De routekaart, onlangs gepubliceerd in de Annual Review of Animal Biosciences , kan ook worden gebruikt om de genetische diversiteit van welke soort dan ook te monitoren, niet alleen van vissen.

"Visserij is een zeer belangrijk onderdeel van onze voedselzekerheid", zegt dr. Leif Andersson, professor aan de afdeling Veterinaire Integratieve Biowetenschappen van de VMBS. "De mariene voedselketen is ook sterk met elkaar verbonden, dus een laag aantal van één soort vis kan schadelijk zijn voor veel andere soorten.

"Helaas gaat meer dan een derde van de vispopulaties in de wereld achteruit als gevolg van factoren als overbevissing en de opwarming van de aarde", zei hij. "Onze routekaart kan de visserijsector helpen de vispopulaties beter in de gaten te houden, zodat we weten wanneer we moeten stoppen met vissen en ook wanneer ze mogelijk hulp nodig hebben om hun aantallen te herstellen."

Door populatiegenomica te gebruiken, kan de visserijsector de exacte details kennen van de vis die ze oogsten, inclusief waar ze paaien en waar de populatie zich op verschillende tijdstippen van het jaar verplaatst.

"Verschillende populaties van dezelfde vis kunnen belangrijke verschillen vertonen - zelfs bij een overvloedige soort als de Atlantische haring hebben we bijvoorbeeld veel subpopulaties", zei Andersson. "Het ene type haring kan worden aangepast om in warmere wateren te leven en het andere in koudere temperaturen. Als je één populatie uitput, komt die specifieke soort mogelijk niet meer terug, en dat kan gevolgen hebben voor mensen, andere dieren en het milieu." P>

Maar de technieken in de routekaart zijn niet specifiek voor vissen; ze kunnen worden gebruikt door wetenschappers die de genetische diversiteit willen monitoren.

"Als je een gebied beheert met veel wolvenpopulaties – of zelfs lokale bijen – en je wilt weten hoeveel soorten er zijn, kun je dezelfde routekaart gebruiken," zei Andersson. "Het is voor iedereen nuttig."

Populatiegenomica aan het werk zetten

Volgens het nieuwe plan begint het monitoren van een visbestand met het in kaart brengen van het genoom van die soort, een proces dat wetenschappers precies onthult wat elk deel van het DNA van een organisme doet.

"De eerste stap is het creëren van een referentiegenoom, dat de functie van elk gen op elk chromosoom zo volledig mogelijk weergeeft", aldus Andersson. "Genen zijn belangrijk omdat ze alles bepalen, van fysieke kenmerken – zoals de kleur van de schaal – tot complexe systemen – zoals het immuunsysteem.

"We hebben het grote geluk dat we leven in wat ik de 'Gouden Eeuw' van genetisch onderzoek noem, omdat technologie de resultaten completer maakt en het proces goedkoper maakt," zei hij. "Lange tijd waren volledige referentiegenomen moeilijk te realiseren omdat er zeer lange, repetitieve delen van DNA zijn. We hebben nu echter de mogelijkheid om deze lange delen te lezen met behulp van betere sequentietechnologieën en bio-informatica."

Zodra populatiewetenschappers een referentiegenoom hebben van de soort die ze willen monitoren, hebben ze een manier nodig om het verschil tussen regionale populaties te kunnen zien.

"Stap twee is uitzoeken waar de vissen paaien; je moet weten waar de populatie die je wilt monitoren zich voortplant," zei Andersson. "Als je dat eenmaal weet, moet je op het paaipunt monsters van vissen nemen en hun DNA sequencen. Vervolgens kun je het DNA van de populatie vergelijken met het referentiegenoom en de verschillen zien."

Stap drie is het meten van de frequentie van genetische variatie in de populatie.

"Je moet weten hoe verschillende populaties van dezelfde vis zijn," zei Andersson. ‘Als je bijvoorbeeld 100 DNA-monsters neemt van paling in Engeland en dezelfde hoeveelheid van de rivier de Nijl in Egypte, zul je zien dat er geen significant genetisch verschil is. Dat komt omdat alle palingen deel uitmaken van dezelfde populatie – ze hebben de hetzelfde paaigebied in de Sargassozee.

"Maar haring is anders", zei hij. "Als je monsters neemt van haring uit verschillende regio's van de Atlantische Oceaan, zul je honderden plaatsen in het genoom vinden waar er verschillen zijn. Elke haringpopulatie heeft zich aangepast aan de geografische locatie en zal een ander beheersplan nodig hebben." P>

Volgens Andersson omvatten de laatste twee stappen het gebruik van informatie uit de voorgaande stappen om precies te bepalen hoeveel verschillende populaties van een soort er zijn.

"Je kunt je analyse zelfs verder richten en specifieke genetische markers gebruiken om in kaart te brengen waar elk aandeel zich op elk punt van het jaar bevindt", zei hij. "Het is alsof je een genetische vingerafdruk hebt waarmee je een beheerplan kunt opstellen dat specifiek is voor elk bestand."

Begin de toekomst van bevolkingsbeheer

Visserijautoriteiten in Europa zijn al begonnen met het gebruik van de beheerroutekaart van Andersson en zijn onderzoeksmedewerkers om belangrijke vispopulaties te monitoren die belangrijk zijn voor zowel de economie als de lokale biodiversiteit.

Hoewel Andersson en zijn team geen bevolkingsgegevens in één enkele database zullen verzamelen, hoopt hij dat meer mensen in de mondiale visserijsector, van visserijbedrijven tot overheidsvisserijautoriteiten, de routekaart ook zullen gaan gebruiken, zodat ze de beste praktijken worden voor de hele branche.

"Dit soort analyse zou over de hele wereld waardevol zijn", zei hij. ‘Vissen zijn belangrijk voor de mariene ecosystemen van onze planeet, en ze zijn ook een gezonde bron van eiwitten voor de mens. Maar veel vispopulaties zijn afhankelijk van regionale en seizoensfactoren die tot voor kort niet goed werden begrepen. kan een krachtig instrument worden voor het beoordelen en behouden van de biodiversiteit, niet alleen voor vissen, maar voor veel soorten."

Meer informatie: Leif Andersson et al., Hoe de genomica van vispopulaties duurzame visserij kan bevorderen:een routekaart, Jaarlijks overzicht van dierlijke biowetenschappen (2023). DOI:10.1146/annurev-dier-021122-102933

Aangeboden door Texas A&M University