Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Eos.

Nowa Zelandia leży na granicy dwóch płyt tektonicznych, w wyniku czego znajduje się w ciągłym stanie wstrząsów. Gdy góry wznoszą się i opadają, rzeki rozdzielają się, zmieniają kierunek i łączą. W niektórych przypadkach mają nawet odwrócony przepływ.

Geolog, biolog i ekolog niedawno połączyli swoją wiedzę, aby jednocześnie śledzić przemieszczanie się ryb i złota przez rzeki tego kraju. Wyniki wskazują na ukryte bogactwa, a podejście zespołu wpłynęło na badania prowadzone na całym świecie.

Na przejażdżkę

Wśród turbulencji geologicznych Nowej Zelandii złapane są małe rodzime ryby słodkowodne — gatunki z rodzaju Galaktyki. Przez miliony lat populacje galaktyki były podzielone zdobycie rzeki— skierowanie rzek w wyniku zmian geologicznych do różnych zlewni.

W południowej prowincji Otago rzeki niosą również złoto zerodowane z łupków piwnicznych przez krajobraz. Dziewiętnastowieczni górnicy przybywali do Otago, aby pogłębiać, oczyszczać i unieruchamiać jego lukratywne wody.

Złoto znajduje się również w sąsiedniej prowincji Otago, Southland. Ponieważ Southland ma znacznie mniej skał piwnicznych zawierających złoto, geolodzy wywnioskowali, że duży system rzeczny niósł kiedyś większość tego złota z Otago do Southland.

Dziś jednak te dwie prowincje są oddzielone pasmem górskim, opisanym przez geologa z University of Otago Dave Craw jako „Mur Hadriana”, który uniemożliwia przepływ wody między nimi.

Przypadkowa rozmowa

Pod koniec lat 90. Craw spotkał się na drinku ze swoim kolegą biologiem z University of Otago Jona Watersa. Waters starał się wyjaśnić inne nieprawdopodobne powiązanie między Southland i Otago — gatunkiem galaktyidów żyjącym po obu stronach przepaści.

Craw miał dla niego wyjaśnienie: rzeka, w której żyły ryby, Nevis, została w odległej przeszłości odwrócona przez wznoszące się góry, zmniejszając populację ryb na dwie części. Para natychmiast zdała sobie sprawę, że może wykorzystać tempo rozbieżności genetycznej między dwiema populacjami ryb, aby określić datę tego odwrócenia. „Zasadniczo napisaliśmy a papier natychmiast – powiedział Craw.

Następnie zastosowali te same techniki w innych częściach Otago. „Zaczęliśmy szukać więcej wskazówek i ciągle znajdujemy więcej” – powiedział Waters. „Są miejsca, w których dane dotyczące ryb są mocne, a geologia nie, oraz miejsca, w których dane geologiczne są mocne, a ryby są mniej pouczające. Ale łącząc te dwa elementy razem, możemy połączyć elementy układanki”.

Na podstawie licznych badań zespół skalibrował „zegar geogenomiczny”, który może teraz zastosować do zapytań o przechwytywanie rzek wokół Nowej Zelandii. Pomogło im to również przewidzieć, gdzie mogą być zakopane stare, złotonośne rzeki.

Craw powiedział, że geny ryb są często znacznie bardziej przydatne niż skały w zawężaniu dokładnego czasu zdarzeń geologicznych – coś, co ma kluczowe znaczenie przy poszukiwaniu złóż mineralnych. „Musisz wiedzieć, które rzeki płynęły, gdzie i kiedy” – powiedział.

Słodkowodna galaktyka nowo odkrytego, nieopisanego gatunku pływa w rzece Pomahaka w południowej Nowej Zelandii. Źródło: Daniel Jack

Craw i Waters wraz z ekologiem Ciarana Campbella w Radzie Regionalnej Otago, ostatnio zwrócili uwagę na Southland. W ich najnowszym badanieopublikowane w New Zealand Journal of Geology and Geophysics, grupa wykorzystała datowanie ryb jako jedno narzędzie do przewidywania, gdzie płynęła pewna liczba starych, złotonośnych rzek. W ten sposób zidentyfikowali również prawdopodobny nowy gatunek galaktykid.

Pedro Val, geomorfolog z City University of New York, który nie był zaangażowany w badania, porównuje geny ryb z osadami do datowania zmian rzek w dorzeczu Amazonki. – To ma całkowity sens – powiedział. „Ryby biernie zamieszkują rzekę. Jeśli rzeki się zmieniają, wraz z nimi płyną ryby i to samo dotyczy osadów. To rodzaj idealnego scenariusza, w którym otrzymujesz dwie niezależne rzeczy pokazujące ten sam proces”.

Genetyka ryb na całym świecie

Podejście oparte na współpracy opracowane przez Craw and Waters jest obecnie stosowane w innych krajach. Jakuba Albertaekolog z University of Louisiana w Lafayette, bada ewolucję ryb słodkowodnych w Ameryce Południowej w odpowiedzi na wypiętrzenie się Andów.

Albert powiedział, że zespół z Nowej Zelandii ma „prawdopodobnie najlepiej rozwinięty system” dopasowywania genetyki ryb do geologii na świecie.

Albert, który nie był zaangażowany w badania w Nowej Zelandii, wyjaśnił, że ścisła zgodność między galaktykami a żwirem w nowozelandzkich pracach potwierdziła dokładność metod zespołu.

„Jednym z założeń” — powiedział — „jest to, że jedynym sposobem, w jaki ryby mogą przemieszczać się między dorzeczami, jest chwytanie rzeki. Ale w zasadzie możliwe jest również, że ptaki mogą przemieszczać ryby”.

To, powiedział, „może schrzanić tego rodzaju analizę. Ale wzory [they] które tutaj znaleźliśmy, są bardzo rozsądnymi interpretacjami geologii leżącej u podstaw”.

Zakopany skarb

Wyniki badań sugerują, że starożytne koryto rzeki leży pod polami uprawnymi na południowy zachód od współczesnej rzeki Mataura. Craw powiedział, że pogrzebana rzeka może być pełna złota. Wydobycie nie nastąpi jednak w najbliższym czasie.

„Prawdopodobnie na wierzchu znajduje się 50 metrów (164 stóp) lub więcej żwiru” – powiedział. „To dużo oleju napędowego [fuel] aby to usunąć”.

Jeśli jednak ekonomika wydobycia miałaby się zmienić, takie zakopane rzeki mogą pewnego dnia okazać się lukratywne. Craw zwrócił uwagę, że pobliska czynna kopalnia złota wymagała usunięcia 40 metrów (130 stóp) żwiru, aby mogła zacząć działać. — To da się zrobić — powiedział. „Więc może za 20 lat zdejmą z tego górę”.