水力發(fā)電廠，堰和瀑布通常是難以逾越的魚類路障。這可能對不同種群的遺傳結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響。魚梯是否以及在多大程度上減輕了這種負(fù)面影響，現(xiàn)在正在首次進(jìn)行調(diào)查。研究鰱魚種的Eawag研究小組已經(jīng)證明，魚梯確實(shí)促進(jìn)了不同種群之間的遺傳交換。然而，障礙的影響不能完全否定。

鰱魚是瑞士水域中最常見的魚之一，但它的名字幾乎不為公眾所知。然而，這種可長到40至50厘米長的鯉科魚類常?？梢栽诤影陡浇吹?，例如Schanzengraben，蘇黎世市風(fēng)景如畫的運(yùn)河，或附近的河道。萊茵瀑布從小橋到俯瞰河流的餐廳 - SchlössliWörth。由于它的骨肉，鰱魚很少進(jìn)入餐桌，所以它的低經(jīng)濟(jì)價(jià)值是科學(xué)的收獲。

一個(gè)理想的模型

到目前為止，鰱魚很少在瑞士水域放養(yǎng)，因此與鱒魚相比，遺傳種群結(jié)構(gòu)沒有被扭曲。“這使得白鮭成為研究河流發(fā)電廠魚梯和其他障礙在多大程度上促進(jìn)分離種群之間遺傳交換的理想模型，”Eawag研究的首席作者亞歷山大·古斯科夫說：“由水力發(fā)電造成的魚群遺傳結(jié)構(gòu)萊茵河上游集水區(qū)的植物“，最近出現(xiàn)在科學(xué)期刊進(jìn)化應(yīng)用中。

還有其他原因可以解決為什么鰱魚特別適合在萊茵河集水區(qū)進(jìn)行的調(diào)查：一方面，這種魚類在產(chǎn)卵期間傳播距離很遠(yuǎn)，此外它是唯一已知全部使用的物種。 Aare，Limmat，Reuss和Rhine的非常不同的魚梯。

勞動(dòng)密集型調(diào)查

瑞士的水道跨越了許多障礙。由聯(lián)邦環(huán)境辦公室于2009年出版的報(bào)告“瑞士水道結(jié)構(gòu)”(瑞士水道結(jié)構(gòu))報(bào)告強(qiáng)調(diào)需要振興10,800公里的水和50,000個(gè)人工屏障。Gouskov及其團(tuán)隊(duì)調(diào)查的萊茵集水區(qū)包括37座水力發(fā)電廠，2座堰和萊茵瀑布。在取樣時(shí)，六個(gè)人工屏障沒有安裝魚梯。

出于統(tǒng)計(jì)原因，研究人員在47個(gè)地點(diǎn)采集了樣本。他們每個(gè)站點(diǎn)大約需要50個(gè)鰱魚，使用電鍍作為輔助工具。將動(dòng)物輕輕擊暈，測量并從尾鰭取出小組織樣品。之后他們被送回水中。Eawag的員工和ETH教授Christoph Vorburger說：“與其他研究相比，參與這項(xiàng)研究的樣本工作是巨大的”，因此對Alexandre Gouskov進(jìn)行了間接的稱贊，他對博士論文進(jìn)行了研究。該研究主要由聯(lián)邦環(huán)境辦公室，Eawag和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院資助。

魚梯的分化效果從100到12公里減少

從早期的研究中可以看出，不可逾越的障礙對魚類的遺傳種群結(jié)構(gòu)具有顯著的不利影響。在最壞的情況下，這種孤立可能導(dǎo)致特定人口的滅絕。出于這個(gè)原因，魚梯正在越來越多的發(fā)電廠和其他障礙物中安裝。“當(dāng)然，我們已經(jīng)知道這些梯子很好地被許多魚類使用了”，Alexandre Gouskov說，“但是魚梯是否實(shí)際上對魚群的連通性和遺傳多樣性產(chǎn)生了積極影響，這在以前沒有被研究過。”

基因調(diào)查使研究人員能夠證明魚梯實(shí)際上對遺傳交換具有積極影響。沒有魚梯的人工屏障對魚類的遺傳分化具有強(qiáng)烈影響，在無障礙河流中距離約為100公里。在配有魚梯的障礙物的情況下，等效距離減少到大約12公里。

根據(jù)Gouskov的說法，這表明魚梯可以改善分離魚群的連通性。但即使使用魚梯，發(fā)電廠也會(huì)對鰱魚的遺傳分化產(chǎn)生顯著影響。根據(jù)其他魚類的考慮，這一發(fā)現(xiàn)甚至更為重要，因?yàn)樵S多物種不太能夠協(xié)商魚梯，因此更容易受到碎片化的威脅。

“我們的研究結(jié)果顯示，繼續(xù)近年來開始的振興措施絕對有意義”，亞歷山大·古斯科夫總結(jié)道。“需要更多，包括質(zhì)量更好的魚梯，以保護(hù)各種物種。” 梯子的設(shè)計(jì)決定了它們的使用程度。例如，旁路通道比簡單的混凝土樓梯更有效。“很多魚梯都有巨大的改進(jìn)潛力”，古斯科夫說。在本研究的實(shí)地考察期間，他能夠親眼看到改善措施的效果。“萊茵費(fèi)爾登電廠現(xiàn)在擁有一個(gè)相當(dāng)自然的旁路通道，流量很大。僅在第一季，就有33種不同物種的大約40,000條魚使用了該通道，這是個(gè)好消息，