相比,參與這項研究的樣本工作是巨大的”,因此對Alexandre Gouskov進行了間接的稱贊,他對博士論文進行了研究。該研究主要由聯(lián)邦環(huán)境辦公室,Eawag和蘇黎世聯(lián)邦理工學院資助。
魚梯的分化效果從100到12公里減少
從早期的研究中可以看出,不可逾越的障礙對魚類的遺傳種群結構具有顯著的不利影響。在最壞的情況下,這種孤立可能導致特定人口的滅絕。出于這個原因,魚梯正在越來越多的發(fā)電廠和其他障礙物中安裝。“當然,我們已經知道這些梯子很好地被許多魚類使用了”,Alexandre Gouskov說,“但是魚梯是否實際上對魚群的連通性和遺傳多樣性產生了積極影響,這在以前沒有被研究過。”
基因調查使研究人員能夠證明魚梯實際上對遺傳交換具有積極影響。沒有魚梯的人工屏障對魚類的遺傳分化具有強烈影響,在無障礙河流中距離約為100公里。在配有魚梯的障礙物的情況下,等效距離減少到大約12公里。
根據Gouskov的說法,這表明魚梯可以改善分離魚群的連通性。但即使使用魚梯,發(fā)電廠也會對鰱魚的遺傳分化產生顯著影響。根據其他魚類的考慮,這一發(fā)現(xiàn)甚至更為重要,因為許多物種不太能夠協(xié)商魚梯,因此更容易受到碎片化的威脅。
“我們的研究結果顯示,繼續(xù)近年來開始的振興措施絕對有意義”,亞歷山大·古斯科夫總結道。“需要更多,包括質量更好的魚梯,以保護各種物種。” 梯子的設計決定了它們的使用程度。例如,旁路通道比簡單的混凝土樓梯更有效。“很多魚梯都有巨大的改進潛力”,古斯科夫說。在本研究的實地考察期間,他能夠親眼看到改善措施的效果。“萊茵費爾登電廠現(xiàn)在擁有一個相當自然的旁路通道,流量很大。僅在第一季,就有33種不同物種的大約40,000條魚使用了該通道,這是個好消息,
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