https://frosthead.com

Aby uczynić połowy homarów bardziej zrównoważonymi, naukowcy próbują odkodować DNA skorupiaków

Homar jest królem owoców morza - skąpanym w maśle lub lekko oblanym świeżym sokiem z cytryny - królewskim skorupiakiem o niewykrywalnym rodowodzie, którego podróż z dna morskiego na stół może być obarczona niepewnością polityczną i ekologiczną. Ponieważ popyt konsumentów na odpowiedzialnie zbierane owoce morza rośnie, firmy takie jak Red Lobster, Chicken of the Sea i Seattle Fish Co. zobowiązały się do lepszego śledzenia źródła importowanego homara. Dotrzymanie obietnicy pozostaje jednak trudne, ponieważ nie ma skutecznego sposobu na określenie, gdzie złapano homara, gdy trafi on do doków. Dlatego Stephen Box i Nathan Truelove, badacze ze Smithsonian Marine Station w Fort Pierce na Florydzie, szukają kodu genetycznego homara w celu znalezienia lepszego narzędzia do śledzenia.

powiązana zawartość

  • Śledzenie statków rybackich ujawnia opłaty przemysłu na oceanie
  • Dlaczego mądrzejsze praktyki połowowe nie ratują dorsza od zawalenia się
  • Zmiany klimatu tworzą homary kanibali
  • Nie słuchaj Buzz: Homary nie są w rzeczywistości nieśmiertelne

Większość ogonów homara spożywanych w Stanach Zjednoczonych pochodzi z Karaibów, co jest prawie niemożliwe do powiedzenia przy obecnej technologii. Ale ta informacja jest niezwykle ważna, ponieważ nielegalne, nieuregulowane i nieudokumentowane połowy homarów kosztują w niektórych krajach miliony dolarów utraconych dochodów rocznie. Zmniejsza to również liczbę homarów w morskich rezerwatach przeznaczonych jako bezpieczne siedliska, w których zwierzęta mogą rozmnażać się i rosnąć bez presji połowowej.

Jeśli jednak terytorium domowe homara zostanie zapisane w jego kodzie genetycznym, jak podejrzewają Box i Truelove, możliwe jest odróżnienie legalnie schwytanego homara od tego z zacienionym tłem - może nawet po tym, jak trafi na talerz obiadowy.

Pod względem gospodarczym karaibski homar, znany również jako homar kolczasty, jest jednym z największych i najważniejszych łowisk na Karaibach. Stany Zjednoczone są największym konsumentem tego zasobu. Według Jimmy'ego Andino, naukowca i specjalisty ds. Rybołówstwa homarskiego w Centre for Marine Studies w Hondurasie, sam jego kraj eksportuje na rynek amerykański homara wartego 40 milionów dolarów. Mówi, że intensywne połowy homarów na Karaibach powodują stały spadek zarówno liczby, jak i wielkości homarów dostępnych dla zaspokojenia tego rynku. Motywacja do połowów poza granicami prawa jest silna.

Homary spędzają pierwsze kilka miesięcy życia jako maleńkie larwy pływające, które mogą być przenoszone daleko i szeroko przez prądy. W rezultacie ich geny zostały zhomogenizowane na całym Karaibach. „Istnieje bardzo małe zróżnicowanie genetyczne homarów na Karaibach”, mówi Box. „Ale podejrzewamy, że gdy homar osiedli się w danym obszarze, jego środowisko zaczyna kształtować, jak będzie funkcjonować w tym konkretnym miejscu. Nasze środowisko wpływa na nas wszystkich i zaczynamy wyrażać geny, aby reagować na warunki otoczenia. ”

Na przykład u królików himalajskich ciepłe warunki wyłączają geny, które nakazują komórkom zwierzęcia wytwarzanie melaniny. Bez melaniny futro królika staje się białe. W niskich temperaturach geny melaniny włączają się, a futro staje się czarne. W przypadku homara czynniki środowiskowe, takie jak zasolenie, głębokość wody i zmętnienie, mogą powodować pewne zmiany w kodzie genetycznym zwierzęcia, które włączają lub wyłączają określone geny.

Tego lata Box i Truelove będą zbierać próbki tkanek od homarów w pięciu geograficznie różnych obszarach Karaibów, aby sprawdzić, czy mogą znaleźć określone fragmenty DNA, które są wyrażane w przewidywalny sposób na podstawie ich lokalizacji. Naukowcy nie muszą nawet wiedzieć, co robią te geny, tylko czy są włączone, czy nie.

„Jeśli potrafimy to zidentyfikować, możemy powiedzieć„ jeśli wyrażasz ten zestaw genów lub tę konkretną sygnaturę genów, musisz mieszkać w tym obszarze ”, mówi Box, „ ponieważ nie wyraziłbyś ich jeśli mieszkałeś w innym obszarze. ”

Kolczasty Homar Intensywne połowy homarów na Karaibach powodują stały spadek zarówno liczby, jak i wielkości homarów dostępnych dla zaspokojenia tego rynku. Motywacja do połowów poza granicami prawa jest silna. (© Alex Mustard / Nature Picture Library / Corbis)

Takie narzędzie stanowiłoby ogromną poprawę w porównaniu z obecnymi metodami śledzenia, które opierają się na zasobnych łodziach patrolowych, samo-zgłaszaniu się przez rybaków, gdy wyładowują swój połów i GPS zainstalowanym na statkach rybackich, który informuje, gdzie była łódź, ale nie złapano homara.

Poszukiwanie wrażliwego na środowisko DNA w jakimkolwiek organizmie jest stosunkowo nową dziedziną, a zastosowanie tych koncepcji do zarządzania rybołówstwem jest nieznanym terytorium. „Jeśli da się to zrobić, będzie to bardzo, bardzo przydatne”, mówi Nancy Daves z Biura ds. Międzynarodowych Rybołówstwa NOAA. „Wiemy, że na Karaibach istnieje znaczna ilość [kłusownictwa i nielegalnych połowów], gdzie jest to basen z krajami dookoła. Wszyscy okradają się nawzajem.

Na przykład na Jamajce rząd donosi, że kłusownicy okradli homara 130 milionów dolarów z wód tego kraju w latach 2006–2011. „W rzeczywistości w planie zarządzania wykorzystali 10 procent, aby przeznaczyć na nielegalne połowy”, mówi Daves. „Uznają to za fakt życia na Karaibach.”

Faktem jest, że USA biorą udział i mogą się zmienić, jeśli poprawi się identyfikowalność, a importerzy i dystrybutorzy odmówią zakupu homara z nielegalnych, nieuregulowanych i nieraportowanych źródeł (NNN) . Obietnica homarca, którą niektórzy już podpisali, ma na celu powstrzymanie importu homara złowionego przy użyciu niebezpiecznych metod nurkowania, które zostały zakazane w większości krajów Karaibów. Pomimo przepisów, niektórzy rybacy nadal używają płetwonurków, a ponieważ coraz więcej homarów jest wyciąganych z morza, nurkują coraz głębiej, aby je znaleźć.

Tego lata Stephen Box i Nathan Truelove będą zbierać próbki tkanek od homarów w pięciu geograficznie różnych obszarach Karaibów, aby sprawdzić, czy mogą znaleźć określone fragmenty DNA, które są wyrażane w przewidywalny sposób na podstawie ich lokalizacji. Tego lata Stephen Box i Nathan Truelove będą zbierać próbki tkanek od homarów w pięciu geograficznie różnych obszarach Karaibów, aby sprawdzić, czy mogą znaleźć określone fragmenty DNA, które są wyrażane w przewidywalny sposób na podstawie ich lokalizacji. (George Stoyle, Earth in Focus)

Box mówi, że każdego roku, wzdłuż zubożałego wybrzeża Miskito w Hondurasie i Nikaragui, choroba dekompresyjna spowodowana zbyt głębokim nurkowaniem i zbyt długim pobytem zabija około 20 nurków rocznie i kaleczy wiele innych. Narzędzie genetyczne, które określa głębokość zasięgu homara, pomogłoby sygnatariuszom złożyć przyrzeczenie homara w realizacji ich obietnicy. Podobnie, znalezienie genetycznego podpisu identyfikującego region geograficzny, z którego pochodzi homar, pomoże ograniczyć kłusownictwo ponad granicami międzynarodowymi. „Homar nie jest częścią diety Hondurasu”, mówi Andino, „ale jest częścią naszej branży eksportowej. Prace genetyczne pomogą nam upewnić się, że homar złowiony w Hondurasie należy do Hondurasu. Że nie będzie to nielegalne i nieraportowane połowy. ”

Według Boxa, niezależnie od tego, jak ważny jest ich wpływ ekonomiczny, kłusownicy mogą również utrudniać ocenę ekologicznej równowagi łowisk, z których kłusują, a także tych, które rzekomo łowią. „Jeśli próbujesz zarządzać łowiskiem dla określonego obszaru”, mówi Box, „naprawdę chcesz wiedzieć, ile produkcji pochodzi z tego obszaru. Jeśli faktycznie kradniesz go skądś indziej, może być bardzo trudno dowiedzieć się, ile naprawdę masz homara.

Kolczasty Homar Karaibski homar, znany również jako homar kolczasty, jest jednym z największych i najważniejszych łowisk. Stany Zjednoczone są największym konsumentem tego zasobu. (© Michele Westmorland / Corbis)

Metoda genetyczna, którą badają Box i Truelove, pomogłaby menedżerom zasobów naturalnych lepiej kontrolować populacje homarów, a oni współpracują z Andino w celu zebrania próbek homara na wodach Hondurasu w nadziei lepszego zrozumienia zasobów homara w tym kraju.

Opracowywana przez nich technologia może mieć również zastosowanie do innych łowisk. „Myślę, że teoretycznie jest to coś, co można i będzie wykorzystywać”, mówi John Henderschedt, dyrektor NOAA's Seafood Inspection Program. „Mniej oczywiste, przynajmniej w najbliższym czasie, jest zakres, w jakim można go stosować w różnych połowach.” Technologia testów genetycznych jest droga w porównaniu z niektórymi innymi metodami. Ponadto niektóre warunki środowiskowe zmieniają się z roku na rok, więc sygnatura genetyczna dla danego regionu może wymagać identyfikacji w ujęciu rocznym. Henderschedt twierdzi, że prawdopodobnie nie będzie to warte kosztu w każdych okolicznościach, ale może być bardzo cenne, jeśli zostanie zastosowane na obszarach, na których połowy NNN stanowią największe ryzyko strat środowiskowych lub ekonomicznych.

W polu Metoda genetyczna, którą badają Box i Truelove, pomogłaby menedżerom zasobów naturalnych lepiej kontrolować populacje homarów. (George Stoyle, Earth in Focus)

Według Truelove to pytania, którymi należy się zająć w dalszej części drogi. W tej chwili on i Box koncentrują się na kroku pierwszym. „Nie przeprowadzono badań genetycznych tego gatunku” - mówi. „Zasadniczo budujemy to od zera”. Nawet techniki gromadzenia DNA w terenie są nowe. Korzystając z ciekłego azotu w celu zachowania DNA o bardzo wysokiej jakości, Box mówi, że będą musieli „potomstwo” próbek tkanek z całych Karaibów aż do laboratorium na Florydzie.

Aby znaleźć to, czego szukają, muszą zsekwencjonować jak najwięcej kodu genetycznego. Po zidentyfikowaniu genów reagujących na warunki środowiskowe specyficzne dla każdego regionu, nie będą potrzebować tak ostrożnych metod gromadzenia. W tym momencie naukowcy powinni być w stanie zlokalizować te markery genetyczne w mięsie homara na rynku rybnym, a nawet w próbkach pobranych z homara, który jest zamrożony i zapakowany do eksportu do USA

Truelove jeszcze nie zgadnie, ile szczegółów z tego dzieła uzyskają. „Jedną z wielkich niewiadomych, którą chcemy spróbować odkryć za pomocą tej techniki, jest; ile naprawdę możemy powiększyć? Czy będziemy w stanie odróżnić homara honduraskiego od homara z Nikaragui, czy możemy kontynuować przybliżanie, dopóki nie będziemy w stanie odróżnić homarów złowionych za pomocą casitas (schronisk na płytkiej wodzie zbudowanych w celu przyciągnięcia homara) od tych złowionych przy brzegu na głębszych wodach, które zidentyfikują je jako złowione przy użyciu nurkować na niebezpiecznych głębokościach? ”

Według Boxa byłoby to uosobienie sukcesu, tak samo jak homar dostarczony do doku z naklejoną na czole etykietą adresową.

Aby uczynić połowy homarów bardziej zrównoważonymi, naukowcy próbują odkodować DNA skorupiaków