Forel die leeft in rivieren die vervuild zijn door metaal uit oude mijnen op de Britse eilanden, is genetisch ‘geïsoleerd’ van andere forellen, blijkt uit nieuw onderzoek. Het werk verschijnt in Diversiteit en distributies .

Onderzoekers analyseerden beekforel op 71 locaties in Groot-Brittannië en Ierland, waar veel rivieren metaal bevatten dat is weggespoeld uit niet meer gebruikte mijnen.

Hoewel de forellen in met metaal vervuilde rivieren gezond lijken, zijn ze genetisch verschillend – en een gebrek aan diversiteit in deze populaties maakt ze kwetsbaar voor toekomstige bedreigingen. Door het DNA van forel in rivieren met en zonder metaalvervuiling te vergelijken, ontdekten de onderzoekers dat metaaltolerante forelpopulaties zich tijdens periodes van piekactiviteiten in de mijnbouw afsplitsten van de bredere soorten.

Het onderzoek, uitgevoerd door de universiteiten van Exeter en Cardiff, werd uitgevoerd in vier regio's:West-Wales, Noordoost-Engeland, Zuidwest-Engeland en Zuidoost-Ierland.

"We hebben een enorm verminderde genetische diversiteit aangetroffen in sommige van deze forelpopulaties die in door metaal aangetaste wateren leven", zegt professor Jamie Stevens van de Universiteit van Exeter.

"Deze vissen dragen een hoge hoeveelheid metalen met zich mee, waarbij de giftige binding van opgeloste metalen aan hun kieuwen verstikking veroorzaakt, maar forellen die dit kunnen verdragen zijn in vervuilde rivieren opgedoken. Als vissen zonder deze tolerantie deze rivieren inzwemmen, moeten ze vertrekken of sterven Dit betekent dat de metaaltolerante vissen genetisch geïsoleerd zijn en geen genen uitwisselen met andere forelpopulaties. Hoewel deze vissen misschien gezond zijn waar ze zijn, heeft de genetische diversiteit hen in staat gesteld zich aan te passen aan deze snelle veranderingen in hun omgeving ontbreekt nu, waardoor ze kwetsbaarder worden voor toekomstige veranderingen."

Veelvoorkomende metaalverontreinigende stoffen in voormalige mijngebieden zijn onder meer lood en koper, en veel vissen en andere soorten in deze rivieren zijn al uitgeroeid.

De opkomst van metaalresistente forel, met een hoge genetische differentiatie van naburige populaties en verminderde diversiteit, werd gezien in populaties die met metaal vervuilde rivieren in Cornwall, Wales en Noordoost-Engeland bewonen.

“Dit is waarschijnlijk het resultaat van selectiedruk – evolutie die in dit geval wordt aangedreven door overleving of niet-overleving, afhankelijk van het vermogen om metaalvervuiling te weerstaan,” zei dr. Daniel Osmond van de Westcountry Rivers Trust, die het onderzoek uitvoerde als onderdeel van zijn Ph.D. in Exeter.

De studie vond de hoogste niveaus van genetische isolatie in rivieren die zowel vervuild waren met metaal als getroffen door fysieke barrières zoals dammen en stuwen. De metaalvervuilingsniveaus fluctueren en stijgen vaak tijdens periodes van hevige regenval.

Dr. Osmond legde uit:“Gedurende verschillende perioden van de geschiedenis zijn deze mijnregio’s mondiaal belangrijk geweest in hun industriële productie van veel metalen. Dit heeft echter vervuilde landschappen achtergelaten zoals West-Cornwall, dat in feite een gigantische honingraat van oude mijnen is. Als er regen valt, kunnen deze zich met water vullen en dat kan in rivieren uitmonden."

Het aantal zoetwatertrekvissen is in veel gebieden aanzienlijk achteruitgegaan en hoewel forel niet als een bedreigde soort wordt beschouwd, toont het onderzoek aan dat forel mogelijk kwetsbaarder is dan eerder werd aangenomen.

De onderzoekers zeggen dat het terugdringen van de uitspoeling van mijnwater en het verwijderen van fysieke barrières in rivieren de genetische isolatie kunnen helpen verminderen.

De studie maakte gebruik van simulaties van populaties door de tijd heen, waarbij verschillende historische evolutionaire scenario's en de effecten hiervan op de genetische diversiteit van populaties werden gemodelleerd, en deze werden vergeleken met de huidige populaties in de steekproef, om te voorspellen welke evolutionaire scenario's het meest geloofwaardig waren.