Öring som lever i floder förorenade av metall från gamla gruvor över de brittiska öarna är genetiskt "isolerade" från andra öringar, visar ny forskning. Verket visas i Mångfald och distributioner .
Forskare analyserade öring på 71 platser i Storbritannien och Irland, där många floder innehåller metall som tvättats ut från nedlagda gruvor.
Medan öring i metallförorenade floder verkar friska, är de genetiskt distinkta - och en brist på mångfald i dessa populationer gör dem sårbara för framtida hot. Genom att jämföra öringens DNA i floder med och utan metallföroreningar, fann forskarna att metalltoleranta öringpopulationer splittrades från de bredare arterna under perioder med hög gruvaktivitet.
Studien, av universiteten i Exeter och Cardiff, genomfördes i fyra regioner:västra Wales, nordöstra England, sydvästra England och sydöstra Irland.
"Vi fann en kraftigt minskad genetisk mångfald i några av dessa öringpopulationer som lever i metallpåverkade vatten", säger professor Jamie Stevens, från University of Exeter.
"Dessa fiskar bär på en hög börda av metaller, med giftig bindning av lösta metaller till deras gälar som orsakar kvävning, men öringar som tål detta har dykt upp i förorenade floder. Om fiskar utan denna tolerans simmar in i dessa floder måste de antingen lämna eller dö från den exponeringen Detta betyder att de metalltoleranta fiskarna är genetiskt isolerade, inte utbyter gener med andra öringpopulationer. Så även om dessa fiskar kan vara friska där de är, är den genetiska mångfalden som gjorde det möjligt för dem att anpassa sig till denna snabba förändring i sin miljö. saknas nu – vilket gör dem mer sårbara för framtida förändringar."
Vanliga metallföroreningar i tidigare gruvområden inkluderar bly och koppar, och många fiskar och andra arter i dessa floder har redan utplånats.
Uppkomsten av metallresistent öring, med hög genetisk differentiering från närliggande populationer och minskad mångfald, sågs i populationer som lever i metallförorenade floder i Cornwall, Wales och nordöstra England.
"Detta är sannolikt resultatet av selektionstryck - evolution driven i det här fallet av överlevnad, eller icke-överlevnad, beroende på förmågan att motstå metallföroreningar", säger Dr Daniel Osmond, från Westcountry Rivers Trust, som utförde forskningen som del av sin doktorsexamen. i Exeter.
Studien fann de högsta nivåerna av genetisk isolering i floder som både var förorenade med metall och påverkade av fysiska barriärer som dammar och dammar. Metallföroreningsnivåerna fluktuerar och ökar ofta under perioder med mycket nederbörd.
Dr. Osmond förklarade, "Under olika perioder av historien har dessa minerade regioner varit globalt viktiga i sin industriella produktion av många metaller. Detta har dock lämnat förorenade landskap som West Cornwall, som i själva verket är en gigantisk vaxkaka av gamla gruvor. När det kommer regn kan dessa fyllas med vatten och som kan rinna ut i floder."
Sötvattenvandrande fisk har minskat avsevärt i många områden och även om öring inte anses vara en hotad art, visar studien att öring kan vara mer sårbar än man tidigare trott.
Forskarna säger att en minskning av utspolningen av gruvvatten och avlägsnande av fysiska barriärer i floder kan bidra till att minska genetisk isolering.
Studien använde simuleringar av populationer genom tiden, modellerade olika historiska evolutionära scenarier och effekterna av dessa på den genetiska mångfalden av populationer, och jämförde dessa med de provtagna populationerna idag, för att förutsäga vilka evolutionära scenarier som var mest trovärdiga.
Mer information: Att leva i ett postindustriellt landskap:upprepade mönster av genetisk divergens hos öring (Salmo trutta L.) över de brittiska öarna., Mångfald och utbredning (2024). DOI:10.1111/ddi.13854
Journalinformation: Mångfald och distributioner
Tillhandahålls av University of Exeter
