Columbia River Chinook lax har förlorat så mycket som två tredjedelar av sin genetiska mångfald, Washington State University forskare har hittat. Forskarna kom till denna slutsats efter att ha extraherat DNA från mängder av benprover - vissa skördade så många som 7, 000 år sedan – och jämför dem med DNA från Chinook som för närvarande simmar i floderna Snake och Columbia.

Att bevara genetisk mångfald är ett centralt mål i lagen om hotade arter, delvis för att det hjälper en art att anpassa sig till föränderliga miljöer. Ändå mäts det sällan i denna grad. Skriver i journalen PLOS One , forskarna säger att deras analys "ger det första direkta måttet på minskad genetisk mångfald för Chinook-lax från den antika till den samtida perioden." I själva verket, de ser bortom fiskeriförvaltningens fyra H:n – livsmiljö, skörda, kläckerier och vattenkraft — för att betrakta ett femte H, historia.

Dammfrågan

Forskarna hittade ingen specifik orsak till nedgången. Möjliga effekter inkluderar kraftiga inhemska fisketryck vid fall längs Columbia, intensivt fiske i spåren av europeisk bosättning och ankomsten av dammar. "Den stora frågan är:Är det dammarna eller var det det här enorma fisketrycket när européerna anlände?" sa Bobbi Johnson, som gjorde studien som en del av hennes WSU-doktor i biologiska vetenskaper. "Den mångfalden kunde ha varit borta innan de satte in dammarna."

Johnsons medförfattare är Gary Thorgaard, en WSU emeritus professor i biologiska vetenskaper, och Brian Kemp, en före detta WSU molekylär antropolog och forntida DNA-expert nu vid University of Oklahoma. Forskarna arbetade också nära Spokane och Colville-stammarna, associerade byråer och Stan Gough, chef för arkeologiska och historiska tjänster vid Eastern Washington University.

Gammal skräp ögonblicksbild

Forskarna började med en trove av 346 kotor som till stor del drogs från gamla sophögar, eller mitter. Bär inte ett utan två lager medicinska handskar för att undvika att kontaminera prover med sitt eget DNA, forskarna plockade sekvenser av mitokondrie-DNA från en region som delas av 84 av de gamla fiskarna.

"Det är som en liten ögonblicksbild som berättar vem som är vem, vem är i vilken familj eller vilken härstamning, sa Johnson.

Hon jämförde sedan dessa med samma identifierande regioner på 379 samtida prover. "Vi hittade det som länge misstänkts, att det fanns mycket genetisk mångfald närvarande, åtminstone innan européerna kom, " sa Johnson.

Columbia mot Snake River Chinook

Forskarna var förvånade över att se en stor skillnad mellan mångfalden av samtida Columbia och Snake River Chinook. På övre Columbia, två tredjedelar av den genetiska mångfalden i Chinook har gått förlorad. På ormen, en tredjedel har gått förlorad Medan forskarna tittade på forntida Chinook DNA från Spokane River, Det finns inga samtida Chinook att jämföra eftersom byggandet av Little Falls Dam 1911 blockerade deras migration, sade Johnson.

Dock, Hon sa, forskarna fann att den antika gruppen hade ett stort antal härstamningar, sex, "och en mångfald högre än något enstocksfiske i det samtida Columbia-provet."

Fiske och dammar

Nordvästra indianer har fångat Chinook i mer än 9, 000 år, ofta runt naturliga barriärer som vattenfall som fungerade som flaskhalsar för laxens fantastiska lopp. Européerna var snabba med att utnyttja fisket efter att de anlände på 1860-talet, och mellan 1889 och 1922 skördade de så många som 25 miljoner pund om året.

Det minskade till 15 miljoner per år under mitten av 1900-talet och ligger nu på mindre än 5 miljoner, forskarna rapporterar.

Rock Island Dam, den första på huvudstammen av Columbia, byggdes 1933, följt av Bonneville Dam och Grand Coulee Dam, år 1941, blockerar havsgående lax från mer än 1, 000 miles av övre Columbia. Damms on the Snake kom mer än ett decennium senare. Columbia River Basin har nu mer än 400 dammar, forskarna skriver, blockerar mer än hälften av flodsystemets lekhabitat. Om forskarna skulle koppla en förlust av mångfald till marknadsfiske eller dammbygge, de skulle behöva DNA från fiskar från dessa perioder. Dock, de kunde inte dra fungerande DNA från laxvävnader som bevarats under det kommersiella fisket eller dammbyggandet. Deras yngsta gamla DNA var från ett 150 år gammalt prov som fångats nära Fort Colvile.

Bevarande verktyg

Kemp, Johnsons medrådgivare med Thorgaard, sade att studiens resultat ger en baslinje för vad som fanns i det förflutna och kan informera diskussioner om den svåra uppgiften att få tillbaka aktier.

"Denna studie fungerar som ett verktyg för bevarandegenetik, " han sa.