DNA显示华盛顿涵洞替代品帮助鲑鱼产卵

为了帮助陷入困境的鲑鱼种群，华盛顿州法律要求更换数百个在道路下引流的涵洞。州交通部门正在用宽阔的混凝土长廊取代旧的、生锈的金属管道，为上游的鲑鱼提供更平缓的梯度和更温和的水流，以进入更多的产卵场。整个工程将持续 17 年，耗资 38 亿美元。

但这些项目在促进鱼类运输方面有多成功呢?华盛顿大学和国家海洋和大气管理局的一个团队在 2021-22 年贝灵厄姆市附近的两次涵洞更换期间进行了基因调查。干预后监测显示，升级一个涵洞(位于 5 号州际公路下方)产生了很大影响，而另一个涵洞可能没有那么大的障碍。施工并未扰乱两个地点的鱼类种群。

该研究将发表在即将出版的《环境应用》杂志上。

“无论是从科学角度还是从更广泛的影响来看，这都是一项令人惊叹的研究。我们证明，我们可以仅使用从水中回收的 DNA 来衡量管理干预措施的影响。”主要作者Elizabeth (Eily) Andruszkiewicz Allan说道。位于华盛顿大学的eDNA 合作组织。

在这项研究中，研究人员没有捕获或计算一条鱼。相反，从 2021 年 3 月到 2022 年 12 月——项目之前、期间和之后——他们每月在涵洞上游和下游的位置收集水样。回到实验室，他们对漂浮的 DNA 片段进行了测序，以确定存在的鲑鱼物种的 DNA 类型和数量。

该研究使用了一种称为“环境 DNA”或 eDNA 的新型监测方法。漂浮在环境中的鳞片、粪便、毛皮或其他材料上的 DNA 片段可以帮助研究人员检测附近有哪些物种，而不是依赖视觉计数、相机或陷阱。

鱼的 DNA 会在水中停留一两天。研究人员旨在将涵洞项目作为更广泛地在环境影响报告中使用 eDNA 的模型。

该研究重点关注帕登溪沿岸的两个建设项目，帕登溪是一条从帕登湖流向贝灵厄姆湾的约 3 英里长的小溪。更换一个涵洞是 I-5 公路下的一项重大升级。DNA 结果显示四种感兴趣的物种有所改善：切喉鳟鱼、银鲑鱼、虹鳟鱼和红鲑鱼。另一个项目是 11 号州道或老费尔黑文大道下的一个较小的涵洞替代项目，影响较小：施工前后鳟鱼和鲑鱼 DNA 的水平相似，这意味着旧涵洞可能适合鱼类通行。

艾伦说：“很明显，并非所有标记为阻碍鲑鱼的东西实际上都是阻碍鲑鱼的。” “未来，涵洞上游的 DNA 采样可能会被添加到优先级排序过程中。”

研究结果可能有助于支持正在进行的西海岸和阿拉斯加涵洞更换工作。

“环境 DNA 提供了一种截然不同的看待世界的方式，”共同主要作者、威斯康星大学海洋和环境事务教授瑞安·凯利 (Ryan Kelly)说。“我们可以在一升水中看到数千个物种，这是其他采样方法无法做到的。eDNA 真正有吸引力的地方在于它易于重复和扩展。”

研究人员使用华盛顿州温哥华史密斯鲁特公司捐赠的高科技背包采集水样。他们总共对大约 5200 万个 DNA 片段进行了测序，其中大约一半是感兴趣的四种鲑鱼物种的。

研究人员还调查了其他五条小溪作为对照。作者表示，未来，工程师或测量员可以比测量和识别鱼类更容易地收集水样进行环境监测，从而更容易与其他测量相结合。

“如果你必须用另一种方法去那里寻找和计数鱼，那将需要一整天的时间，”凯利说。“因此，eDNA 真正节省了该领域的时间和精力。”

其他合著者包括华盛顿大学海洋与环境事务学院的博士后研究员Erin D'Agnese、硕士生Maya Garber-Yonts和研究科学家Megan Shaffer ;以及NOAA 的扎卡里·戈尔德 (Zachary Gold)和安德鲁·O·谢尔顿 (Andrew O. Shelton)。该研究由总部位于加利福尼亚州的资助组织 Oceankind 和华盛顿州交通部资助。

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