https://frosthead.com

For at gøre hummerfiskeri mere bæredygtigt forsøger forskere at dekode krebsdyr-DNA

Badet i smør eller let spriteret med frisk citronsaft er hummer kongen af ​​skaldyr - et kongeligt krebsdyr med en ikke-sporbar afstamning, hvis rejse fra havbund til bord kan være fyldt med politisk og økologisk usikkerhed. Da forbrugernes efterspørgsel efter ansvarligt høstede skaldyr stiger, har virksomheder som rød hummer, kylling af havet og Seattle Fish Co. lovet at gøre et bedre stykke arbejde med at spore kilden til hummer, de importerer. Efterfølgende med deres løfte forbliver det imidlertid vanskeligt, fordi der ikke er nogen effektiv måde at identificere, hvor en hummer blev fanget, når den rammer havnene. Derfor søger Stephen Box og Nathan Truelove, forskere fra Smithsonian Marine Station i Fort Pierce, Florida, søger hummerens genetiske kode efter et bedre sporbarhedsværktøj.

Relateret indhold

  • Sporing af fiskerfartøjer afslører industriens vejafgift på havet
  • Hvorfor smartere fiskeripraksis ikke gemmer maine torsk fra kollaps
  • Klimaændringer skaber kannibal hummer
  • Lyt ikke til Buzz: Hummer er faktisk ikke udødelige

De fleste af hummerhalene, der forbruges i USA, kommer fra Caribien, hvor nøjagtigt er umuligt at sige med den nuværende teknologi. Men disse oplysninger er kritisk vigtige, fordi ulovligt, ureguleret og urapporteret hummerfiskeri koster nogle lande millioner af dollars i tabte indtægter årligt. Det reducerer også antallet af hummer i havreservater, der er beregnet som sikre levesteder, hvor dyr kan opdrætte og vokse uden fisketryk.

Hvis en hummer hjemterritorium imidlertid skrives i sin genetiske kode, som Box og Truelove har mistanke om, kan det bare være muligt at skelne en lovligt fanget hummer fra en med en skyggefuld baggrund - måske endda efter at den er nået til middagspladen.

Økonomisk er Caribisk hummer, også kendt som spiny hummer, blandt de største og vigtigste fiskerier i Caribien. USA er den største forbruger af denne ressource. Ifølge Jimmy Andino, en forsker og hummerfiskerispecialist ved Center for Marine Studies i Honduras, eksporterer hans land alene 40 millioner dollars af hummer til det amerikanske marked. Han siger, at intensivt hummerfiskeri i hele Caribien skaber en konstant nedgang i både antallet og størrelsen af ​​hummer til rådighed for at tilfredsstille dette marked. Incitamentet til at fiske uden for lovlige grænser er stærkt.

Hummer tilbringer deres første par måneder af livet som bittesmå svømmelarver, der kan bæres vidt og bredt med strømme. Som et resultat er deres gener blevet homogeniseret i hele Caribien. ”Der er meget lidt genetisk differentiering mellem hummer i Caribien, ” siger Box. ”Men hvad vi har mistanke om, er, at når en hummer slår sig ned i et område, begynder miljøet at forme, hvordan den fungerer på det specifikke sted. Vi er alle påvirket af vores miljø, og vi begynder at udtrykke gener for at reagere på miljøforholdene. ”

I Himalaya-kaniner, for eksempel, slukker varme forhold gener, der fortæller dyrets celler at producere melanin. Uden melanin bliver kaninens pels hvid. Under kolde forhold tændes melaningener, og pelsen bliver sort. I tilfælde af hummer kan miljømæssige faktorer som saltholdighed, vanddybde og uklarhed forårsage visse ændringer i dyrets genetiske kode, der tænder og slukker specifikke gener.

I sommer indsamler Box og Truelove vævsprøver fra hummer i fem geografisk forskellige områder i Caribien for at se, om de kan finde specifikke bits af DNA, der udtrykkes på forudsigelige måder baseret på deres placering. Forskerne behøver ikke engang at vide, hvad disse gener gør, bare om de er slået til eller fra.

”Hvis vi kan identificere det, kan vi sige 'hvis du udtrykker det sæt gener, eller den specifikke signatur af gener, skal du bo i dette område, '" siger Box, "fordi du ikke ville udtrykke dem hvis du boede i et andet område. ”

Spiny hummer Intensivt hummerfiskeri i hele Caribien skaber en konstant nedgang i både antallet og størrelsen af ​​hummer til rådighed for at tilfredsstille dette marked. Incitamentet til at fiske uden for lovlige grænser er stærkt. (© Alex Mustard / Nature Picture Library / Corbis)

Et sådant værktøj ville være en enorm forbedring i forhold til de nuværende sporingsmetoder, der er afhængige af ressourceintensive patruljebåde, selvrapportering fra fiskere, når de mister deres fangst og GPS installeret på fiskerfartøjer, der fortæller hvor en båd har været, men ikke hvor en hummer er blevet fanget.

At søge efter miljømæssigt følsomt DNA i enhver organisme er et relativt nyt felt, og anvendelse af disse koncepter til fiskeriforvaltning er ubeskyttet territorium. ”Hvis det kan gøres, vil det være meget, meget nyttigt, ” siger Nancy Daves fra NOAAs fiskerikontor for internationale anliggender. ”Vi ved, at der er en betydelig mængde [krybskytning og ulovligt fiskeri] i Caribien, hvor det er som et bassin med lande rundt omkring. De stjæler alle fra hinanden. ”

På Jamaica, for eksempel, rapporterer regeringen, at krybskytterne frarøvede $ 130 millioner i hummer fra landets farvande mellem 2006 og 2011. "De bygger faktisk en faktor på 10 procent i deres forvaltningsplan til at tildele ulovligt tag, " siger Daves. ”De anerkender dette som en kendsgerning om livet i Caribien.”

Det er en kendsgerning i livet, at USA spiller en hånd i og kunne tænkes at ændre sig, hvis sporbarheden forbedres, og importører og distributører nægter at købe hummer fra ulovlige, uregulerede og urapporterede (IUU) kilder . Hummerloveet, som nogle allerede har underskrevet, sigter mod at stoppe importen af ​​hummer fanget ved hjælp af farlige dykningsmetoder, der er forbudt i de fleste caribiske lande. På trods af lovene bruger nogle fiskere stadig scuba, og når flere og flere hummere tages ud af havet, dykker de stadig dybere for at finde dem.

I sommer indsamler Stephen Box og Nathan Truelove vævsprøver fra hummer i fem geografisk forskellige områder i Caribien for at se, om de kan finde specifikke bits DNA, der udtrykkes på forudsigelige måder baseret på deres placering. I sommer indsamler Stephen Box og Nathan Truelove vævsprøver fra hummer i fem geografisk forskellige områder i Caribien for at se, om de kan finde specifikke bits DNA, der udtrykkes på forudsigelige måder baseret på deres placering. (George Stoyle, Jorden i fokus)

Boks siger, at dekomprimeringssyge fra at dykke for dybt og forblive for længe dræber cirka 20 dykkere hvert år og ødelægger mange flere, langs den fattige Miskito-kyst i Honduras og Nicaragua hvert år. Et genetisk værktøj, der identificerer dybden af ​​en hummers rækkevidde, ville hjælpe underskriverne til hummerloftet med at følge deres løfte. Tilsvarende vil det at finde en genetisk signatur, der identificerer den geografiske region, en hummer kommer fra, hjælpe med at begrænse krybskytte på tværs af internationale grænser. ”Hummer er ikke en del af den honduranske diæt, ” siger Andino, ”men den er en del af vores industri til eksport. Det genetiske arbejde vil hjælpe os med at være sikre på, at hummeren, der fanges i Honduras, hører til Honduras. At det ikke går til ulovligt og urapporteret fiskeri. ”

Ifølge Box, så vigtig som deres økonomiske virkning er, kan krybskytter også gøre det vanskeligt at måle den økologiske bæredygtighed af det fiskeri, de krybber fra, såvel som det, de hævder at fiske. ”Hvis du prøver at styre et fiskeri efter et specifikt område, ” siger Boks, ”vil du virkelig vide, hvor meget produktion der kommer ud af dette område. Hvis du faktisk stjæler det fra et andet sted, kan det være meget vanskeligt at vide, hvor mange hummer du virkelig har. ”

Spiny hummer Caribisk hummer, også kendt som spiny hummer, er blandt de største og vigtigste fiskerier. USA er den største forbruger af denne ressource. (© Michele Westmorland / Corbis)

Den genetiske metode Box og Truelove undersøger ville hjælpe naturressourceforvaltere med at få et bedre greb på deres hummerpopulationer, og de arbejder med Andino for at indsamle prøver af hummer i hele Honduras farvande i håb om bedre at forstå landets hummerbestand.

Teknologien, de udvikler, kan også anvendes til andre fiskerier. ”Jeg tror, ​​det er teoretisk set noget, der kan og vil blive brugt, ” siger John Henderschedt, direktør for NOAAs fiskerinspektionsprogram. ”Hvad der i det mindste på kort sigt er mindre klart, er, i hvilket omfang det kan bruges i forskellige fiskerier.” Genetisk testteknologi er dyr i forhold til nogle andre metoder. Derudover ændres nogle miljøforhold fra år til år, så den genetiske signatur for en given region kan muligvis blive nødt til at blive identificeret på en årlig basis. Henderschedt siger, at det ikke er sandsynligt, at det er værd at koste omkostningerne i alle tilfælde, men det kan være meget værdifuldt, hvis det bruges i områder, hvor IUU-fiskeri udgør den største risiko for miljømæssige eller økonomiske tab.

I marken Den genetiske metode Box og Truelove undersøger ville hjælpe naturressourceforvaltere med at få et bedre greb på deres hummerpopulationer. (George Stoyle, Jorden i fokus)

Ifølge Truelove er det spørgsmål, der skal adresseres ad vejen. Lige nu er han og Box fokuseret på trin et. ”Der har ikke været nogen genetiske undersøgelser af denne art, ” siger han. ”Vi bygger dybest set dette op fra bunden.” Selv teknikkerne til at indsamle DNA i marken er nye. Brug af flydende nitrogen til at bevare DNA af meget høj kvalitet, siger Box, at de bliver nødt til at "baby" vævsprøver fra hele Caribien helt tilbage til deres laboratorium i Florida.

For at finde, hvad de leder efter, er de nødt til at sekvensere så meget af den genetiske kode, som de kan. Når de først identificerer gener, der reagerer på miljøbetingelser, der er specifikke for hver region, har de ikke brug for sådanne omhyggelige indsamlingsmetoder. På det tidspunkt skulle forskerne være i stand til at lokalisere de genetiske markører i kød fra hummer på fiskemarkedet eller endda i prøver taget fra hummer, som er frosset og pakket til eksport til USA

Truelove tager endnu ikke et gæt, hvor meget detaljer de vil få fra dette arbejde. ”En af de store ukendte, vi ønsker at prøve at finde ud af med denne teknik, er; hvor meget kan vi virkelig zoome ind? Vil vi være i stand til at skelne den honduranske hummer fra den nicaraguanske hummer, eller kan vi fortsætte med at zoome, indtil vi kan skelne hummere fanget ved hjælp af casitas (lavvandede husly bygget til at tiltrække hummer) fra dem fanget ud for kysten i dybere vand, der ville identificere dem som fanget ved hjælp af scuba i farlige dybder? ”

Ifølge Box ville det være symbolet på succes, så godt som en hummer, der blev leveret til kajen med en returadresse-etiket limet på panden.

For at gøre hummerfiskeri mere bæredygtigt forsøger forskere at dekode krebsdyr-DNA