الحفش هي واحدة من أقدم مجموعات الأسماك. بعد أن ارتفعت درعًا من خمسة صفوف من العظم ، والمقاييس المعدلة التي تسمى Scutes وعران ذيل القرش ، نجت هذه المجموعة من الوحوش التي عدة مائة جنيه لمدة 160 مليون عام تقريبًا. نظرًا لأن مظهرهم الجسدي لم يتغير كثيرًا بمرور الوقت ، مدعومًا بمعدل بطيء من التطور ، فقد أطلق على الحفريات الحفريات الحية.
على الرغم من بقائهم من خلال عدة فترات زمنية جيولوجية ، فإن العديد من أنواع الحفش في الوقت الحاضر تشكل تهديدًا بالانقراض ، حيث تم إدراج 17 من 27 نوعًا على أنها “مهددة بالانقراض”.
يعمل ممارسو الحفظ مثل فريق مراقبة جامعة فرجينيا الكومنولث بجد لدعم استرداد سمك الحفش الأطلسي في منطقة خليج تشيسابيك. لكن ليس من الواضح ما الذي يجب على مستوى السكان الأساسيين السعي لتحقيق الاستعادة. كيف تقارن سكان سمك الحفش اليوم مع أعدادهم في الماضي؟
يقوم فريق مراقبة VCU بإصدار سمك الحفش الأطلسي للبالغين مرة أخرى إلى المصب. مات بالازيك
نحن عالم أنثروبولوجيا جزيئي وعالم التنوع البيولوجي الذي يركز على الأنواع التي يعتمد عليها الناس من أجل الكفاف. ندرس التطور والصحة السكانية ومرونة هذه الأنواع مع مرور الوقت لفهم تفاعل البشر بشكل أفضل مع بيئاتهم واستدامة النظم الغذائية.
بالنسبة لمشروع Sturgeon الأخير ، انضممنا إلى عالم الأحياء في مجال الحفاظ على مصايد الأسماك مات بالازيك ، الذي يجري مراقبة على أرض الأطلسي ، وتوربين ريك ، متخصص في علم حديقة الحيوان الساحلية في أمريكا الشمالية. معا ، أردنا أن ننظر إلى الماضي ونرى مقدار ما تغيره سكان الحفش ، مع التركيز على نهر جيمس في فرجينيا. يمكن أن يساعد الفهم الأكثر دقة للماضي أن يساعد محافظون الحفظ على التخطيط بشكل أفضل للمستقبل.
تلوح في الأفق مع Sturgeon لآلاف السنين
في أمريكا الشمالية ، لعب Sturgeon أدوارًا مهمة وبطارية في المجتمعات الأصلية ، والتي تميزت بالمواسم حسب الأنماط السلوكية للأسماك. مجموعات كبيرة في الصيف من الحفش البحيرة (acipenser fulvescens) في منطقة البحيرات الكبرى ، ألهمت اسمًا شعبيًا واحدًا لـ August Full Moon – The Sturgeon Moon. بقايا الفخار في عصر الغابات في المواقع الأثرية منذ ما يصل إلى 2000 عام تبين أن السقوط والربيع من سمك الحفش الأطلسي (Acipenser Oxyrinchus) تم الاحتفال مع المنبع مع التغذية.
يكشف علماء الآثار العظمي – المقاييس المعدلة التي تشبه درع الأسماك الحية – في الأماكن التي يعتمد فيها الناس على الحفش للعيش. لوجان كيستلر وناتاليا برزيلومسكا
لا تزال الاكتشافات الأثرية لسورجيون الدعم أن المستوطنين الاستعماريين الأوائل في أمريكا الشمالية ، لا سيما أولئك الذين أسسوا جيمس تاون في منطقة خليج تشيسابيك في عام 1607 ، يحصلون على هذه الأسماك. عندما كان الكابتن جون سميث يقود جيمستاون ، كتب “كان هناك استدران أكثر مما يمكن أن يلتهمه كلب أو رجل”. ربما تكون الأسماك قد ساعدت على بقاء هذا القلعة التي تم إهمالها مع الجفاف وتعزيز العلاقات المضطربة مع السكان الأصليين.
هذه الوفرة تتناقض بشكل صارخ مع اليوم ، عندما تكون مشاهد الأسماك المهاجرة متناثرة. كان الاستغلال خلال الـ 300 عام الماضية هو المحرك الرئيسي لتراجع Sturgeon Atlantic. قاد الطلب على الكافيار ضغط الصيد بلا هوادة طوال القرن التاسع عشر. كان Chesapeake ثاني أكثر أسماك سمك الحفش المستغلة على الساحل الشرقي حتى أوائل القرن العشرين ، عندما أصبحت الأسماك نادرة.
يلتقط علماء الأحياء في الحفظ الأسماك الضخمة لأغراض المراقبة ، والتي تشمل قص جزءًا صغيرًا من الزعنفة لتحليل الحمض النووي. مات بالازيك
في تلك المرحلة ، تم إنشاء لوائح الحماية المحلية ، ولكن في عام 1998 فقط كان وقفًا على حصاد هذه الأسماك. وفي الوقت نفسه ، ظلت وفرة من سمك الحفش الأطلسي منخفضًا جدًا ، والتي يمكن تفسيرها جزئيًا في عمرها. يمكن للأسماك قصيرة الأجل ، مثل Herring و Shad أن تستعيد أعداد السكان بشكل أسرع بكثير من سمك الحفش الأطلسي ، الذي يعيش لمدة تصل إلى 60 عامًا ويستغرق وقتًا طويلاً للوصول إلى سن الإنجاب-ما يصل إلى حوالي 12 عامًا للذكور وما يصل إلى 28 عامًا للإناث.
للمساعدة في إدارة واستعادة الأنواع المهددة بالانقراض ، يميل علماء الأحياء في الحفظ إلى تقسيم السكان إلى مجموعات بناءً على النطاقات. يعد خليج Chesapeake واحدًا من خمسة “قطاعات سكانية متميزة” قانون الأنواع المهددة بالانقراض في الولايات المتحدة التي تم إنشاؤها في عام 2012 التي تم إنشاؤها لصالح Sturgeon Atlantic.
منذ ذلك الحين ، قام أخصائيو الحفاظ على الحفاظ على دراسات وراثية على سمك الحفش الأطلسي ، مما يدل من خلال قوة الحمض النووي على أن نهر الولادة – حيث يولد سمكة فردية – وموسم التفريخ مهمان لتمييز المجموعات السكانية الفرعية داخل كل مجموعة إقليمية. كما وصف العلماء التنوع الوراثي في سمك الحفش الأطلسي. يشير المزيد من التنوع الوراثي إلى أن لديهم قدرة أكبر على التكيف عند مواجهة ظروف جديدة صعبة.
الحمض النووي الحفش ، ثم والآن
البقايا الأثرية هي مصدر مباشر للبيانات عن التنوع الوراثي في الماضي. يمكننا تحليل المكياج الوراثي للبجرون الذين عاشوا منذ مئات السنين ، قبل أن يستنفد الصيد الزائد المكثف أعدادهم. ثم يمكننا مقارنة هذا الأساس مع التنوع الوراثي اليوم.
كان نهر جيمس دراسة حالة رائعة لاختبار هذا النهج ، الذي نسميه سلسلة زمنية للآثار. بعد الحصول على معلومات عن علم الآثار في منطقة تشيسابيك من متعاوننا ليزلي ريدر مايرز ، أخذنا أخذ عينات من بقايا ستورجيون-نقاطهم وعمودهم الفقري-في موقع ما قبل الاستعمار حيث يعيش الناس من حوالي 200 م (1720-177). وقد استكملنا أن البيانات من الماضي بمقاطع صغيرة من زعانف الأسماك الحية التي تم أخذ عينات من Balazik وفريقه خلال استطلاعات الرصد.
يقوم العلماء بفصل شظايا سمك الحفش الأطلسي من مجموعات أكبر من بقايا حديقة الحيوان ، ثم العمل في المختبرات المخصصة لدراسة الحمض النووي القديم. Torben Rick و Natalia Przelomska
يميل الحمض النووي إلى كسر جسديًا وتضررًا حيويًا مع تقدم العمر. لذلك اعتمدنا على بروتوكولات خاصة في مختبر مخصص لدراسة الحمض النووي القديم لتقليل خطر التلوث وتعزيز فرصنا في جمع المواد الوراثية بنجاح من هذا الحفش.
يحتوي سمك الحفش الأطلسي على 122 كروموسومات من الحمض النووي النووي – أكثر من خمسة أضعاف ما يفعله الناس. ركزنا على عدد قليل من المناطق الوراثية ، بما يكفي للحصول على فكرة عن مجموعات سكان نهر جيمس وكيف تميز وراثيا عن بعضها البعض.
لم نكن مندهشين لرؤية أن مجموعات السقوط والربيع كانت متميزة وراثيا. على الرغم من ذلك ، فإن ما تميزت به هو مدى اختلافها بشكل صارخ ، وهذا شيء يمكن أن يحدث عندما تنخفض أعداد السكان إلى مستويات شبه تقوية.
نظرنا أيضًا إلى الحمض النووي للميتوكوندريا في الأسماك ، وهو جزيء مضغوط يسهل الحصول عليه من الحمض النووي القديم مقارنة بالكروموسومات النووية. مع متعاوننا Audrey Lin ، استخدمنا الحمض النووي للميتوكوندريا لتأكيد فرضيتنا بأن الأسماك من المواقع الأثرية كانت أكثر تنوعًا وراثياً من سمك الحفش الأطلسي الحالي.
بشكل لافت للنظر ، اكتشفنا أن الحمض النووي للميتوكوندريا لم يجمع دائمًا الأسماك بحلول الموسم أو حتى نهر الولادة. كان هذا غير متوقع ، لأن سمك الحفش الأطلسي يميل إلى العودة إلى أنهارهم الولادة للتكاثر. إن تفسيرنا لهذا الاكتشاف الجيني هو أنه على مدار فترة زمنية طويلة جدًا – عدة آلاف من السنين – من شأن التغييرات في المناخ العالمي وفي النظم الإيكولوجية المحلية أن تدفع سكان الحفش المعطى للهجرة إلى نظام نهر جديد ، وربما في مرحلة لاحقة إلى عودة إلى النهر الأصلي. يتم دعم هذه الفكرة من خلال توثيق آخر للأسماك التي تهاجر أحيانًا على مسافات طويلة وتخلط مع مجموعات جديدة.
استخدمت دراستنا الآثار والتاريخ والبيئة معًا لوصف تراجع سمك الحفش الأطلسي. استنادًا إلى التنوع الوراثي المتناقص الذي قمنا بقياسه ، نقدر أن سكان سمك الحفش الأطلسي الذي درسناه هم حوالي خمس ما كانوا عليه قبل التسوية الاستعمارية. التباين الوراثي أقل يعني أن هؤلاء السكان الأصغر لديهم إمكانية أقل للتكيف مع الظروف المتغيرة. ستساعد النتائج التي توصلنا إليها أخصائيي الحفظ في التخطيط في المستقبل من أجل استرداد هذه الحفريات الحية المستمرة.
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة ، وهي مؤسسة إخبارية مستقلة غير ربحية تجلب لك الحقائق والتحليلات الجديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتبه: ناتاليا برزيلومسكا ، معهد سميثسونيان ولوغان كيستلر ، معهد سميثسونيان
اقرأ المزيد:
لا يعمل المؤلفون على الأسهم أو استشارةها أو تلقيها من أي شركة أو مؤسسة ستستفيد من هذه المقالة ، ولم تكشف عن أي انتماءات ذات صلة تتجاوز تعيينها الأكاديمي.