Nowe badania pokazują, że pstrągi żyjące w rzekach zanieczyszczonych metalem ze starych kopalni na Wyspach Brytyjskich są genetycznie „odizolowane” od innych pstrągów.

Naukowcy przeanalizowali pstrąga potokowego w 71 miejscach w Wielkiej Brytanii i Irlandii, gdzie w wielu rzekach występuje metal wypłukany z nieczynnych kopalni.

Choć pstrągi żyjące w rzekach zanieczyszczonych metalami wydają się zdrowe, różnią się genetycznie, a brak różnorodności w tych populacjach czyni je podatnymi na przyszłe zagrożenia.

Porównując DNA pstrąga w rzekach zanieczyszczonych metalami i niezanieczyszczonych metalami, naukowcy odkryli, że populacje pstrągów tolerujących metal oddzieliły się od szerszego gatunku w okresach szczytowej aktywności wydobywczej.

Badanie przeprowadzone przez uniwersytety w Exeter i Cardiff przeprowadzono w czterech regionach: zachodniej Walii, północno-wschodniej Anglii, południowo-zachodniej Anglii i południowo-wschodniej Irlandii.

„Odkryliśmy znacznie zmniejszoną różnorodność genetyczną w niektórych populacjach pstrągów zamieszkujących wody dotknięte metalami” – powiedział profesor Jamie Stevens z Uniwersytetu w Exeter.

„Te ryby niosą ze sobą duże ilości metali, a toksyczne wiązanie rozpuszczonych metali z ich skrzelami powoduje uduszenie, ale pstrągi, które to tolerują, pojawiły się w zanieczyszczonych rzekach.

„Jeśli ryby pozbawione tej tolerancji wpłyną do tych rzek, muszą albo opuścić je, albo umrzeć w wyniku narażenia.

„Oznacza to, że ryby tolerujące metal są izolowane genetycznie i nie wymieniają genów z innymi populacjami pstrągów.

„Tak więc, chociaż te ryby mogą być zdrowe tam, gdzie się znajdują, obecnie brakuje im różnorodności genetycznej, która pozwoliła im przystosować się do tak szybkich zmian w środowisku, co czyni je bardziej podatnymi na przyszłe zmiany”.

Do powszechnych zanieczyszczeń metalami na dawnych obszarach górniczych zalicza się ołów i miedź, a wiele ryb i innych gatunków żyjących w tych rzekach zostało już zniszczonych.

Pojawienie się pstrąga odpornego na metale, charakteryzującego się dużym zróżnicowaniem genetycznym od sąsiednich populacji i zmniejszoną różnorodnością, zaobserwowano w populacjach zamieszkujących rzeki zanieczyszczone metalami w Kornwalii, Walii i północno-wschodniej Anglii.

„Jest to prawdopodobnie wynik presji selekcyjnej – ewolucji napędzanej w tym przypadku przetrwaniem lub brakiem przetrwania, w zależności od odporności na zanieczyszczenie metalami” – powiedział dr Daniel Osmond z Westcountry Rivers Trust, który przeprowadził badania w ramach doktoratu w Exeter.

Badanie wykazało, że najwyższy poziom izolacji genetycznej występuje w rzekach zanieczyszczonych metalami i dotkniętych barierami fizycznymi, takimi jak tamy i jazy.

Poziom zanieczyszczeń metalami ulega wahaniom i często wzrasta w okresach dużych opadów.

Dr Osmond wyjaśnił: „W różnych okresach historii te regiony górnicze odgrywały globalną rolę w przemysłowej produkcji wielu metali. To jednak pozostawiło zanieczyszczone krajobrazy, takie jak zachodnia Kornwalia, która w rzeczywistości jest gigantycznym plastrem miodu starych kopalni.

„Kiedy nadejdzie deszcz, mogą one napełnić się wodą, która może spłynąć do rzek”.

Liczba ryb wędrownych słodkowodnych na wielu obszarach znacznie spadła i choć pstrąga nie uważa się za gatunek zagrożony, badanie pokazuje, że może być bardziej bezbronny, niż wcześniej sądzono.

Naukowcy twierdzą, że ograniczenie wymywania wód kopalnianych i usunięcie barier fizycznych w rzekach mogłoby pomóc w ograniczeniu izolacji genetycznej.

W badaniu wykorzystano symulacje populacji na przestrzeni czasu, modelując różne historyczne scenariusze ewolucji i ich wpływ na różnorodność genetyczną populacji, porównując je z populacjami objętymi obecnie próbą, aby przewidzieć, które scenariusze ewolucyjne były najbardziej wiarygodne.

Do fundatorów badań należała Rada ds. Badań nad Środowiskiem Naturalnym, fundacja Game & Wildlife Conservation Trust oraz unijny projekt Interreg SAMARCH.

Artykuł opublikowany w czasopiśmie Różnorodność i dystrybucjanosi tytuł: „Życie w krajobrazie postindustrialnym: powtarzające się wzorce dywergencji genetycznej u pstrąga potokowego (Salmo Trutta L.) przez Wyspy Brytyjskie.”