综述:印度比目鱼(Psettodes erumei)种群间的遗传连通性支持西南印度洋区域协调的跨界渔业管理

《Ecological Genetics and Genomics》:Genetic connectivity among Indian halibut ( Psettodes erumei) populations supports harmonised transboundary fisheries management in the Southwestern Indian Ocean

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月17日 来源:Ecological Genetics and Genomics CS1.8

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   摘要印度鲽鱼(Psettodes erumei)是一种底栖比目鱼,支撑着西南印度洋(SWIO)沿海社区的生计。然而,该物种面临着强烈的捕捞压力,包括破坏性捕捞方式。尽管其种群跨越多个国家管辖区域,主要通过国家层面的多物种沿海管理框架进行管理和有限度的物种特定法规进行管理,且区

  

摘要

印度鲽鱼(Psettodes erumei)是一种底栖比目鱼,支撑着西南印度洋(SWIO)沿海社区的生计。然而,该物种面临着强烈的捕捞压力,包括破坏性捕捞方式。尽管其种群跨越多个国家管辖区域,主要通过国家层面的多物种沿海管理框架进行管理和有限度的物种特定法规进行管理,且区域协调力度薄弱,但对跨管辖区域种群连接性的了解有限,制约了该资源的有效和可持续管理。为此,本研究分析了来自坦桑尼亚和莫桑比克的印度鲽鱼的158条细胞色素c氧化酶亚基I基因(612 bp)序列,以评估遗传连接性和人口统计学历史。结果表明,各群体间未表现出显著的遗传分化(FST = ?0.00766,p > 0.05),AMOVA分析显示所有变异(100%)均发生在群体内部。贝叶斯系统发育分析未发现西南印度洋各群体间存在地理结构,但东印度洋和太平洋西部的群体则明显有别。遗传多样性较低,单倍型多样性范围为0.091至0.166,核苷酸多样性为0.0149%至0.0271%。类似地,中性检验和错配分析表明存在历史种群扩张。贝叶斯天图显示种群扩张后趋于稳定,近期略有下降。这些发现表明,印度鲽鱼在西南印度洋范围内具有广泛的遗传连接性,表明其形成单一的自由交配种群,跨越多个国家管辖区域。这种跨境连接性意味着某一地区的局部过度捕捞和其他人为压力可能会影响整个种群,强调了区域协调管理的必要性,尤其是鉴于近期种群下降的信号。

引言

比目鱼是辐鳍鱼纲鲽形目(Pleuronectiformes)的成员,在全球范围内的底栖生态系统中发挥着重要作用,作为捕食者和猎物,为生态系统的稳定做出贡献[1]。除了生态作用外,比目鱼还具有巨大的经济价值,是商业渔业的重要组成部分,支撑着大西洋、太平洋和印度洋沿岸社区居民的生计[1]。该多样性群体包括众所周知的比目鱼、龙利鱼、鳎鱼、鲆鱼、石鲽鱼和舌鳎等物种[2]。在分类学上,传统上将鲽形目分为两个亚目:Psettodoidei,包含单一科Psettodidae;以及Pleuronectoidei,包含其余比目鱼科[2]。这些物种主要分布在热带和亚热带水域,通常栖息于具有柔软沙质海底的浅大陆架区域[1]。Psettodes属属于单型科Psettodidae,被认为是比目鱼中最原始的种类之一,代表了从对称的祖先后代鱼类到现代不对称比目鱼之间关键的进化联系[3,4]。该属包括三种已知物种,分别是Psettodes belcheri、Psettodes bennettii和Psettodes erumei[5]。其中,P. erumei(俗称印度鲽鱼)广泛分布于红海、太平洋和印度洋[6]。该物种与其他比目鱼不同,其颅骨结构保留了部分对称性,这是从祖先硬骨鱼继承的特征[3]。相比之下,另外两种物种P. belcheri和P. bennettii则限于大西洋东部地区[5]。Psettodes erumei是一种底栖肉食性海洋比目鱼,通常栖息于水深1至100米的沙质和泥质底质中,偏好20至50米水深[6,7]。它通过捕食较小的底栖鱼类和无脊椎动物在底栖食物网中发挥重要的营养作用,从而调节群落动态[8]。该鱼为全年产卵鱼种,在西南印度洋地区每年产生两批明显的产卵批次,分别为6月至9月和2月至3月[9,10]。与其他比目鱼物种类似,成年印度鲽鱼从近岸泻湖和河口迁移至外海区域产卵,其卵和幼虫随后通过洋流远距离扩散[11]。这种浮游幼虫扩散使远距离种群之间得以进行基因交流,并在维持种群内遗传连接性方面发挥作用。P. erumei的卵巢发育遵循明显的渐进模式,从阶段I开始,为未成熟卵,直径0.08至0.34毫米,发展至阶段VI时完全成熟、透明的卵,直径1.18至1.23毫米[10]。该物种的成熟过程以卵黄的积累和清晰的模式分组形成为标志,表明已具备产卵条件。该物种在体长35厘米时达到性成熟,通常在西南季风季节到来之前产卵[9]。研究表明,P. erumei具有中等生长速率和寿命,使其对过度开发具有中等脆弱性[7]。
尽管具有生态和经济重要性,西南印度洋地区的P. erumei渔业面临着强烈的捕捞压力,包括广泛的非法活动,如炸药捕捞和沙滩围网捕捞[12]。作为一种底栖物种,P. erumei特别容易受到这些破坏性捕捞方式的影响,这些方式破坏底栖栖息地,退化必要的育幼场,并可能分割或改变其种群结构。这些压力对该物种的长期可持续性构成严重威胁。然而,西南印度洋地区的P. erumei种群受不同国家管辖,渔业管理依据各自国家的法律和制度框架进行。坦桑尼亚已建立了18个海洋保护区(MPAs)[13],以保护关键栖息地和育幼场,并支持对沙滩围网、炸药和其他爆炸物等破坏性捕捞方法的禁令[14]。同样,莫桑比克采取了基于生态系统的方针,建立了如奎姆巴和巴萨鲁托等海洋公园,同时促进社区、非政府组织和政府机构之间的共同管理,以执行渔具限制、季节性休渔和支持替代生计[15,16]。总体而言,这些措施对于保护健康的沿海生态系统和维持鱼类(包括比目鱼)具有重要意义。然而,该区域缺乏关于P. erumei种群连接性的数据。现有数据主要集中在无脊椎动物[17]、军刀鱼[18]、弹涂鱼[19]及其他鱼类上[[20], [21], [22], [23]]。因此,尚不清楚P. erumei是否由不同的种群组成,还是在整个西南印度洋形成单一的随机交配种群。缺乏对种群连接性的了解,某一管辖区域的局部过度捕捞可能会破坏邻国的保护和管理努力,从而可能威胁整个种群的可持续性。
遗传方法已被广泛应用于其他区域的跨境海洋鱼类生物学管理单元(MUs)的界定,包括太平洋黄鱼(Hippoglossus stenolepis)和红鲑(Oncorhynchus nerka),强调了遗传数据如何指导区域协调管理策略[24,25]。线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(COI)因其母系遗传、相对快速进化、低重组率以及解析系统发育关系的能力,被广泛用于评估海洋鱼类的遗传多样性、种群连接性和历史人口统计学[26,27]。因此,本研究旨在利用线粒体COI基因评估西南印度洋沿岸印度鲽鱼种群的遗传连接性、多样性及历史人口统计学特征。本研究的发现为跨境渔业管理和区域保护规划提供了重要的科学依据。

章节摘要

研究区域

本研究在西南印度洋(SWIO)沿岸进行,涵盖坦桑尼亚和莫桑比克海岸的六个登陆点:坦噶、巴加莫约、姆特瓦拉、基尔瓦、姆库兰加和贝拉。其中,坦噶、巴加莫约、姆特瓦拉、基尔瓦和姆库兰加位于坦桑尼亚海岸线,贝拉位于莫桑比克海岸(图1)。莫桑比克海岸线延伸超过2700公里,分为三个主要生态区:南部的德拉戈亚盆地、中部的

西南印度洋印度鲽鱼种群间的遗传连接性

遗传分析结果显示,各采样种群间的遗传分化指数不显著(表2:FST = ?0.00766,p > 0.05;ΦST = 0.0186,p > 0.05)。同样,AMOVA分析结果表明所有变异(100%)均发生在群体内部。同样,成对种群比较显示FST值较低且不显著(表3)。这些结果表明种群间存在高度基因流动和显著的遗传连接性,可能由于频繁的基因交流所致

西南印度洋印度鲽鱼(P. erumei)种群间的遗传连接性

本研究发现遗传分化指数不显著,表明西南印度洋P. erumei种群间存在高度遗传连接性。这些发现与此前关于海洋动物的研究一致,后者报道了鱼类之间的高遗传连接性[[17], [18], [19], [20], [21],23,49,50],以及西南印度洋其他海洋动物的高遗传连接性[[51], [52], [53], [54]]。印度鲽鱼的高遗传连接性可归因于其生活史

结论

本研究发现表明,西南印度洋的印度鲽鱼(P. erumei)种群表现出广泛的遗传连接性,在坦桑尼亚和莫桑比克沿岸形成了一个单一的随机交配(自由交配)种群。这表明,只要维持基因流动,该渔业具有自然补充整个区域耗尽种群的潜力。鉴于P. erumei种群跨越多个国家的管辖区域,且各国具有不同的渔业管理

作者贡献声明

丽莎·G·彼得(Lisa G. Peter):撰写——审阅与编辑,撰写——原稿,可视化,验证,方法论,调查研究,形式分析,数据整理,概念化。杰克逊·L·萨伊佩拉基(Jackson L. Saiperaki):撰写——审阅与编辑,可视化,验证,监督指导,形式分析,概念化。吉布里尔·奥卢恩加(Jibril Olunga):撰写——审阅与编辑,可视化,监督指导,调查研究,概念化。科斯马斯·N·蒙加(Cosmas N. Munga):撰写——审阅与编辑,验证,资金获取,数据整理,

资助

本研究由佛兰德大学理事会(VLIRUOS)通过SAVE-FISH项目(支持东非地区海洋小型渔业可持续发展作为保障粮食安全和生计的基础)资助。

利益冲突声明

作者声明他们不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

作者感谢坦桑尼亚渔业和水产养殖研究技术与伦理委员会(TaFReTEC)授予伦理许可,以及坦桑尼亚科学与技术委员会(COSTECH)签发研究许可(CST00000291-2023)。作者感谢索科伊内农业大学(SUA)生物科学系提供实验室空间。作者还感谢拉贾布·穆斯塔法·贾法里(Rajabu Mostafa Jafari)、法拉贾·索尔利·卡库尔瓦(Faraja Sauly Kakulwa)和哈迪贾(Hadija)
丽莎·G·彼得|杰克逊·L·萨伊佩拉基|吉布里尔·奥卢恩加|科斯马斯·N·蒙加|查尔斯·M·莱莫|莱维·M·奥图奥马|赛勒斯·鲁米沙|马克·科奇乌斯
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