环境异质性不断产生选择压力，这些压力塑造了种群和群落的结构，从而在生态学研究中带来了持久性的挑战。一个特别复杂的方面是理解生物种群在自然灾害中的生存机制。海洋生态系统历来受到多种关键因素的影响，如气候变化模式、沿海上升流系统以及地震引发的海啸，这些因素都对群落结构产生了独特的影响（Schulte, 2015）。海洋上升流通过其作为营养物质供应者和生理压力的双重作用，体现了这种动态性。虽然上升流将富含营养的冷水带到表层水域，但同时也导致了缺氧条件（Bashevkin, 2020; Hernández-Miranda et al., 2010; 2012a,b），进而改变了海洋生物种群和群落的结构（Sturrock et al. 2019）。海啸则通过沉积物移动和海岸侵蚀引发栖息地的突然改变，对底栖生物群落造成不成比例的破坏（Losey, 2005; Hernández-Miranda et al., 2014）。这些突发性干扰事件形成了进化瓶颈，考验了生物种群的韧性阈值。
海洋鱼类对自然灾害造成的栖息地变化表现出异常的脆弱性。长期生态学研究表明，温度波动、溶解氧变化和栖息地退化会导致物种分布、行为模式以及种群数量的显著变化（Prince and Goodyear, 2006; Xiao, 2015）。然而，关于鱼类对极端环境干扰的反应，仍存在重要的知识空白。尽管实验室实验证实这些事件会影响个体的生理表现（Schulte, 2015），并对种群动态和可持续性产生潜在负面影响（P?rtner and Knust, 2007），但针对野生鱼群的野外研究仍然十分有限。
分子生物学的进步揭示了鱼类对栖息地变化的适应机制。遗传多样性是适应能力的重要预测指标（Kardos et al., 2021），但在受灾害影响的种群中，遗传多样性常常因瓶颈效应而减少（Martinez et al., 2018; Vásquez et al., 2023）。此外，关于热应激的实验室研究表明，热带鱼类通过增加氧气吸收和调节代谢率来应对温度升高（Schulte, 2015）。然而，这种代谢补偿可能会导致有氧状态崩溃（Nilsson et al., 2009）和生长率改变（Munday et al., 2008）。暴露在海洋热浪中的野生种群会激活线粒体功能通路和细胞应激反应系统（Bernal et al., 2018），但同时也会出现生殖激素紊乱和交配行为改变，从而降低繁殖成功率（Veilleux et al., 2015）。生理可塑性和遗传变异之间的相互作用最终决定了物种对生态系统变化的韧性。这种综合方法有助于我们更好地理解气候变化对海洋生物多样性的影响。
尽管已经记录了鱼类对环境压力因素的分子机制，但对于这些生化途径在经历复合自然灾害的野生种群中的表现仍存在关键不确定性。特别是，缺氧引起的上升流事件和地震海啸导致的栖息地丧失的协同效应在分子层面尚未得到探索。鉴于突发性环境变化可能比长期或渐进性环境变化对鱼类表现的影响更大（Schulte, 2015），分子生物学方法将有助于我们更深入地理解自然灾害如何直接影响野生鱼类种群。
本研究采用比较全基因组分析方法，研究了两种生态上具有重要意义的鱼类：鲶鱼Aphos porosus和Normanichthys crockeri的分子响应。我们重点关注两个重要的自然事件：2008年的沿海上升流（溶解氧水平低于2mg/L，Walter et al. 2022）以及2010年智利比奥比奥地区（Biobio）科利乌莫湾发生的地震引发的海啸（距离地震震中约70公里）。这两种共存物种在该地区占主导地位，但表现出不同的行为策略。A. porosus具有定居生活方式（Hernández-Miranda et al., 2012a）和亲代护卵行为（Balbontin et al. 2018），而N. crockeri则具有移动性群居行为和快速扩散能力（Landaeta et al., 2010），且没有亲代抚育。这两种鱼类都生活在智利中部的上升流区域。然而，已有数据显示A. porosus的种群数量在两年内逐渐减少（Hernández-Miranda et al., 2012b），而N. crockeri在上升流期间及之后发展出了生存和繁殖策略（Landaeta et al., 2010）。地震引发的海啸对这两种物种的影响尚未得到研究。
在本研究中，我们旨在检测2008年缺氧事件前后，这两种鱼类在智利比奥比奥地区科利乌莫湾的分子和生理响应，以初步了解这些事件对种群遗传多样性和适应策略的影响。此外，我们还将研究2010年地震海啸对这两种鱼类种群遗传结构的影响，以阐明栖息地变化如何影响它们的种群。这项研究将有助于解释它们在野外种群中的适应机制和韧性。
