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대서양 대서양 철갑 상어의 DPS 및 인구 기원을 식별하는 데 DNA 분석의 사용

북반구의 온대 해역에는 25 종에서 27 종의 철갑 상어가 있으며, 모집단은 과도한 수확 및 서식지 변경으로 인해 멸종으로 고갈되거나 위협받습니다. 대서양 철갑 상어 Acipenser Oxyrinchus Oxyrinchus 한 번에 대서양 양쪽에 분포되었지만 발트해의 마지막 유럽 인구는 1960 년대에 멸종 된 것으로 여겨졌다. 대서양 철갑 상어는 캐나다의 세인트 로렌스 강에서 플로리다-조지아 국경의 세인트 메리 스 강 (St. Marys River)까지 북미 대서양 해안을 따라 38 강에서 역사적으로 스폰 된 혐오 스럽지만 오늘날 산란은이 강 중 19 개에서만 확인되었으며 다른 6 개는 의심됩니다. 캐비어 분노로 인한 과도한 수확과 최근에, 더 최근에는 댐 건설에 의해 모든 인구가 19 세기 말에 심각하게 고갈되었다.

인구 재건에 대한 대중의 우려는 부분적으로 1 억 2 천만 년 전에 백악기 동안의 대피소 크기 (최대 800 파운드, 체중이 최대 800 파운드, 길이 14 피트), 장수 (최대 60 년)에서 비롯됩니다. 대서양 철갑 상어 인구는 2012 년 멸종 위기 종법 (ESA)에 따라 미국에서“멸종 위기에 처한”또는“위협”으로, 2011 년 캐나다의 멸종 위기 야생 동물 지위 (COSEWIC)에 의해 캐나다에서“위협”으로 등재되었습니다. 대서양 철갑 상어 인구의 유전 적 특성화는 ESA에 따라 미국에서 종을 연방 정부로 관리하는 방법에 대한 토대 역할을 해왔다. 결과적으로 대서양 철갑 상어는 5 개의 별개의 인구 세그먼트 (DPS)로 상장되어 관리됩니다. 각각의 DP는 유 전적으로 구별되는 것으로 입증되었으며 종 분포 내에서 중요한 단위를 구성하는 것으로 간주되었다. 각 DPS 내에 여러 개의 알려진 산란 인구가 발견되지 않은 여러 가지가 있습니다. 인구 풍부의 현대 상태는 크게 다르므로 일부 인구와 DPS는 다른 사람들보다 인위적 위협으로부터 더 큰 보호를 요구합니다.

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청소년 대서양 철갑 상어는 2-6 년 동안 산모 강어귀로 제한되며, 그 후 하위 성과와 성인은 해안으로 해안으로 장기적으로 장기간의 움직임을 보여주고 해양 지역과 비 출신의 강변에서 혼합 된 인구 기원에서 멀리 떨어져 있으며, 이들이 혼합 된 인구를 형성하고 무력화 될 수 있습니다. 성인은 출발지 인구에 따라 9-25 세의 나이에 산출 강으로 돌아갑니다. 효과적인 경영진은 해안 해역 및 비 출산 강어귀의 혼합 응집에 대한 각 DP와 인구의 상대적 기여가 결정될 것이라고 지시합니다.

대서양 철갑 상어는 출생 강에 대한 높은 귀환 충실도를 나타냅니다. 미토콘드리아 DNA 서열 및 미세 위성 DNA 다형성은 대서양 철갑 상어의 개별 산란 인구를 특성화하고, 유전자 집단 구조를 정의하며, 진화 관계를 추정하는 데 사용 된 고유의 유전자 태그를 제공합니다. 이러한 유전자 다형성은 또한 혼합 재고 분석 (MSA)을 사용하여 혼합 응집체에서 각각의 스폰 인구의 비율을 정량화하고 개별 기반 할당 (IBA) 시험을 통해 개별 표본의 모집단 기원을 결정하는 데 사용되었습니다.

이 접근법을 성공적으로 사용하려면 혼합 응집체에 기여하는 개별 산란 인구의 DNA 프로파일은 수집 된 강에 확실히 산모, 즉 이동 전 청소년 및 산란 성인을 사용하여 결정해야합니다. 그런 다음 동일한 유전자 마커가 혼합 응집체의 표본에서 심문을 받고 기준 산란 인구의 것과 통계적으로 비교됩니다. 이 접근법을 성공적으로 사용하기위한 두 가지 전제 조건이 주목되어야합니다. 첫째, 산란 인구는 유 전적으로 구별되어야하며, 집단의 유전 적 차이가 클수록 MSA 및 IBA 추정치의 정확도가 커집니다. 둘째, 대부분의 경우, 혼합 응집에 기여하는 산란 인구는 특성화되어야합니다.

우리는이 유전자 접근법을 여러 연구에서 사용하여 알려진 인위적 교란에 취약한 대서양 철갑 상어의 혼합 응집에 대한 개별 산란 인구와 DPS의 기여를 추정했습니다.  예를 들어, 미국 해안 어업의 대서양 철갑 상어의 바이 캐치는 상당하며 일부 유형의 장비의 사망률은 높을 수 있습니다 (싱크 아가미 네트의 경우 최대 20%).  실제로, 시카치 사망률은 일부 인구의 지속적인 감소와 다른 사람들이 재건하지 못하는 주요 원인이라는 가설을 세웠습니다.  따라서, 개별 인구와 DPS의 전반적인 해안 조치에 대한 감수성을 정량화하고 다른 기어 유형과의 상호 작용을 정량화하는 것이 중요했습니다.

이에 따라, 우리는 메인에서 노스 캐롤라이나까지 해양 해역에서 개별 인구와 DPS의 대서양 철갑 상어의 상대적 기여를 평가했습니다 (Wirgin et al. 2015a).  우리는 뉴욕의 허드슨 강 (Hudson River)이 해안 조치 (42%~ 46%)에 가장 큰 기여를했으며 싱크대 아가씨와의 만남에서 가장 높은 빈도 (48%)를 겪었다는 것을 발견했습니다.  또한 일부 표본, 특히 남서부 DPS의 인구의 표본은 해안 조치 전에 먼 거리를 움직 였다는 것을 알게되었습니다.

많은 수의 하위 성인 및 성인 대서양 철갑 상어는 내부 만 펀디의 미나스 분지에서 따뜻한 달 동안 발생하는 것으로 알려져 있습니다 (Stewart et al. 2017).  이 집계는 베이의 지류 인 아나 폴리스 강 (Annapolis River)의 움직임으로 인한 사망률과 아나 폴리스 생성 스테이션 (Annapolis Generating Station)의 기존 조석 터빈을 통과하고 미나스 통로의 북쪽 부분에 제안 된 수경 터빈의 배치로부터의 통과가 가능합니다.  또한, 미나스 분지의 머드 플랫에 위치한 조간 어류 위어에 근접하여 적당한 수의 좌초 된 대서양 철갑 상어가 감지되었습니다.  Fundy Bay의 표본의 기원은 두 나라의 연방 보호와 캐나다와 미국 산란 강의 잠재적 조상으로 인해 국제적으로 중요합니다.

DNA 기반 접근법을 사용하여, 우리는 Weirs에서 수집 한 표본의 61% -63%가 Minas 분지에서 트롤링하는 것이 New Brunswick Origin의 Saint John River, Maine의 Kennebec River에서 34% -35%, Hudson River에서 1-2%라고 결정했습니다 (Wirgin et al.2012).  따라서, 두 나라의 상당수의 표본은 Fundy Bay 내에서 현재와 미래의 사망 원인에 의해 영향을받을 것입니다.

코네티컷 강은 한 번에 대서양 철갑 상어를 산란했을 가능성이 있지만 1 세기 이상은 발견되지 않았을 것입니다. 코네티컷 강은 Long Island Sound의 지류이며 Hudson River는 입에 가장 근위부 산란 강입니다. DNA 기반 접근법을 사용하여 Hudson River는 수십 년 동안 수집 된 Long Island Sound와 Connecticut River에서 하위 성인 대서양 철갑 상어의 집계에 기여한 주요 기여임을 보여주었습니다 (Waldman et al. 2013). 그러나 처음으로 수십 년 동안 수행 된 설문 조사에 따르면 2014 년 코네티컷 강에서 한 살짜리 대서양 철갑 상어가 적당한 수의 존재로 밝혀졌습니다. 놀랍게도, DNA 기반 분석은이 청소년 자손을 생산 한 식민지 주민들이 허드슨 강 기원이 아니라 주로 남부 대서양과 체사 피크 베이 DPS 조상 이었음을 나타 냈습니다 (Savoy et al. 2017).

하위 성인 대서양 철갑 상어는 계절적으로 산후 강어귀, 때로는 자신의 산란 인구를 주최하고 주최하지 않는 다른 강어귀들에게 계절적으로 방황하는 것으로 알려져 있습니다. 이 강어귀는 출산 강어귀에서 발견되지 않은 이주의 이주에 대한 인위적 위협을 제시 할 수 있습니다. 허드슨 리버 (Hudson River)는 해안가에서 가장 많은 대서양 철갑 상어 인구를 주최하지만 선박 파업 및 화학 오염 물질을 포함한 철갑 상어에게 급성하고 만성적 인 위협을 제기합니다. DNA 기반 접근법을 사용하여, 우리는 Tidal Hudson River에서 하위 아틀란트 대서양 철갑 상어의 인구와 DPS 기원을 조사했습니다 (Wirgin et al. 2018).  예상대로, 배가 파업에 의해 끊어진 모든 죽은 표본을 포함하여 허드슨 강에 할당 된 90% 이상의 하위 구역이 있지만, 메인 주 케네 벡 강 (Maine Maine DPS) 및 오지 치 강 (Georgia DPS)을 포함한 뉴욕 바이트 DPS에서 배정 된 소수의 표본이 있습니다.  이 연구는 하위 성인 대서양 철갑 상어가 스폰 된 강어귀 이외의 강어귀의 인위적 위협에 잠재적으로 취약하다는 것을 확인했다.

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MSA와 IBA는 자원 관리자가 나탈 하구 외부에서 수집 한 개별 하위 성인 및 성인 대서양 철갑 상어의 DPS와 인구 기원을 정확하게 식별하고 혼합 응집체에 대한 상대적 기여를 정량화하는 데 사용되는 귀중한 접근법입니다. 이 정보는 가장 취약한 인구와 DPS에 대한 인위적 장애의 해로운 영향을 최소화하기위한 보존 노력에서 매우 중요합니다. DPS 수준에 대한 할당의 평균 정확도는 97%로 매우 높았습니다. 인구 수준에서의 과제의 평균 정확도는 86%로 낮았으며, 인구의 유전 적 분화의 크기가 다른 곳보다 낮은 남서 대서양 DPS에서 발생하는 오용의 비율이 가장 높았습니다.

현재까지보고 된 결과에 대한 한 가지 경고는 일부 작은 현대 산란 인구의 참조 컬렉션이 없을 가능성이 있다는 것입니다. 예를 들어, 최근에 유 전적으로 구별되는 작은 산란 인구 (Hager et al. 2014)를 주최 한 버지니아 요크 강은 현재까지보고 된 MSA 및 IBA 연구에서 참조 컬렉션에 포함되지 않았습니다. 수십 년 동안 젊은 생애 단계의 부족과 비밀스러운 성격과 산란 강에서 성인의 부재를 감안할 때, 추가 인구가 아직 재발견되고 샘플링되지 않았을 가능성이 높습니다.

참조 :

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