Большая битва за маленькую рыбу
С той поры минуло сто лет, и в океане произошли кардинальные изменения. Небольшие парусные суда промысловых стран сменились промышленными донными траулерами. В 1968 году улов североатлантической трески начал снижаться, то же самое произошло с лососем, морским языком, омарами. В начале 1980-х биологи заметили ещё одну тревожную тенденцию: рыба в некоторых местах стала расти медленнее, достигая зрелости раньше и откладывая меньше икры. Иными словами, не только стало меньше рыбы, но и сама она уменьшилась в размерах.
Говорили, что причиной тому изменения температуры морской воды или нехватка пищи. Но реальным виновником может оказаться практика защиты рыбных ресурсов. В соответствии с различными законами и договорами сеть большинства траулеров имеет крупные ячейки, что позволяет маленькой, молодой рыбе высвободиться. Польза от этой практики кажется очевидной: на стол попадают лишь самые старые и жирные особи, а молодняк отправляется на нерест, производя на свет следующее поколение. Придумав этот трюк, учёные были счастливы, считая, что защитили рыбу, а рыбаки радовались крупной добыче, которую можно продать за хорошую цену.
А вдруг это ошибка? За пять десятилетий получено не очень много доказательств в пользу того, что снижение улова молодняка улучшило промысел. Напротив, небольшой хор исследователей утверждает, что рыба адаптировалась к этой практике: она стала меньше, чтобы реже попадаться. А чем меньше особь, тем меньше икры. Эти учёные не отрицают, что самой большой угрозой остаётся перелов, но подчёркивают, что такое эволюционное давление возымеет пагубные последствия, с которыми будет очень трудно справиться.
Гипотеза спорная, и многие специалисты ей не верят. Поэтому в прошлом году, Микко Хейно из Бергенского университета (Норвегия) обратился за помощью к каноническому рыбаку по имени Йохан Норман. Он извлёк ДНК из чешуек и теперь собирает геном этой и других рыб в попытке выявить изменения в темпах роста и развития генов, чтобы окончательно объяснить уменьшение размеров вида.
Но даже если он докажет свою правоту, останутся разногласия по поводу того, что с ней делать. Только дурак может решить, что следует усилить промысловое давление на молодняк, говорит Карл Уолтерс из Университета Британской Колумбии (Канада). Однако думающие так имеются, и дураками они себя не считают.
Теория эволюции, индуцированной промыслом, восходит к 1981 году, когда канадский учёный Уильям Рикер предположил, что кижуч (Oncorhynchus kisutch) и горбуша (Oncorhynchus gorbuscha) стали раньше достигать зрелости, потому что японские рыбаки ориентировались только на крупную рыбу. С 1990-х годов исследователи начали замечать ту же тенденцию у других видов. Но в течение многих лет считалось, что причиной тому факторы окружающей среды — изменение климата и загрязнение, а вовсе не генетика.
Затем, в 2002 году, Дэвид Коновер и Стивен Мунк из Университета штата Нью-Йорк в Стони-Бруке (США) опубликовали результаты одного спорного эксперимента. Они поймали несколько атлантических менидий (Menidia menidia) у побережья Лонг-Айленда и основали шесть колоний по тысяче особей в каждой. 190 дней спустя учёные лишили популяции 90% состава. Из первых двух групп они изъяли только крупную рыбу, из двух вторых — только маленькую, из двух последних — что попалось под руку. Затем специалисты стимулировали размножение оставшихся 10%. После четырех поколений рыба из первых двух групп весила примерно треть от среднего показателя двух последних.
Но критики назвали эксперимент нереалистичным. Стимулируемое размножение, по сути, породило популяцию с определённым возрастом достижения половой зрелости, поэтому неудивительно, что удаление крупных рыб привело к доминированию особей, достигавших репродуктивного возраста при небольших размерах. В естественных условиях, наоборот, размер на момент достижения зрелости остаётся относительно стабильным, меняется лишь возраст. Рыба, растущая медленнее, созревает позже, а особи, растущие быстрее, — раньше. Таким образом, изъятие крупной рыбы в природе может привести к ускорению роста, но в эксперименте этого не произошло. Он как будто был задуман так, чтобы получить определённый результат.
Спор заинтриговал г-на Хейно, решившего разработать собственный подход к изучению истории рыб. В прошлом исследователи занимались популяционной нормой реакции созревания, то есть размером и возрастом, но г-н Хейно понял, что сравнение этих показателей у разных популяций может ввести в заблуждение, если не принимать во внимание различий в темпах роста, вызванных наличием пищи, климатом и прочими факторами окружающей среды. Поэтому он предложил вероятностный подход, учитывающий вариации скорости роста.
С помощью этого метода в 2004 году специалист показал, что атлантическая треска (Gadus morhua), родившаяся в 1987 году, созревала в более раннем возрасте и обладала меньшим размером по сравнению с поколением 1980 года и что эти изменения предшествовали резкому упадку вида у берегов Канады в конце 1980-х и начале 1990-х годов.
«Это самый известный коллапс ихтиофауны за последнее время, — говорит г-н Хейно. — Можно ожидать, что он способствовал быстрой эволюции». Учёный считает, что основной причиной изменений стал интенсивный промысел, но избирательная рыбалка усугубила проблему. Критики отмечают, что эти события совпали с понижением температуры воды, большим количеством морского льда и прочими факторами.
Тем не менее метод г-на Хейно открыл новую область — так называемое дарвиновское управление рыболовством, и эволюционные биологи вскоре принялись оценивать селективное воздействие ограничений по размеру на другие дикие популяции. В 2009 году одно из исследований, воспользовавшихся методом г-на Хейно, пришло к выводу, что из 37 коммерческих популяций большинство стало взрослеть раньше и уменьшилось в размерах, и эти эффекты проявились сильнее там, где промысел был особенно интенсивным.
Генетик Джефф Хард из американского Национального управления океанических и атмосферных исследований отмечает, что 1976 году на самок лосося длиной более 100 см приходилось более 20% рыбы, нерестившейся в одной аляскинской реке. Сегодня этот показатель составляет менее 4%, а количество икры снизилось на 16%. Но без генетических данных это всегда можно отнести к изменениям окружающей среды.
Вот почему г-н Хейно и другие ищут ДНК исторических образцов. Например, Филип Волкарт из Лёвенского католического университета (Бельгия) занимается секвенированием ДНК из отолитов (ушных костей) желтопёрой камбалы (Limanda aspera) — по одному образцу на каждое десятилетие начиная с 1950-х годов.
А г-н Хейно в дополнение к своим генетическим изысканиям проводит следующий эксперимент. Он разводит девять популяций гуппи, снимая урожай в размере от четверти до трети популяции и отбирая особей в соответствии с их габаритами. В отличие от Коновера и Мунка, он позволяет рыбкам размножаться в любом возрасте. И, как и в природе, его популяции имеют широкий диапазон возрастов и размеров. Эксперимент, начатый в 2009 году, рассчитан на пять лет.
Но убедить скептиков будет тяжело. «Эволюция, индуцированная рыболовством, — интересная сторона вопроса, но её значение сильно преувеличено», — полагает Рэй Хилборн из Университета штата Вашингтон (США). Нет никаких сомнений, что промысел влияет на развитие популяций, но некоторые черты — например, раннее созревание — могут сделать популяцию, напротив, более продуктивной. Данные, говорящие о том, что темпы роста замедляются, тоже неубедительны, считает г-н Хилборн. По его мнению, лучший способ сохранить рыбу — просто меньше ловить.
Г-н Хейно согласен с последним утверждением, но требует и других изменений. Например, он не считает, что морские заповедники должны защищать только нерестилища (как это обычно происходит), потому что тем самым рано созревающая рыба получает дополнительное преимущество: она успевает вернуться на нерест раньше, чем другие особи, которые к тому времени уже оказываются в сетях. Во-вторых, пора отказаться от некоторых ограничений на размер.
Эти взгляды получают всё более активную поддержку. В прошлом году международная группа специалистов по рыболовству опубликовала статью, в которой предложила целый ряд аргументов в пользу отмены ограничений на размер. А Йеппе Колдинг из Бергенского университета (Норвегия), изучающий мелкий промысел в Африке, обнаружил, что в районах, где рыбаки пользуются запрещёнными сетями, отлавливая и большую, и маленькую рыбку, переплетение пищевых цепей остаётся, как правило, на уровне областей, не охваченных промыслом. Отличие заключается лишь в снижении биомассы. Если распределить промысловое давление по видам и размерам, рыбакам будет попадаться больше рыбы, но в то же время снизится риск истребления отдельных групп внутри популяции, подчёркивает учёный.
Г-н Хейно понимает, что низвержение укоренившейся практики рыболовства требует десятилетий, и сейчас он концентрируется на получении данных. «Нужно запастись терпением, — говорит он. — На практические последствия уйдёт очень много времени».
Подготовлено по материалам Nature News.