Исследование морской ДНК Японии обнаружило 126 видов рыб дальше на север

Поскольку изменение климата меняет среду обитания как на суше, так и на море, вы можете однажды пойти на пляж только для того, чтобы оказаться в месте, которое совсем не похоже на то, что вы помните, среди морских существ, которых вы не узнаете.

В рамках крупнейшего исследования ДНК морской окружающей среды (eDNA) в Японии исследователи Окинавского института науки и технологий (OIST) обнаружили доказательства того, что более 100 видов рыб могут жить дальше на север, в более прохладных водах, чем предполагали предыдущие данные. Эти наблюдения позволяют отслеживать обитаемые ареалы рыб более детально, чем когда-либо прежде, что становится особенно важным в условиях глобального потепления и изменения климата. Их результаты, опубликованные 26 октября 2026 года в журнале Diversity and Distributions, показывают, как отбор образцов eDNA может дать представление об изменении морских ландшафтов, которое будет иметь экономические, социальные и экологические последствия в Японии и во всем мире.

Изменение климата подталкивает рыбу к более прохладным водам, что влияет на местных жителей

Изменение климата уже фундаментально изменило естественную среду обитания по всему миру и будет продолжать это делать в ближайшие десятилетия, при этом прибрежные морские виды подвергаются особому риску. Одним из основных последствий повышения температуры океана, связанного с изменением климата, является сдвиг обитаемого ареала морских видов, поскольку они ищут более прохладные воды. Япония, экономика и культура которой настолько переплетены с морем, готова испытать драматические последствия такой массовой миграции.

Руководитель отдела изменения морского климата в OIST и старший автор исследования Тимоти Равази объясняет, что местные жители уже ощущают эти последствия: «Рыбаки по всей Японии уже обнаруживают различия в типах рыбы, которую они ловят, по сравнению с тем, что было несколько десятилетий назад. А внезапный приток новых видов рыбы означает, что для ее ловли нужны новые методы, инструменты и знания, что особенно тяжело для небольших семейных рыболовных предприятий».

Но за пределами местного опыта понять, какие именно регионы и виды затронуты, остается проблемой. Некоторые из типичных методов отслеживания ареалов видов включают сети гражданского научного наблюдения, отбор проб на местах, сбор образцов и прогнозирование оптимальной среды обитания, хотя ни один метод не является совершенным. Непроверенные данные, большие временные и денежные затраты, а также неопределенность прогнозов изобилуют, поэтому морские биологи и экологи ищут лучшие способы понять и смоделировать изменения среды обитания морских существ.

Это исследование является первым применением нового метода в масштабе страны, целью которого является дополнение предыдущих данных за счет отбора проб эДНК. Подобно тому, как полицейские детективы могут искать следы ДНК на месте преступления, чтобы идентифицировать виновника, ученые недавно начали каталогизировать крошечные фрагменты ДНК животных, присутствующие в различных морских экосистемах. Хотя необходимо проявлять осторожность, чтобы избежать загрязнения, это дает исследователям возможность получить снимок потенциально тысяч видов, которые могут присутствовать в определенном месте, при гораздо меньших временных затратах, чем обычные методы исследования, и с использованием всего одного ведра морской воды. После сбора ДНК из морской воды извлекается, секвенируется и сравнивается с эталонными структурами ДНК, которые определяют происхождение генетического материала.

Прошлые морские исследования в Японии сделали возможным отслеживание изменений ареала рыбы.

Аспирантка OIST и первый автор исследования Айше Харука Осима Ачикбаш говорит, что Япония является не только одной из наиболее уязвимых стран, когда речь идет о последствиях изменения морского ареала, но и одним из немногих мест в мире, где такое исследование может быть проведено: «Одним из преимуществ применения этого метода в Японии был тот факт, что эталонные последовательности ДНК, необходимые для анализа eDNA, известные как праймеры MiFish, были разработаны в Японии. усилий по секвенированию местной морской фауны, что увеличит охват и точность обнаружения видов в Японии».

«У нас есть доступ ко всем необходимым средствам секвенирования ДНК здесь, в OIST, и, что не менее важно, доступ к сети морских станций и их персоналу по всей Японии, с которыми мы можем работать», — продолжает Осима Ачикбаш.

Даже имея на руках справочные данные MiFish, сотрудничество с местными рыбными хозяйствами, природоохранными агентствами и учеными имело ключевое значение для получения достаточного охвата для характеристики распределения рыбы вдоль береговой линии Японии. Для этого исследования Осима Ачикбаш и его коллеги предоставили около 1000 вновь собранных образцов эДНК; В сочетании с предыдущими усилиями по отбору проб в результате было взято 2672 пробы за 7 лет с 2017 по 2024 год в 316 уникальных местах вдоль береговой линии Японии.

Их результаты идентифицируют тысячи различных видов рыб, в том числе 126 видов, которые появились в местах севернее, чем когда-либо ранее зарегистрированных. Среди этих 126 видов есть несколько коммерчески важных рыб, таких как японская ставрида (D. maruadsi) и черноперый морской окунь (E. fasciatus), а также такие виды, как черная рыба-кролик (S. fuscescens), которые, как предполагается, наносят непоправимый ущерб зарослям морских водорослей в результате явления, известного как «изояке».

Точно так же, как существующие базы данных секвенирования в Японии имели основополагающее значение для этой работы, ценность этого метода будет возрастать по мере поступления новых данных по эДНК. Помимо описательных измерений, основанных на присутствии или отсутствии ДНК в определенном месте, такие исследователи, как Осима Ачикбаш, стремятся изучить прогнозное моделирование того, как и почему ДНК оказывается в одних местах, а не в других. Но даже без дальнейшего развития эти данные и результаты, как ожидается, сыграют большую роль в формировании будущей политики по защите береговых линий, рыболовства и японского наследия.