美国水域发现千里之外的日本沙丁鱼

当研究科学家加里-隆戈（Gary Longo）第一次查看他对沙丁鱼的基因组分析结果时，他认为自己一定是弄错了样本。2022年和2023年对太平洋沙丁鱼进行的基因组测序发现，加利福尼亚洋流中不仅存在一种，而且存在两种不同的沙丁鱼物种。

NOAA 渔业 2023 年沿海中上层鱼种调查期间采集的沙丁鱼。 基因组分析后来发现，渔获物中既有太平洋沙丁鱼，也有日本沙丁鱼。 这两种沙丁鱼看起来非常相似，只能通过它们的 DNA 进行区分。 图片来源：Kelsey James/NOAA Fisheries

除了西海岸常见的太平洋沙丁鱼外，许多鱼似乎是另一个物种。他说："这完全令人震惊。 然后，他将它们的遗传密码与其他已知物种进行了比较。这就是'啊哈时刻'，我们意识到我们正在研究沙丁鱼的第二个物种。"

分析表明，在NOAA渔业局2021年和2022年的沿海中上层鱼种调查中收集到的345个沙丁鱼样本中，2021年的所有鱼类都是太平洋沙丁鱼，但2022年收集到的则是太平洋沙丁鱼和日本沙丁鱼的混合物。

对第二年收集到的另外 825 条沙丁鱼的检查也发现了同样的结果：许多是日本沙丁鱼。 日本沙丁鱼仅产于北太平洋西侧靠近亚洲的海域，以前从未在西海岸发现过。

在位于加利福尼亚州拉霍亚的 NOAA 渔业西南渔业科学中心，NOAA 渔业科学家 Gary Longo 准备提取沙丁鱼样本中的 DNA。 图片来源：Matthew Craig/NOAA Fisheries

来自美国国家海洋与大气管理局渔业部和其他机构的科学家们在《分子生态学》杂志上报告了这一惊人的发现。 这两个物种看起来非常相似，只有基因检测才能将它们区分开来。 科学家们利用基因组测序技术的最新进展，检查了数百万个遗传标记的数据，并为沙丁鱼构建了完整的线粒体基因组，以验证识别结果。

2022 年和 2023 年，从华盛顿州到加利福尼亚州南部都发现了日本沙丁鱼，有时与太平洋沙丁鱼混在一起。 日本沙丁鱼的年龄在 1 到 3 岁之间，是沙丁鱼的典型成年年龄段。

研究人员很好奇日本沙丁鱼是否在以前的调查中被遗漏，于是他们利用了西南渔业科学中心的遗传资源档案。他们对过去沿海中上层物种调查中的组织样本进行了测序。在对2013-2021年期间采集的沙丁鱼进行分析后，没有发现日本沙丁鱼的踪迹，这表明日本沙丁鱼的跨洋旅行是最近才开始的。

目前，太平洋沙丁鱼在整个加利福尼亚洋流中处于低丰度状态。这可能增加了发现日本沙丁鱼的可能性。

2022 年美国国家海洋与大气管理局渔业调查首次发现了日本沙丁鱼，这表明日本沙丁鱼大约是在那个时候到达西海岸的。第二年（2023 年）的调查发现了更多的日本沙丁鱼，但目前还不清楚日本沙丁鱼继续向东漂移了多久。科学家们目前正在研究今年的调查样本。

沙丁鱼是全球主要的觅食鱼类，其中有两个品种分布在北太平洋。早期的基因研究推测，太平洋沙丁鱼和日本沙丁鱼大约在 20 万到 30 万年前分化。冰川期使北太平洋的大部分地区变得非常寒冷，从而将两个种群分开。

虽然有很多西太平洋物种来到西海岸的例子，但这些物种大多与北太平洋洋流携带的漂浮物有关。 在这种情况下，作者认为，过去十年间北太平洋变暖的海洋热浪开辟了一条有利的栖息地走廊。 日本沙丁鱼可能就是沿着这条走廊漂洋过海的。

"沙丁鱼等小型沿海中上层鱼类是很好的变化指标，"Longo 说。"它们往往是我们最先看到的对温度变化做出反应的鱼类，因为它们的生成时间短，流动性强，可以利用各种栖息地。 科学家们认为，沙丁鱼可能处于未来进一步变化的前沿。"

这项新研究的共同作者、西南渔业科学中心的研究科学家马修-克雷格（Matthew Craig）说："这给我们留下了很多问题，我们不可能马上回答。很多鱼类的分布会随着海洋条件的变化而改变。 现在的问题是，随着时间的推移，日本沙丁鱼是否会灭绝，还是会在其分布范围的这一新区域继续生存下去？"

Longo 和 Craig 现在又回到了实验室，对刚刚结束的 2024 年沿海物种调查中的约 700 个新样本进行研究。 研究小组将在未来几周内对鱼类的DNA进行测序，帮助追踪日本沙丁鱼在加州洋流生态系统中的持续存在。

科学家还不知道这两种沙丁鱼能否杂交。 这是一个关键问题，有助于确定这两个沙丁鱼物种在西海岸的互动情况。 这将为日本沙丁鱼的存在如何影响加州洋流生态系统中的沙丁鱼管理提供信息。

这项研究强调了长期监测的价值。 研究结果可能会改变我们对沙丁鱼在太平洋的分布和散布以及海洋条件变化的影响的认识。

科学中心主任克里斯汀-科赫（Kristen Koch）说："这是一个非凡的发现，如果科学家们没有到那里去寻找，就永远不会有这样的发现。早期调查的长期记录也有助于我们了解它有多么不寻常。"

编译自/SciTechDaily