Steelhead были намеренно введены в Озеро Мичиган в конце 1800-х, чтобы поддержать развлекательное и коммерческое рыболовство. В их родном диапазоне, который простирается от Калифорнии до России, steelhead люк в пресноводных реках, мигрируют к океану и возвращаются к пресноводному, чтобы метать икру. Эта миграция позволяет steelhead питаться в океане, где они могут вырасти и произвести больше яиц, чем если бы они остались в пресноводных потоках для их всех жизней.steelhead, введенные в Озеро Мичиган, продолжают метать икру в маленьких пресноводных притоках и потоках, но теперь рассматривать совершенно пресноводную среду обитания Великих озер как суррогатный океан.
После их введения в Озеро Мичиган steelhead начал естественно воспроизводить и установил самоподдерживающееся население всюду по Великим озерам. Исследовать, как эти рыбы, адаптированные к этой новой окружающей среде, команде во главе с Марком Кристи, доцентом биологических наук в Университете Пердью, упорядочили полные геномы 264 рыб. Команда тогда сравнила steelhead от Озера Мичиган до тех из их наследственного диапазона, ища регионы изолированной части, связанные с генетической адаптацией.
Исследование, которое было издано в в журнале Molecular Ecology, нашло, что области трех хромосом в steelhead развились после того, как они были представлены в Озере Мичиган, предложив понимание, как эта мигрирующая океан рыба приспособилась к совершенно пресноводной окружающей среде.Два из этих трех регионов на хромосомах, которые испытали генетические изменения, очень важны для процесса, который поддерживает соль и баланс иона через мембраны в теле, известном как osmoregulation. Пресноводные рыбы активно берут в ионах от их среды, чтобы дать компенсацию за соли, потерянные через пассивное распространение, в то время как морская рыба удаляет ионы, чтобы дать компенсацию за поглощение солей в их тела.
Эти изменения областей хромосом, которые затрагивают, как этот процесс работы помогает объяснить, как steelhead выжили в совершенно пресноводной окружающей среде.Третий регион, который изменился, вовлечен в метаболизм и исцеление раны. Эта адаптация, возможно, позволила steelhead использовать в своих интересах альтернативу, охотятся или ассигнуют дополнительные ресурсы деятельности в их новой среде, согласно исследованию.
Альтернативно, этот регион, возможно, приспособился как ответ на новую угрозу: паразитная морская минога. Эти паразитные существа были неумышленно представлены Озеру Мичиган в 1930-х. Они запираются на рыбу как пиявки и оставляют большие раны, часто убивая большие количества рыбы, на которую они охотятся.
«Если Вы думаете о наличии открытой раны в морском против пресноводного, эффекты более серьезны в пресноводном, потому что клетки могут разорвать по более быстрому уровню. Это имеет смысл, что steelhead мог бы хотеть противодействовать тем эффектам более быстро или сделать это по-разному», сказал Дженна Виллоуби, постдокторский исследователь в Пердью и соавтор на исследовании. «Кроме того, паразитная минога происходят в действительно высоких удельных весах в Великих озерах, но редко взаимодействуют с steelhead в их родном диапазоне – подразумевать, что они могут просто быть сильной отборной силой».Исследование также нашло, что генетическое разнообразие было намного ниже в steelhead в новой окружающей среде, чем рыба из их родного диапазона. Это уменьшенное генетическое разнообразие, иногда названное эффектом основателя, распространено, когда новая колония начата только несколькими членами оригинального населения.
«Даже если у Вас есть уменьшенное население из-за вводного события или эффекта основателя, население все еще приспосабливается к изменению условий окружающей среды», сказала Кристи. «Выяснение, которое может приспособить население и почему остается неотложным вопросом, особенно перед лицом изменения климата и других проблем сохранения».