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短鲭金枪鱼种群遗传多样性及动态评估显示,泰国湾五处产卵场(Trat, Samut Songkram, Prachuap Khiri Khan, Surat Thani, Pattani)2022-2024年样本遗传多样性指数与2011-2018年数据稳定,但种群间遗传分化下降,基因流显著增加,表明保护区措施有效维持了遗传稳定性,促进种群恢复。研究强调需持续遗传监测以优化渔业管理策略。
西里索恩·孔森(Sirithorn Kongseng)| 明万·尼皮特瓦塔纳蓬(Mingkwan Nipitwattanaphon)| 帕瓦罗特·诺拉纳特拉贡(Pavarot Noranarttragoon)| 阿卡拉蓬·斯瓦特迪蓬(Akarapong Swatdipong)
泰国曼谷卡塞萨特大学(Kasetsart University)理学院遗传学系
摘要
短鲭鱼(Rastrelliger brachysoma)是一种对泰国渔业具有重大商业价值的洄游性海洋鱼类。尽管2014年的捕捞量达到了13.08万吨的峰值,但自2015年以来年捕捞量持续下降,主要是由于过度捕捞,2018年降至历史最低水平1.77万吨。尽管最近的管理措施(包括设立禁渔区)在一定程度上促进了恢复,但产量仍低于下降前的水平。为了为可持续渔业管理提供依据,本研究评估了泰国湾短鲭鱼在过去十年中的遗传多样性和种群动态。我们分析了2022年至2024年间从泰国湾五个产卵地(Trat、Samut Songkram、Prachuap Khiri Khan、Surat Thani和Pattani)采集的256个样本,并使用十一个微卫星位点与2011年至2018年的样本进行了比较。研究结果显示,各种群之间的遗传多样性处于中等水平,且多样性指数相对稳定。值得注意的是,过去十年中种群间的迁徙率显著增加,表明基因流增强。这些发现突显了设立禁渔区在维持遗传稳定性和促进短鲭鱼种群恢复方面的有效性。稳定的遗传多样性和增强的基因流强调了持续进行遗传监测和适应性管理以保护泰国湾短鲭鱼资源的重要性。通过利用遗传学见解,渔业管理可以进一步优化策略,确保短鲭鱼种群的恢复和长期可持续性。
引言
短鲭鱼(Rastrelliger brachysoma,Bleeker, 1851)属于鲭科(Scombridae),自然栖息于印度-太平洋中西部地区的浅水区域,分布范围从安达曼海延伸至大洋洲。这是一种小型热带海洋鱼类,具有洄游性,通过在不同产卵地和觅食地之间迁徙完成生命周期。其成熟速度快,根据生长参数分析估计,世代时间为约1年(0.8–1.1年,Fishbase, 2025)。它们主要以小型浮游动物为食,并形成按体型分群的群体。通常生活在水温在20至30°C之间、盐度较低的水域(Collette等,2011;Collette和Nauen,1983)。
该物种在泰国湾(GoT)数量丰富,是最重要的渔业资源之一。其觅食地分布在泰国湾的内陆、上层和下游区域,它们在沿海水域活跃觅食。已确定五个主要产卵地:Mu Ko Chang国家公园附近(Khrueniam和Chareonsombat,2012;Khrueniam等,2013;Songkaew等,2015);Mae Klong河口(Samut Songkhram,Mailai-Iad等,2006);Hua Hin(Prachuap Khiri Khan);Mu Ko Ang Thong国家公园(Surat Thani);以及Pattani海岸(Chalee等,2007;Khongchai等,2006;Songkaew等,2014;Songkaew等,2015)。
泰国渔业部门自1979年起记录了短鲭鱼的年捕捞量,显示出显著波动(渔业部门,1979–2019年)。尽管由于市场需求旺盛,捕捞量有所增加,但在2014年达到13.08万吨的峰值后急剧下降(渔业部门,2015–2018年),2018年降至1.77万吨(渔业部门,2018)。最近的渔业统计数据显示捕捞量有所恢复(渔业部门,2019–2024年),2024年记录为5.72万吨(渔业部门,2024)。然而,目前的捕捞量和经济价值仍远低于下降前的水平(渔业部门,2024)。过度捕捞是主要原因,包括过度捕鱼努力、使用高效渔具、扩大捕鱼范围以及延长捕鱼时间,这对泰国水域短鲭鱼种群的可持续性构成了严重威胁。此外,海洋生态系统还受到气候变化和人类活动引起的污染的影响(Halpern等,2008;P?rtner等,2019;Rashid等,2015)。泰国湾的海表温度上升(Koad等,2012),东部海岸还出现了重金属污染(Thongra-Ar等,2006)。由于短鲭鱼偏好盐度较低的近岸和河口栖息地(Collette和Nauen,1983),它们极易受到这些环境压力的影响。
为应对过度捕捞问题,泰国渔业部门自1953年起在泰国湾和安达曼海实施了年度禁渔区,以保护产卵地并提高幼鱼的存活率。泰国湾的禁渔区每年从2月15日至9月30日实施,覆盖Prachuap Khiri Khan、Chumphon、Surat Thani和泰国湾内陆地区(Wipatayotin,2024)。安达曼海的禁渔区每年从4月1日至6月30日实施,涵盖Phuket、Phang Nga、Krabi和Trang附近海域(Bangkokpost,2021)。然而,这些措施的有效性取决于关于种群结构和连通性的准确信息,这些信息会因捕捞压力和环境变化而变化。了解过度捕捞和环境压力的影响需要种群层面的数据,特别是遗传信息和长期监测,这对有效的渔业管理至关重要(Cochrane和Garcia,2009;Frankham等,2010;Jakobsdóttir等,2011)。
在泰国,超过75%的短鲭鱼捕捞量来自泰国湾,这使得该地区成为研究重点。遗传标记已被广泛用于研究泰国湾和安达曼海的短鲭鱼种群。自2016年以来,已对泰国湾的主要种群(包括Trat、Samut Songkhram、Prachuap Khiri Khan和Surat Thani)应用了十一个微卫星位点,并对泰国湾内陆地区的混合种群进行了分析(Kongseng,2016;Kongseng等,2016)。这些研究显示总体遗传多样性较高,其中Samut Songkhram种群对泰国湾内陆地区的捕捞贡献最大,各种群之间的遗传分化程度为中等到高。这些宝贵信息直接为年度禁渔区政策提供了依据。然而,这些研究主要基于2014年采集的样本,即短鲭鱼资源大幅下降之前。后来对Pattani种群的研究(Kongseng等,2017)显示其遗传多样性与Trat、Samut Songkhram和Surat Thani种群相当,但Prachuap Khiri Khan种群的多样性最低。五个种群之间的遗传分化程度为中等,且具有高度统计学意义。进一步的研究评估了渔业捕捞中短鲭鱼个体的来源(个体分配;IA)以及每个种群对捕捞的贡献(混合种群分析;MSA)在泰国湾内陆和东部地区(Kongseng等,2020)。考虑到泰国湾涵盖柬埔寨、越南和泰国的水域,还探讨了这些邻国对捕捞的贡献(Kongseng,2021;Kongseng等,2021;Seafdec,2019)。
尽管有这些宝贵的见解,大多数关于泰国湾的遗传学研究及当前管理所使用的数据已经过时,主要依赖于2014年采集的样本,即短鲭鱼资源大幅下降之前的数据(年捕捞量减少了50%)。Chantavanich等(2022)的最新微卫星研究扩大了研究范围,首次对安达曼海的三个种群(Ranong、Phang Nga-Phuket和Satun-Trang)进行了遗传评估,并重新评估了最大的泰国湾种群Surat Thani。结果显示安达曼海种群的遗传多样性中等,而Surat Thani种群的遗传多样性保持较高。然而,其他主要泰国湾种群已超过十年未进行全面更新。此外,目前的禁渔区政策最后一次修订是在2018年,仍基于2014年的遗传数据。过去十年的环境变化可能进一步影响了种群动态,这凸显了持续进行遗传监测以确保有效、适应性禁渔的必要性。本研究旨在通过1)获取泰国湾短鲭鱼种群的当前遗传信息;2)评估其遗传多样性的时间变化,来填补这一关键知识空白。研究结果将有助于完善禁渔区政策,支持泰国湾短鲭鱼资源的可持续管理和恢复。
样本采集和DNA提取
从泰国湾(GoT)沿岸的五个产卵地共采集了488条完全成熟的短鲭鱼样本(体长≥14厘米,性腺发育阶段为4和5),分为两个时间段:下降前(2011–2018年,n=232)和下降后(2022–2024年,n=256)。采样地点包括Trat的Mu Ko Chang国家公园(TRT)、Mae Klong河口附近海域、Samut Songkhram(SKM)、Hua Hin、Prachuap Khiri Khan(PKN)和Surat Thani的Mu Ko Ang Thong国家公园
结果
在最初的个体分配过程中,将来自五个最近采样种群的所有256条短鲭鱼个体合并,并归类到最可能的原始种群。其中,22个样本无法准确分配到其原始采样地点,被归类为迁徙个体。具体来说,在TRTb产卵地发现了5条迁徙个体(2条来自PTNb,各1条来自SKMb、PKNb和SNIb)
讨论
许多文献记载,泰国湾(GoT)是短鲭鱼的五个主要产卵地。在泰国湾内陆地区发现了完全成熟的产卵个体(Mailai-Iad等,2006),而在Trat省的Mu Ko Chang国家公园(Khrueniam和Chareonsombat,2012;Songkaew等,2015)、Prachuap Khiri Khan、Surat Thani和Pattani的近海区域(Chalee等,2007;Khongchai等,2006)发现了大量幼鱼
结论
本研究强调了泰国湾短鲭鱼种群的恢复能力,这体现在它们持续的中等遗传多样性上。尽管环境变化和捕捞压力存在,但最近种群(2022–2024年)的遗传多样性指数与十年前相当,表明这些种群具有长期稳定性。
有趣的是,种群间的遗传分化程度有所下降,这可能是由于
作者贡献声明
西里索恩·孔森(Sirithorn Kongseng):撰写初稿、可视化处理、验证、监督、资源协调、项目管理、方法设计、研究实施、资金获取、数据分析、数据管理、概念构思。阿卡拉蓬·斯瓦特迪蓬(Akarapong Swatdipong):撰写与编辑、验证、监督、资源协调、项目管理、方法设计、研究实施、数据分析、数据管理、概念构思。明万·尼皮特瓦塔纳蓬(Mingkwan Nipitwattanaphon):撰写与编辑、资源协调。帕瓦罗特·诺拉纳特拉贡(Pavarot Noranarttragoon):
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
我们衷心感谢泰国曼谷渔业部门提供短鲭鱼样本及捕捞地点信息。本项目由泰国国家研究委员会(NRCT)(合同编号N42A660955)和泰国曼谷卡塞萨特大学理学院资助。同时,我们也感谢各资助机构对这项研究的支持。