Đinh Văn Khương
Senior Member
Source: University Of Washington
Date: 2002-11-04
Print this page
Email to friend
Overfishing May Diminish Genetic Diversity Even When Millions Of Fish Remain
Populations of marine fish may lose genetic diversity even if fishing stops while there are still several million individuals – a number previously assumed to be enough to preserve a diverse gene pool.
Losing the diversity of key genes can render a population less productive and unable to adapt when faced with challenges such as global warming, pollution or changes in predators or prey. Rare genetic variation of little importance today might be the key to adaptability in the future, according to Lorenz Hauser, University of Washington assistant professor with the School of Aquatic and Fishery Sciences and lead author of a report recently published as part of the Proceedings of the National Academy of Sciences.
It could be that genetic diversity in a population needs to be considered when determining sustainable harvests for marine fish – fish such as snappers, rockfish and cod that spend their entire lives in the ocean. For some animals studied by conservation biologists, such as pandas and elephants, as few as 500 individuals appear to be enough to maintain rare variances.
For reasons not yet understood, however, it appears that in marine fishes only a small proportion of individuals produce large numbers of offspring that survive. Therefore as a fish population declines the number of such capable breeders may reach levels that cannot sustain genetic diversity.
What Hauser and his co-authors found is that the number of capable breeders is several magnitudes smaller than they expected: In their work with a population of New Zealand snapper that was fished down to about 3 million, only one in 10,000 fish was a capable breeder. That means the genetic diversity for a population of a few million fish could be depending on as little as a few hundred fish.
If such low ratios are commonplace in marine species, many other kinds of marine fish stocks may be in danger of losing genetic variability, the paper says. Fish scales collected and archived at the New Zealand Ministry of Fisheries provided DNA from two isolated populations of New Zealand snappers for the research. The smaller population from Tasman Bay lost variations in six of seven gene markers as its numbers declined to 3 million while exploited between the 1950s and 1998. A larger population from Hauraki Gulf, composed of 37 million fish, showed no loss in variation between the 1950s and 1998. However, it had been fished since the late 1800s and by 1950 already had less genetic variation compared to the Tasman Bay population.
From a practical standpoint, fisheries managers are not going to be able to monitor genetic diversity for every stock, Hauser says. Instead, if scientists can learn which fish are the very successful breeders and why, then managers may be better able to predict the number of offspring produced and thus may be able to increase fishing when conditions are favorable for successful fish and decrease fishing when they aren't.
Hauser was at the University of Hull, England, when the work was conducted in collaboration with Greg Adcock (now of the University of Melbourne), Julio Bernal Ramirez and Gary Carvalho, and their colleague Peter Smith of the National Institute of Water and Atmospheric Research, New Zealand. The study was funded by the Leverhulme Trust, England.
Editor's Note: The original news release can be found here.
khai thác cá quá mức có thể làm giảm đa dạng về di truyền ngay cả khi vẫn còn hàng triệu cá thể.
các quần thể cá biển có thể bị mất đa dạng và mất sản lượng thậm chí khi vẫn còn vài triệu cá thể - con số mà trước đây người ta cho là đủ để bảo tồn vốn gen.
mất đa dạng của các gen quan trọng có thể làm cho một quần thể sinh sản kém đi và không có khả năng thích nghi khi đối mặt với những thách thức như ấm lên toàn cầu, ô nhiễm môi trường hay những thay đổi về vật dữ - con mồi. Theo University of Washington assistant professor with the School of Aquatic and Fishery Sciences and lead author of a report recently published as part of the Proceedings of the National Academy of Sciences. Sự đa dạng về di truyền trong một quần thể cần thiết phải xem xét khi tính đến sản lượng khai thác ổn định như các loài snapper, rockfish và cod (những loài hoàn toàn sống ở biển). Với một số được các nhà sinh học bảo tồn nghiên cứu như Pandas và elephant thì chỉ cần khoảng 500 cá thể là đủ để duy trì những rare variances.
lý do giải thích vẫn chưa sáng tỏ, tuy nhiên rõ dàng rằng ở các loài cá biển chỉ có một phần nhỏ các cá thể tham gia vào sinh sản ra số lượng con cháu khổng lồ. Vì vậy, khi một quần thể cá giảm số lượng các cá thể có khả năng sinh sản tới một mức độ nào đó sẽ không thể duy trì đa dạng về di truyền.
Hauser và các đồng tác giả của ông đã thấy rằng số lượng của các cá thể có khả năng sinh sản nhỏ hơn rất nhiều so với những gì họ đã nghĩ. Khi nghiên cứu một quần thể snapper của New Zealand có khoảng 3 triệu cá thể thì chỉ có khoảng 100.000 là có khả năng sinh sản. Điều này chứng tỏ rằng sự đa dạng di truyền cho một quần thể vài triệu cá thể chỉ phụ thuộc vào vài trăm cá thể trong đàn.
Nếu tỉ lệ thấp như vậy là phổ biến ở các loài cá biển, nhiều loài có thể đang trong tình trạng nguy cấp, mất đi sự đa dạng về di truyền, the paper says. Sự cân bằng của chúng được thu thập và lưu trữ tại Bộ thủy sản New Zealand đã cung cấp DNA từ hai quần thể snapper New Zealand được cách ly để nghiên cứu. Quần thể nhỏ hơn từ Vịnh Tasman đã mất đi sự đa dạng của 6 trong 7 gen được kiểm tra vì số lượng của chúng bị giảm xuống còn 3 triệu cá thể do khai thác từ những năm 1950 tới 1998. Quần thể lớn hơn từ Vịnh Hauraki, có khoảng 37 triệu cá thể đã không bị giảm về đa dạng di truyền từ 1950s tới 1998. Tuy nhiên, chúng bị khai thác từ những năm cuối 1800 tới 1950 đã gần như mất sự đa dạng về di truyền khi đem so sánh với với quần thể ở Vịnh Tasman.
Từ quan điểm thực tế này, Hauser cho biết quản lý nghề cá sẽ không thể kiểm soát đa dạng di truyền cho tất cả quần thể. . Thay vào đó, các nhà khoa học phải tìm hiểu tại sao và khi nào chúng sinh sản thành công, sau đó có thể dự đoán chính xác hơn số lượng con cháu có thể được sinh ra và vì vậy có thể tăng sản lượng khai thác khi điều kiện thuận lợi cho sinh sản và giảm trong điều kiện ngược lại.
Date: 2002-11-04
Print this page
Email to friend
Overfishing May Diminish Genetic Diversity Even When Millions Of Fish Remain
Populations of marine fish may lose genetic diversity even if fishing stops while there are still several million individuals – a number previously assumed to be enough to preserve a diverse gene pool.
Losing the diversity of key genes can render a population less productive and unable to adapt when faced with challenges such as global warming, pollution or changes in predators or prey. Rare genetic variation of little importance today might be the key to adaptability in the future, according to Lorenz Hauser, University of Washington assistant professor with the School of Aquatic and Fishery Sciences and lead author of a report recently published as part of the Proceedings of the National Academy of Sciences.
It could be that genetic diversity in a population needs to be considered when determining sustainable harvests for marine fish – fish such as snappers, rockfish and cod that spend their entire lives in the ocean. For some animals studied by conservation biologists, such as pandas and elephants, as few as 500 individuals appear to be enough to maintain rare variances.
For reasons not yet understood, however, it appears that in marine fishes only a small proportion of individuals produce large numbers of offspring that survive. Therefore as a fish population declines the number of such capable breeders may reach levels that cannot sustain genetic diversity.
What Hauser and his co-authors found is that the number of capable breeders is several magnitudes smaller than they expected: In their work with a population of New Zealand snapper that was fished down to about 3 million, only one in 10,000 fish was a capable breeder. That means the genetic diversity for a population of a few million fish could be depending on as little as a few hundred fish.
If such low ratios are commonplace in marine species, many other kinds of marine fish stocks may be in danger of losing genetic variability, the paper says. Fish scales collected and archived at the New Zealand Ministry of Fisheries provided DNA from two isolated populations of New Zealand snappers for the research. The smaller population from Tasman Bay lost variations in six of seven gene markers as its numbers declined to 3 million while exploited between the 1950s and 1998. A larger population from Hauraki Gulf, composed of 37 million fish, showed no loss in variation between the 1950s and 1998. However, it had been fished since the late 1800s and by 1950 already had less genetic variation compared to the Tasman Bay population.
From a practical standpoint, fisheries managers are not going to be able to monitor genetic diversity for every stock, Hauser says. Instead, if scientists can learn which fish are the very successful breeders and why, then managers may be better able to predict the number of offspring produced and thus may be able to increase fishing when conditions are favorable for successful fish and decrease fishing when they aren't.
Hauser was at the University of Hull, England, when the work was conducted in collaboration with Greg Adcock (now of the University of Melbourne), Julio Bernal Ramirez and Gary Carvalho, and their colleague Peter Smith of the National Institute of Water and Atmospheric Research, New Zealand. The study was funded by the Leverhulme Trust, England.
Editor's Note: The original news release can be found here.
khai thác cá quá mức có thể làm giảm đa dạng về di truyền ngay cả khi vẫn còn hàng triệu cá thể.
các quần thể cá biển có thể bị mất đa dạng và mất sản lượng thậm chí khi vẫn còn vài triệu cá thể - con số mà trước đây người ta cho là đủ để bảo tồn vốn gen.
mất đa dạng của các gen quan trọng có thể làm cho một quần thể sinh sản kém đi và không có khả năng thích nghi khi đối mặt với những thách thức như ấm lên toàn cầu, ô nhiễm môi trường hay những thay đổi về vật dữ - con mồi. Theo University of Washington assistant professor with the School of Aquatic and Fishery Sciences and lead author of a report recently published as part of the Proceedings of the National Academy of Sciences. Sự đa dạng về di truyền trong một quần thể cần thiết phải xem xét khi tính đến sản lượng khai thác ổn định như các loài snapper, rockfish và cod (những loài hoàn toàn sống ở biển). Với một số được các nhà sinh học bảo tồn nghiên cứu như Pandas và elephant thì chỉ cần khoảng 500 cá thể là đủ để duy trì những rare variances.
lý do giải thích vẫn chưa sáng tỏ, tuy nhiên rõ dàng rằng ở các loài cá biển chỉ có một phần nhỏ các cá thể tham gia vào sinh sản ra số lượng con cháu khổng lồ. Vì vậy, khi một quần thể cá giảm số lượng các cá thể có khả năng sinh sản tới một mức độ nào đó sẽ không thể duy trì đa dạng về di truyền.
Hauser và các đồng tác giả của ông đã thấy rằng số lượng của các cá thể có khả năng sinh sản nhỏ hơn rất nhiều so với những gì họ đã nghĩ. Khi nghiên cứu một quần thể snapper của New Zealand có khoảng 3 triệu cá thể thì chỉ có khoảng 100.000 là có khả năng sinh sản. Điều này chứng tỏ rằng sự đa dạng di truyền cho một quần thể vài triệu cá thể chỉ phụ thuộc vào vài trăm cá thể trong đàn.
Nếu tỉ lệ thấp như vậy là phổ biến ở các loài cá biển, nhiều loài có thể đang trong tình trạng nguy cấp, mất đi sự đa dạng về di truyền, the paper says. Sự cân bằng của chúng được thu thập và lưu trữ tại Bộ thủy sản New Zealand đã cung cấp DNA từ hai quần thể snapper New Zealand được cách ly để nghiên cứu. Quần thể nhỏ hơn từ Vịnh Tasman đã mất đi sự đa dạng của 6 trong 7 gen được kiểm tra vì số lượng của chúng bị giảm xuống còn 3 triệu cá thể do khai thác từ những năm 1950 tới 1998. Quần thể lớn hơn từ Vịnh Hauraki, có khoảng 37 triệu cá thể đã không bị giảm về đa dạng di truyền từ 1950s tới 1998. Tuy nhiên, chúng bị khai thác từ những năm cuối 1800 tới 1950 đã gần như mất sự đa dạng về di truyền khi đem so sánh với với quần thể ở Vịnh Tasman.
Từ quan điểm thực tế này, Hauser cho biết quản lý nghề cá sẽ không thể kiểm soát đa dạng di truyền cho tất cả quần thể. . Thay vào đó, các nhà khoa học phải tìm hiểu tại sao và khi nào chúng sinh sản thành công, sau đó có thể dự đoán chính xác hơn số lượng con cháu có thể được sinh ra và vì vậy có thể tăng sản lượng khai thác khi điều kiện thuận lợi cho sinh sản và giảm trong điều kiện ngược lại.
