小嘴鲈鱼在阿迪朗达克山脉进化以抵抗捕杀

纽约州伊萨卡——数十年来，人们一直致力于从中型阿迪朗达克湖中消灭入侵的小嘴鲈鱼，但却得到了令人惊讶的结果：鲈鱼迅速进化，生长速度更快，在早期繁殖上投入更多，导致小型鱼的数量进一步增加。

　　

纽约州伊萨卡——数十年来，人们一直致力于从中型阿迪朗达克湖中消灭入侵的小嘴鲈鲈鱼，但却得到了令人惊讶的结果：鲈鲈鱼迅速进化，生长速度更快，在早期繁殖上投入更多，导致小型鱼的数量进一步增加。

 《美国国家科学院院刊》发表的一项研究表明，由于每年有四分之一的小嘴鲈鲈鱼被捕获，导致体长 5 英寸及以下的小鲈鲈鱼数量有所增加，而体长 12 英寸以上的大鱼则基本被消灭。

虽然小嘴鲈鲈鱼原产于北美，但它们在20世纪初被广泛引入阿迪朗达克山脉，并占领了那里的许多湖泊。它们的到来导致了当地鱼类物种的减少，以及珍贵的溪鳟鳟和湖鳟鳟生长速度的减缓，因为它们与鲈鲈鱼争夺相同的猎物。

从管理的角度来看，这些发现具有重要的意义，既强调了在非本地物种入侵之前防止其发生的重要性，也理解了抑制某个物种的努力实际上可能会适得其反，导致相反的效果。 

虽然人们早已认识到植物和昆虫种群会因除草剂或杀虫剂的使用而进化，但人工移除动植物并不被认为会引发这种适应性。然而，由于死亡率急剧上升，鲈鲈鱼种群转向了快速生长和早熟的生活史策略。一种解决方案可能是减少移除频率或只捕捞一小部分鱼类，这或许可以减轻鲈鲈鱼适应的进化压力，但作者表示，这还需要更多研究。对于其他入侵物种的清除工作，一个普遍的启示是，即使缺乏清晰的进化路径，根除工作也应被视为一场进化的军备竞赛。

“25年前，康奈尔大学的阿迪朗达克渔业研究项目着手测试我们能否从湖泊中彻底消灭小嘴鲈鲈鱼，” 该研究的资深作者之一、自然资源与生态与进化生物学系教授彼得·麦金泰尔说道。“我们花了25年的时间才证明答案是否定的：这种鱼的进化是为了战胜我们。”

“我们所记录的是，生长速度和成熟年龄等生命史特征可以进化，以降低它们对我们移除措施的敏感性，”该研究的第一作者、华盛顿史密森尼国家动物园的博士后研究员利亚姆·扎里 (Liam Zarri) 说道。

自然资源教授兼研究合著者 克里夫·克拉夫特（Cliff Kraft） 于2000年开始尝试利用船用电捕鱼技术抑制阿迪朗达克山脉小驼鹿湖（Little Moose Lake）的鲈鲈鱼数量。该技术使用发电机给湖水通电，使鱼暂时昏迷。之后，科学家们将捕获的鲈鲈鱼捞起，将本地物种放归湖中，并清除所有捕获的鲈鲈鱼。

“我们原本预计，如果每年从湖里捕捞数千条鲈鲈鱼，就会导致其种群数量迅速下降，最终灭绝，”扎里说。“头一两年，情况似乎确实如此。”

他说，与此同时，本地鱼类种群数量开始恢复。此外，湖鳟鳟鱼的生长速度也开始加快。 

但几年后，研究人员发现，由于幼鲈鲈鱼数量的增加，捕获率不但没有下降，反而上升了。

扎里的基因分析基于克拉夫特从1995年开始收集的小嘴鲈鲈鱼组织样本，揭示了在2000年至2019年间，鱼类捕捞带来的选择压力导致三条染色体上的基因发生了剧烈变化。这些基因组区域与生长速度加快和早期成熟率相关。 

两篇配套论文由康奈尔大学前水生生态学家、现任爱荷华州立大学助理教授的汤米·德特默 (Tommy Detmer) 领导，研究了小嘴鲈鲈鱼清除工作对本地鱼类和小嘴鲈鲈鱼行为的影响。

在一篇 由麦金泰尔实验室博士生蒙塔纳·艾里（Montana Airey）共同领导的论文中，该团队发现，几乎所有本地淡水鱼类种群最初都出现了反弹。但持续的监测显示，10年后，一些鱼类种群继续呈现积极反应，而另一些则恢复到小嘴鲈鲈鱼在湖中占主导地位时的低丰度水平。扎里表示，这些结果凸显了持续监测对于了解生态系统随时间变化的动态变化的重要性。

这些发现对阿迪朗达克山脉的溪鳟鳟和湖鳟鳟具有重要意义。麦金泰尔说，它们不仅面临地表水变暖和夏季退居较冷深水区导致氧气含量下降的威胁，现在还面临着与鲈鲈鱼争夺猎物的额外负担。

德特默的另一篇 论文 发现，在小驼鹿湖开始清除鲈鲈鱼的几年里，小嘴鲈鲈鱼（而非其他本地鱼类）变得更加胆怯。一个可能的解释是，在每年四次清除鲈鲈鱼的湖泊中长大，让这些幸存者变得更加谨慎。

扎里说：“我们还想测试这种行为是否存在遗传基础”，即天生（而非后天）胆怯的鱼可以避免被捕获，从而导致胆怯的基因型在整个鱼群中蔓延。  

德特默说：“对管理工作的长期研究至关重要，这不仅可以加深我们对自然生态系统的理解，还可以评估特定管理工具的有效性。”

Zarri、McIntyre 和 Kraft 是该配套研究的共同作者。 

项目资金部分由阿迪朗达克联盟俱乐部、东北气候适应科学中心、美国国家科学基金会极端科学与工程发现环境、康奈尔大学伊丽莎白米勒弗朗西斯 47 年夏季研究基金和康奈尔大学 Kieckhefer 阿迪朗达克奖学金提供。

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