在浩瀚的海洋中，人们会认为海洋生物可以游得很远、很广，因此，一个物种的种群可以自由混合。但对于玉筋鱼（the sand lance）而言，这种鱼是作为饵料的重要来源，情况似乎并非如此。
康涅狄格大学（University of Connecticut）海洋科学副教授汉内斯·鲍曼（ Hannes Baumann）表示，玉筋鱼是一种小型鱼群，富含脂质。因此，玉筋鱼成为从鲸鱼、鲨鱼到海鸟至少70种不同物种的优质且重要的食物来源。
从新泽西海域一直向北到格陵兰岛都可以发现北方玉筋鱼。包括鲍曼和博士生卢卡斯·琼斯（Lucas Jones）在内的研究人员很想知道，玉筋鱼是否构成了一个庞大的同质种群，或者是否存在基因差异的种群。他们的研究结果发表在ICES海洋科学杂志（ICES Journal of Marine Science）。
鲍曼解释说，在考虑物种的保护和可持续管理时，这些都是需要回答的重要问题，特别是由于气候变化，玉筋鱼生活地区的气候变暖速度比地球上许多地区都快得多。
从如此广泛的范围内对鱼类进行采样绝非易事，但两年前，鲍曼和琼斯开始联系其他研究人员，想要获知他们是否有多余的组织样本。鲍曼将这项工作归功于国际小组的同事，他们提供了样本，其中包括来自加拿大和格陵兰岛的合著者，并帮助对数据进行排序和分析，这其中包括康奈尔大学的合著者。
总而言之，鲍曼、琼斯和团队使用一种称为全基因组低深度重测序（low-coverage whole genome sequencing）的技术，对来自玉筋鱼存在范围内不同地点的近300个样本进行了测序和分析。他们还对玉筋鱼的第一个参考基因组进行了测序。
简而言之，鲍曼说，他们在新斯科舍省（Nova Scotia）海岸外的斯科舍大陆架（Scotian Shelf）上发现了一个基因断裂的区域。研究人员区分出两个截然不同的群体，一个在分界线的北部，一个在分界线的南部，基因组的部分差异非常大，即在染色体21和24上。鲍曼说，如果没有像山脉这样明显的物理障碍将这些群体分开，那么我很有可能会问这些差异是如何形成的。
鲍曼说：“这是一个科学难题，”而答案似乎就在洋流中。
鲍曼说：“当来自北方的鱼类繁殖并向南漂流时，它们在基因上不太适应温暖的南方水域，即使冬天温暖5到6度，它们也无法生存。”“这些种群可能与洋流有关，但实现连通的可能性基本为零。”
这是玉筋鱼的首次发现，但在龙虾、鳕鱼和扇贝等其他物种中也有类似发现，这项研究进一步为斯科舍大陆架存在明显的温差提供了证据，并有助于证明温度是生存的重要因素。
“一个又一个例子表明，海洋并不像预期的那样均匀，有各种各样的东西阻止了这种洋流之间持续的混合。”鲍曼表示，“我们发现了另一个引人注目的例子。”
鲍曼说，当研究人员在混合持续的环境中发现适应性时，就会问一个问题，比如，在海洋中，物种如何保持差异，即使它们不断遇到其他基因型。这就是该篇论文中使用的强大的基因组方法的用武之地。
鲍曼说:“许多物种的部分基因组都有我们所说的‘基因反转’，这意味着来自亲代一方的染色体上的基因有一定的顺序，而来自另一方的同一染色体上的编码相同的基因，它们在同一区域，但被反转了”
这些反转意味着重组不能发生；因此，这些基因代代相传，在适应过程中发挥着重要作用。
“我们发现，在21号和24号染色体上，有完全不同的整个区域，由于没有重组，这就像我们所说的反转标志。”
鲍曼表示，知道斯斯科舍大陆架上存在遗传和生态屏障很重要，因为随着气候变化，这一屏障可能会向北移动，虽然这对南方鱼类来说可能是个好消息，但对目前在那里的鱼类来说却是个坏消息。
研究人员在发现两个集群时也松了一口气，因为如果有许多较小的集群，管理和养护可能会更具挑战性，尤其是考虑到海上风电场的建设等情况。适合安装风力涡轮机的地方也可能是玉筋鱼的栖息地，而建筑会破坏栖息地。如果有许多较小的集群，一个建筑项目可能会带来完全消灭集群的风险，而对于更广泛分散的集群，尽管当地集群可能会暂时受到干扰，但它们很快就能在建筑完成后重新恢复。
鲍曼计划将进一步的研究重点放在研究热分裂的遗传基础上。
鲍曼说：“尽管气候变化，我们希望确保这种鱼类的繁殖能力力和适应能力。因此，我们应该确保在它们的分布地区得到保护。”“这些决定应该包括专家，以确保如果有一个对玉筋鱼非常关键的区域，任何干扰都是暂时的。”
鲍曼说，这不是一场无法解决的冲突，却我们所需要做的事情。他还指出，由于该地区变暖速度更快，热区以北的玉筋鱼可能已经受到了更多的变暖影响。
他说：“这两个集群可能对气候变化有不同的脆弱性，我们还不知道，但这是应该研究的方向。”
研究报告来源：
Lucas F Jones, R Nicolas Lou, Christopher S Murray, Dominique Robert, Christina M Bourne, Caroline Bouchard, Marek Kučka, Y Frank Chan, David B Carlon, David N Wiley, Nina O Therkildsen, Hannes Baumann. Two distinct population clusters of northern sand lance (Ammodytes dubius) on the northwest Atlantic shelf revealed by whole genome sequencing. ICES Journal of Marine Science, 2022; DOI: 10.1093/icesjms/fsac217.
编译者：陈影
审校者：张仲杰（Hugo Zhang）
新闻来源：ScienceDaily网
