世界上第一个基因分析显示澳大利亚白鲨数字
在所有顶级掠食者中,白鲨Carchardon carcharias(俗称大白)可能是最迷人的。(非常罕见的)人类相互作用的潜在危险已将物种嵌入我们的民族意识中。
关于全球白鲨种群规模和状况的争论既充满活力又经常受到质疑,可以说我们从未有过准确的情况。现在,我们第一次估计澳大拉西亚地区的成年鲨鱼总数约为2,210只。我们缺乏一个地区少年鲨鱼的数据,因此很难说澳大利亚人口总数是多少,但它可能超过8,000-10,000只动物。
CSIRO研究人员与国家环境科学计划中的澳大利亚和新西兰科学家合作,利用世界首创的遗传分析来研究白鲨种群。该项目的结果于周四发表在“科学报告”杂志上,是对澳大利亚地区白鲨成年人口规模,趋势和存活率的首次估计。
一条鱼,两条鱼......
在海洋,特别是渔业建模中广泛使用的格言是计数鱼类就像计算树木,但你看不到它们,它们一直在四处移动。
到目前为止,研究人员不得不依赖不完整的资源,如历史捕获数据。各种鲨鱼控制程序不提供关于相对密度随时间的可用数据。我们确实从电子标签和以前的基因研究中获得了关于白鲨迁徙和种群结构的信息,但这些并没有告诉我们鲨鱼的数量。
为解决这一关键问题,我们与澳大利亚和新西兰的同事一起使用了一种名为close-kin mark-recapture的高度新颖的方法,该方法最初由CSIRO在21世纪后期开发,用于监测南方蓝鳍金枪鱼。
Close-kin mark-recapture首先涉及从活着或死亡的鲨鱼中取出组织样本,获得动物的遗传特征,然后将其与所有其他鲨鱼进行比较并询问:这些鲨鱼是否相关,如果是,那么如何他们有关系?
由于许多因素,从幼年白鲨(3.5至4米或更小的范围)采集遗传样本比从成年人采取更容易。
在第一阶段,我们比较了来自幼年白鲨的遗传数据,以寻找半兄弟对 - 分享母亲或父亲的动物。半兄弟姐妹是这个问题的近亲。在样本中找到这些对的机会取决于(a)成年群体的大小,和(b)成年鲨鱼的存活率。
较高数量的鲨鱼或存活率较低的鲨鱼使得在样本中找到兄弟姐妹的可能性降低。
特定类型的相关性(半兄弟或姐妹)与成年人口的大小和存活率之间的这种联系是等式的标记 - 重新获得方面。在传统的野生动物标记研究中,我们以某种方式(物理或视觉或遗传ID)“标记”动物,并尝试在将来的某个时间再次“重新捕获”它。
标记 - 重新捕获原理与此方法完全相同。关键的区别在于幼鲨在其DNA中携带其父母的“标记”,当你找到一对半兄弟时,它会被“重新捕获”。找到足够的这些半兄弟姐妹,你可以估计成人数和生存率。
目前,我们认为澳大拉西亚地区有两种主要的白鲨种群:“东部”种群,基本上是巴斯海峡(包括新西兰)以东的所有种群,以及出现的“南西方”种群范围从巴斯海峡西部,南澳大利亚和西澳大利亚沿岸,北至宁格鲁礁。
作为该项目第一阶段的一部分,我们在75只澳大利亚东部少年鲨鱼中寻找半兄弟姐妹并发现了20只。为了给出一些背景,75个样本允许在动物之间进行2,775次独特比较。因此,不到1%的比较是兄弟姐妹。我们估计成年鲨鱼数量约为470只(范围为280-650),其中至少有90%存活于一年到下一年。鉴于数据有限,没有关于成年人口趋势的准确信息。
然而,近亲方法只能告诉我们成年人口。为了将这些估计值扩展到总人口规模,我们需要了解少年鲨鱼的存活率。根据澳大利亚综合海洋观测系统存档的大约70只配有声发射器的少年鲨鱼的数据,我们估计少年鲨鱼的年存活率约为73%。
将这些幼年生存估计与近亲分析中的成虫丰度和生存信息相结合,我们估计整个东部人口中约有4,060只(和2,500-6,750种)白鲨。
从初始数据中获得这些结果后,我们进入了项目的第二阶段。我们收集并处理了更多的样本,以获得东部人口的更多数据,以及足够的样本和半兄弟匹配来估计西南地区的成年人口规模。在东方,我们现在有214个少年样本,发现了73个半兄弟姐妹;在南西方的案例中,我们现在有175个样本,发现了27个半兄弟姐妹。
东部成人人口规模的修订估计数约为750(范围为470-1,030),年生存概率为93%。东部地区总人口规模的修订估计值约为5,460(范围为2,909-12,802)。
我们对南西方成年人口的初步估计值约为1,460(范围为760-2,250),生存概率非常高(在东部的90%及以上范围内)。因此,这些估计表明,相对于东方,南西方人口中的成年白鲨数量几乎是其两倍。
鲨鱼种群在增加吗?
在澳大利亚,自1999年以来,白鲨一直受到联邦环境保护和生物多样性保护法的保护。1995年至1999年期间,国家恢复计划正在生效。受各州立法保护,并受国家恢复计划的约束。
我们发现,在两个群体中,成年人群的趋势是因为保护基本持平,没有大幅增加或减少的证据。然而,在估算年轻白鲨的种群变化时,情况更加不确定。
白鲨需要12 - 15年才能成熟。假设保护物种降低了幼年死亡率,那么直到接下来的5 - 10年,任何这种影响在成年人口中都不会明显。
平衡保护和人类保护的相互冲突的目标有时是困难和有争议的。但是,毫无疑问,如果不能有效地监测人口,就无法解决这些问题。
现在我们可以通过电子标记程序监测青少年,并用近亲方法跟踪成年人群,最后我们应该解决如何跟踪这个标志性捕食者的种群大小和状态的问题。
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