由Meryl Mims领导的多机构研究团队评估了环境，人口和遗传因素如何在华盛顿州重新引入公牛鳟鱼中发挥作用。
他们的项目是第一个使用先进的计算机模型来模拟重新引入的遗传和人口结果的项目之一，预测未来200年。“这项研究真正受到政策需求的驱动，需要了解管理行动如何影响未来物种，以及结果的范围如何，”Mims，学院生物科学系助理教授说。科学。“这是一个利用计算机模拟来了解物种 - 在这种情况下，公牛鳟鱼 - 如何应对其栖息地变化的独特机会。”
他们的合作工作于2月份在Ecosphere上发表，已有五年的历史。物种的重新引入可能是昂贵且资源密集的，并且也不总是成功的。由于种群数量减少或消失，部分原因是栖息地破碎，公牛鳟鱼(Salvelinus confluentus)在1999年被列为濒危物种法案的威胁。该物种的自然范围从太平洋西北地区延伸到加拿大西部。
Mims和她的团队开发了一个评估水生物种重新引入的框架，重点关注将公牛鳟鱼重新引入华盛顿州东北部Pend Oreille河系统的三个流域的空间，人口和遗传因素。我非常鼓励参与这项合作，利益相关者，科学家和管理人员愿意分享数据并真正支持这一努力，这是由每个想要最好的科学的人所驱动的，”Mims，一名附属教员说。全球变化中心，位于Fralin生命科学研究所内。
美国和加拿大之间的Pend Oreille河上有五座水电大坝。在研究系统的下游，340英尺的边界大坝产生了西雅图城市之光产生的大约46%的能量。然而，由于水生物种无法上游和经过水坝，水坝可能会造成重大干扰。对许多物种而言，运动对其生命历史至关重要。
公牛鳟鱼在群体中存在 - 由空间隔开的同一物种群。人口之间的个体运动对于集合种群的持续存在至关重要。由于多种原因，局部灭绝可能发生在一个地区，但是未被占用的斑块的重新定殖对于物种的持久性是重要的。水坝和涵洞通过隔离种群和降低重新定殖的可能性来威胁生态系统的连通性。
蒙大拿大学的计算机科学家Erin Landguth研究了野生动物种群如何与景观相互作用，创建了CDMetaPOP，以了解公牛鳟等物种如何与其景观相互作用的复杂性。该团队使用了各种各样的参数，包括人口统计信息，生命率，景观地图，经验基因数据和运动数据，以预测未来200年的公牛鳟鱼数量。
“像这样的模拟的一个有力的事情是，由于许多原因，我们经常无法进行实证研究，我们能够在实地验证研究，”Mims说。“我们不仅对未来十年或二十年内的情况如何反应感兴趣，而且还对长期持续存在的可能性感兴趣。”
模拟给出了成功重新引入公牛鳟鱼需要做些什么的见解。研究人员问：如果要重新引入，重新种植与遗传多样化或类似的鳟鱼群是否存在差异?通过跟踪中性遗传变异，研究小组发现，在研究未来200年时，原始遗传资源并不重要。他们发现，持久性的关键是连通性和栖息地的可用性。集合种群结构允许公牛鳟鱼进入未占用的斑块。因此，群体之间基因的充分运动，称为基因流动，可能会维持遗传变异。
“根据我们对物种的了解，鉴于它的生物学和我们为模型提供的输入，有些情况下，只要系统中的连通性足够高，物种就会持续存在。河流系统看起来像个好地方可能会重新引入该物种，“Mims说。“这真是令人鼓舞。”
研究系统已经看到了重大变化。改进措施包括消除障碍，例如2018年的Mill Pond Dam，以及为水坝和涵洞增加鱼类通道，以允许上游运动并控制与本地野生动物竞争或捕食的非本地物种。其中许多改进和变化都是为了响应联邦能源监管委员会要求重新授权大型水电大坝的要求，如西雅图城市之光公用事业公司拥有和运营的边界大坝。
“CDMetaPOP已经被用于其他物种和应用野生动物管理问题 - 不仅在淡水生态系统中，而且在陆地物种中也是如此。我希望这些类型的方法和CDMetaPOP一般将继续是非常有价值的工具， “Mims说。
但是，模拟需要可靠的数据作为输入。对于许多物种而言，对其自然历史知之甚少，无法开发复杂的模拟。
Mims仍然与她的团队合作，他们计划继续他们的研究，以进一步了解连通性的具体细节，长期影响，以及鱼类能够通过水坝和涵洞自由移动的影响。
研究人员也对气候变化带来的挑战感兴趣。随着气候变化导致气温升高，水生物种往往向上游移动到较凉爽的水域。由于水坝和涵洞阻止他们这样做，水生物种无法进入这些可以支持其人口的凉水地点。这可能对物种的减少及其可能的重新引入造成进一步的问题。
这项研究是成功的多年合作的一个例子。Mims通过Landscape Genetics分布式研究生研讨会作为研究生与她的共同作者见面，他们已经开展此项合作，以吸引利益相关者，西雅图城市之光，联邦机构和研究生。Seattle City Light和West Fork Environmental提供了实地数据，而该地区的土着Kalispel部落则收集了遗传样本。
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