Большая битва за маленькую рыбу

Одним апрельским днём в окрестностях норвежской деревни Москенес, где заснеженные горы поднимаются прямо из моря, некто Йохан Норман поймал самку трески. Длина добычи от кончика носа до кончика хвоста составила 82 см. Затем рыбак вытащил нож, отрезал несколько чешуек и отправил их на хранение в Институт морских исследований в Бергене (Норвегия). Шёл 1913 год. С той поры минуло сто лет, и в океане произошли кардинальные изменения. Небольшие парусные суда промысловых стран сменились промышленными донными траулерами. В 1968 году улов североатлантической трески начал снижаться, то же самое произошло с лососем, морским языком, омарами. В начале 1980-х биологи заметили ещё одну тревожную тенденцию: рыба в некоторых местах стала расти медленнее, достигая зрелости раньше и откладывая меньше икры. Иными словами, не только стало меньше рыбы, но и сама она уменьшилась в размерах.

Говорили, что причиной тому изменения температуры морской воды или нехватка пищи. Но реальным виновником может оказаться практика защиты рыбных ресурсов. В соответствии с различными законами и договорами сеть большинства траулеров имеет крупные ячейки, что позволяет маленькой, молодой рыбе высвободиться. Польза от этой практики кажется очевидной: на стол попадают лишь самые старые и жирные особи, а молодняк отправляется на нерест, производя на свет следующее поколение. Придумав этот трюк, учёные были счастливы, считая, что защитили рыбу, а рыбаки радовались крупной добыче, которую можно продать за хорошую цену.

А вдруг это ошибка? За пять десятилетий получено не очень много доказательств в пользу того, что снижение улова молодняка улучшило промысел. Напротив, небольшой хор исследователей утверждает, что рыба адаптировалась к этой практике: она стала меньше, чтобы реже попадаться. А чем меньше особь, тем меньше икры. Эти учёные не отрицают, что самой большой угрозой остаётся перелов, но подчёркивают, что такое эволюционное давление возымеет пагубные последствия, с которыми будет очень трудно справиться. Гипотеза спорная, и многие специалисты ей не верят. Поэтому в прошлом году, Микко Хейно из Бергенского университета (Норвегия) обратился за помощью к каноническому рыбаку по имени Йохан Норман. Он извлёк ДНК из чешуек и теперь собирает геном этой и других рыб в попытке выявить изменения в темпах роста и развития генов, чтобы окончательно объяснить уменьшение размеров вида. Но даже если он докажет свою правоту, останутся разногласия по поводу того, что с ней делать. Только дурак может решить, что следует усилить промысловое давление на молодняк, говорит Карл Уолтерс из Университета Британской Колумбии (Канада). Однако думающие так имеются, и дураками они себя не считают.

Теория эволюции, индуцированной промыслом, восходит к 1981 году, когда канадский учёный Уильям Рикер предположил, что кижуч (Oncorhynchus kisutch) и горбуша (Oncorhynchus gorbuscha) стали раньше достигать зрелости, потому что японские рыбаки ориентировались только на крупную рыбу. С 1990-х годов исследователи начали замечать ту же тенденцию у других видов. Но в течение многих лет считалось, что причиной тому факторы окружающей среды — изменение климата и загрязнение, а вовсе не генетика.

Затем, в 2002 году, Дэвид Коновер и Стивен Мунк из Университета штата Нью-Йорк в Стони-Бруке (США) опубликовали результаты одного спорного эксперимента. Они поймали несколько атлантических менидий (Menidia menidia) у побережья Лонг-Айленда и основали шесть колоний по тысяче особей в каждой. 190 дней спустя учёные лишили популяции 90% состава. Из первых двух групп они изъяли только крупную рыбу, из двух вторых — только маленькую, из двух последних — что попалось под руку. Затем специалисты стимулировали размножение оставшихся 10%. После четырех поколений рыба из первых двух групп весила примерно треть от среднего показателя двух последних. Но критики назвали эксперимент нереалистичным. Стимулируемое размножение, по сути, породило популяцию с определённым возрастом достижения половой зрелости, поэтому неудивительно, что удаление крупных рыб привело к доминированию особей, достигавших репродуктивного возраста при небольших размерах. В естественных условиях, наоборот, размер на момент достижения зрелости остаётся относительно стабильным, меняется лишь возраст. Рыба, растущая медленнее, созревает позже, а особи, растущие быстрее, — раньше. Таким образом, изъятие крупной рыбы в природе может привести к ускорению роста, но в эксперименте этого не произошло. Он как будто был задуман так, чтобы получить определённый результат. Спор заинтриговал г-на Хейно, решившего разработать собственный подход к изучению истории рыб. В прошлом исследователи занимались популяционной нормой реакции созревания, то есть размером и возрастом, но г-н Хейно понял, что сравнение этих показателей у разных популяций может ввести в заблуждение, если не принимать во внимание различий в темпах роста, вызванных наличием пищи, климатом и прочими факторами окружающей среды. Поэтому он предложил вероятностный подход, учитывающий вариации скорости роста. С помощью этого метода в 2004 году специалист показал, что атлантическая треска (Gadus morhua), родившаяся в 1987 году, созревала в более раннем возрасте и обладала меньшим размером по сравнению с поколением 1980 года и что эти изменения предшествовали резкому упадку вида у берегов Канады в конце 1980-х и начале 1990-х годов. «Это самый известный коллапс ихтиофауны за последнее время, — говорит г-н Хейно. — Можно ожидать, что он способствовал быстрой эволюции». Учёный считает, что основной причиной изменений стал интенсивный промысел, но избирательная рыбалка усугубила проблему. Критики отмечают, что эти события совпали с понижением температуры воды, большим количеством морского льда и прочими факторами. Тем не менее метод г-на Хейно открыл новую область — так называемое дарвиновское управление рыболовством, и эволюционные биологи вскоре принялись оценивать селективное воздействие ограничений по размеру на другие дикие популяции. В 2009 году одно из исследований, воспользовавшихся методом г-на Хейно, пришло к выводу, что из 37 коммерческих популяций большинство стало взрослеть раньше и уменьшилось в размерах, и эти эффекты проявились сильнее там, где промысел был особенно интенсивным. Генетик Джефф Хард из американского Национального управления океанических и атмосферных исследований отмечает, что 1976 году на самок лосося длиной более 100 см приходилось более 20% рыбы, нерестившейся в одной аляскинской реке. Сегодня этот показатель составляет менее 4%, а количество икры снизилось на 16%. Но без генетических данных это всегда можно отнести к изменениям окружающей среды. Вот почему г-н Хейно и другие ищут ДНК исторических образцов. Например, Филип Волкарт из Лёвенского католического университета (Бельгия) занимается секвенированием ДНК из отолитов (ушных костей) желтопёрой камбалы (Limanda aspera) — по одному образцу на каждое десятилетие начиная с 1950-х годов. А г-н Хейно в дополнение к своим генетическим изысканиям проводит следующий эксперимент. Он разводит девять популяций гуппи, снимая урожай в размере от четверти до трети популяции и отбирая особей в соответствии с их габаритами. В отличие от Коновера и Мунка, он позволяет рыбкам размножаться в любом возрасте. И, как и в природе, его популяции имеют широкий диапазон возрастов и размеров. Эксперимент, начатый в 2009 году, рассчитан на пять лет. Но убедить скептиков будет тяжело. «Эволюция, индуцированная рыболовством, — интересная сторона вопроса, но её значение сильно преувеличено», — полагает Рэй Хилборн из Университета штата Вашингтон (США). Нет никаких сомнений, что промысел влияет на развитие популяций, но некоторые черты — например, раннее созревание — могут сделать популяцию, напротив, более продуктивной. Данные, говорящие о том, что темпы роста замедляются, тоже неубедительны, считает г-н Хилборн. По его мнению, лучший способ сохранить рыбу — просто меньше ловить. Г-н Хейно согласен с последним утверждением, но требует и других изменений. Например, он не считает, что морские заповедники должны защищать только нерестилища (как это обычно происходит), потому что тем самым рано созревающая рыба получает дополнительное преимущество: она успевает вернуться на нерест раньше, чем другие особи, которые к тому времени уже оказываются в сетях. Во-вторых, пора отказаться от некоторых ограничений на размер. Эти взгляды получают всё более активную поддержку. В прошлом году международная группа специалистов по рыболовству опубликовала статью, в которой предложила целый ряд аргументов в пользу отмены ограничений на размер. А Йеппе Колдинг из Бергенского университета (Норвегия), изучающий мелкий промысел в Африке, обнаружил, что в районах, где рыбаки пользуются запрещёнными сетями, отлавливая и большую, и маленькую рыбку, переплетение пищевых цепей остаётся, как правило, на уровне областей, не охваченных промыслом. Отличие заключается лишь в снижении биомассы. Если распределить промысловое давление по видам и размерам, рыбакам будет попадаться больше рыбы, но в то же время снизится риск истребления отдельных групп внутри популяции, подчёркивает учёный. Г-н Хейно понимает, что низвержение укоренившейся практики рыболовства требует десятилетий, и сейчас он концентрируется на получении данных. «Нужно запастись терпением, — говорит он. — На практические последствия уйдёт очень много времени». Подготовлено по материалам Nature News.