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# Biologie # Evolutionsbiologie

Die Zeitspanne der Reife von Atlantischem Lachs

Entdecke die Faktoren, die beeinflussen, wann atlantischer Lachs reif wird und sich fortpflanzt.

Katja Susanna Maamela, Eirik Ryvoll Åsheim, Ronan James O’Sullivan, Paul Vincent Debes, Andrew Herbert House, Petra Liljeström, Jenni Maria Prokkola, Petri Toivo Niemelä, Jaakko Erkinaro, Kenyon Brice Mobley, Craig Robert Primmer

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Lachsreife entpackt Lachsreife entpackt Reifung von Atlantischem Lachs. Genetik und Ernährung bestimmen die
Inhaltsverzeichnis

Atlantische Lachse sind faszinierende Kreaturen, die für ihren komplexen Lebenszyklus bekannt sind, der sowohl Süsswasser- als auch Meeresumgebungen umfasst. Ihre Lebensgeschichte kann stark variieren, einschliesslich des Alters, in dem sie die Geschlechtsreife erreichen, was ein entscheidender Faktor für ihren Fortpflanzungserfolg ist. Zu verstehen, welche Prozesse diese Variationen bestimmen, ist wichtig für die Evolutionsbiologie und das Management von Lachsen.

Die geheimnisvolle Welt der Lachsmaturität

Wenn es um Lachs geht, kann das Timing der Maturität ganz schön dramatisch sein. Manche Lachse legen einen Frühstart hin und reifen früh, während andere sich Zeit lassen und einen gemütlicheren Ansatz wählen. Diese Variation ist nicht nur eine persönliche Wahl; es ist eine Mischung aus Genetik und Umweltfaktoren, die beeinflussen, wann ein Fisch beschliesst, Eltern zu werden.

Was steckt in den Genen?

Neueste Studien haben spezifische Gene identifiziert, die eine Rolle bei der Bestimmung des Alters spielen, in dem Lachse reifen. Eines davon ist das vgll3-Gen. Dieses Gen hat Aufmerksamkeit erregt, weil es mit früherer und späterer Maturität in Verbindung gebracht wurde. Vereinfacht gesagt, könnten einige Versionen dieses Gens den Fischen grünes Licht geben, um schneller reif zu werden, während andere sie länger warten lassen.

Die Geschichte von zwei Populationen

Um diese genetischen Einflüsse zu untersuchen, haben Forscher zwei unterschiedliche Populationen von Atlantischen Lachsen ins Visier genommen: die Neva- und die Oulu-Population. Diese Populationen leben in verschiedenen Flüssen und zeigen einzigartige Merkmale, die das Timing ihrer Maturität beeinflussen könnten. Die Neva-Lachse reifen tendenziell jünger als ihre Oulu-Gegenstücke. Könnten ihre Gene, wie das vgll3, hier eine Rolle spielen?

Die Rolle der Umwelt

Während Gene wichtig sind, spielt auch die Umwelt eine grosse Rolle, wenn es darum geht, wann Lachse sich entscheiden zu reifen. Faktoren wie Temperatur, Nahrungsverfügbarkeit und sogar die Qualität ihrer Nahrung können Wachstum und Energiereserven beeinflussen. Mehr Energie führt oft dazu, dass die Wahrscheinlichkeit, früher reif zu werden, steigt. Stell dir vor, du bist ein Lachs mit einem Buffet voller leckerer Nahrung – du wärst wahrscheinlich viel schneller bereit, eine Familie zu gründen!

Energie, Energie, Energie!

Lachse benötigen Energie, um zu reifen, und Studien zeigen, dass sie fast 60 % ihrer Energiereserven für die Fortpflanzung aufwenden. Die Menge an Energie, die sie speichern können, ist entscheidend. Eine nährstoffreiche Ernährung kann ihnen helfen, grösser und gesünder zu werden, was zu einem früheren Reifungsalter führt.

Das Experiment

Um die Rolle von Genetik und Ernährung bei der Maturität besser zu verstehen, führten Forscher ein Experiment mit weiblichen Atlantischen Lachsen durch. Sie hielten Fische aus den Neva- und Oulu-Populationen in kontrollierten Umgebungen, wo sie ihre Ernährung manipulieren konnten. Einige Fische erhielten eine Standarddiät, während andere eine fettarme Version bekamen. Dieses Setup ermöglichte es den Wissenschaftlern zu beurteilen, wie Ernährung und Genetik zusammen die Maturität beeinflussten.

Die Ergebnisse: Wer reifte wann?

Die Ergebnisse des Experiments waren aufschlussreich. Etwa 66,8 % der weiblichen Lachse reiften, mit einem deutlichen Unterschied zwischen den Populationen. Die Neva-Lachse hatten eine höhere Reifungsrate im Vergleich zu den Oulu-Lachsen. Das deutet darauf hin, dass nicht nur die Genetik, sondern auch der Hintergrund dieser Fische eine wesentliche Rolle dabei spielt, wann sie reifen.

Der Einfluss der Ernährung

Die Ernährung stellte sich ebenfalls als einflussreicher Faktor heraus. Lachse auf der fettarmen Diät zeigten niedrigere Reifungsraten im Vergleich zu denen auf der Standarddiät. Das zeigt, dass die Qualität der Nahrung einen direkten Einfluss auf ihre Bereitschaft zur Maturität hat. Die gesunden Lachse, die sich sattessen konnten, waren eher bereit, den Schritt in die Elternschaft zu wagen!

Genetische Einflüsse auf die Maturität

Das vgll3-Gen wurde als Einflussfaktor für die Wahrscheinlichkeit der Maturität bei weiblichen Atlantischen Lachsen gefunden. Fische mit bestimmten Versionen dieses Gens hatten eine höhere Chance zu reifen. Die Ergebnisse zeigten jedoch, dass dieser Effekt in der Neva-Population stärker war, während es für die Oulu-Gruppe nicht so klar war. Das könnte bedeuten, dass Umweltfaktoren zusätzlich zur Genetik helfen, das Reifungsalter zu bestimmen.

Der Geschlechterfaktor

Interessanterweise fand die Studie Unterschiede darin, wie Männchen und Weibchen auf das vgll3-Gen reagieren. Männchen schienen einen stärkeren genetischen Einfluss auf die Maturität zu zeigen als Weibchen. Das könnte daran liegen, dass Männchen einen höheren Fitnessvorteil daraus ziehen, früher reif zu werden, während Weibchen mehr davon haben, grösser zu werden, bevor sie sich fortpflanzen.

Körpergrösse und Zustand

Grösser ist bei Lachsen nicht nur besser; es ist essenziell. Grössere Weibchen reiften früher, und diejenigen mit einem besseren Körperzustand – ein Mass für Gesundheit und Energiereserven – waren ebenfalls wahrscheinlicher reif. Im Lachsreich zahlt es sich aus, fit und fabulos zu sein!

Fekundität: Die Eizahl

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Lachsfortpflanzung ist die Fekundität, also die Anzahl der Eier, die ein Weibchen produziert. Die Studie ergab, dass Körpergrösse und Zustand auch die Fekundität beeinflussten. Grössere Lachse produzierten im Allgemeinen mehr Eier, was entscheidend ist, um der nächsten Generation die besten Überlebenschancen zu geben.

Ein Vergleich der Populationen

Die Oulu-Lachse produzierten im Vergleich zu Neva-Lachsen weniger Eier, selbst wenn man die Körpergrösse berücksichtigt. Das deutet auf mögliche genetische oder umweltbedingte Unterschiede hin, die die Fortpflanzung in diesen Populationen steuern. Es wirft eine interessante Frage auf: Sind die Neva-Lachse einfach grosszügiger, wenn es darum geht, ihre Eier zu teilen?

Wichtige Erkenntnisse

  1. Genetik zählt: Das vgll3-Gen spielt eine bedeutende Rolle dabei, das Alter zu bestimmen, in dem Atlantische Lachse reifen, aber sein Einfluss kann je nach Population variieren.

  2. Umwelt zählt: Die Qualität der Ernährung hat einen direkten Einfluss auf das Maturitäts-Timing. Lachse, die Zugang zu besserer Nahrung haben, reifen wahrscheinlich früher.

  3. Grösse und Zustand: Grössere, gesündere Weibchen reifen tendenziell schneller und produzieren mehr Eier. In der Lachs-Welt geht es bei Fitness nicht nur um gutes Aussehen; es geht um Nachkommen!

  4. Die Bedeutung weiblicher Lachse: Historisch gesehen lag der Fokus bei Studien oft mehr auf männlichen Lachsen, während weibliche häufig übersehen wurden. Diese Forschung hebt die Notwendigkeit hervor, die Maturität von Weibchen und ihre Auswirkungen auf die Populationsgesundheit und -verwaltung zu verstehen.

Fazit

Das Alter, in dem Atlantische Lachse die Geschlechtsreife erreichen, wird von einer Mischung aus genetischen und Umweltfaktoren beeinflusst. Das vgll3-Gen spielt eine entscheidende Rolle, aber auch Faktoren wie Ernährung und Körperzustand sind gleich wichtig. Diese Einflüsse zu verstehen, ist entscheidend für das Management von Lachs-Populationen und die Förderung gesunder Ökosysteme.

Wenn du also das nächste Mal an Lachs denkst, erinnere dich daran, dass es nicht nur um den Fisch auf deinem Teller geht. Es ist eine Geschichte von Genetik, Umwelt und einer Prise fischiger Dramatik darüber, wann man eine Familie gründen sollte. Schliesslich ist Timing auch im Wasser alles!

Originalquelle

Titel: Food quality and vgll3 genotype influence reproductive traits in female Atlantic salmon

Zusammenfassung: Age at maturity is an important factor contributing to life-history diversity. In Atlantic salmon, this trait often shows sex-specific variation, but female salmon are seldom included in experimental studies of maturation. As a result, there is a gap in our knowledge of how different genetic and environmental factors affect female maturation. Using a 4-year common-garden experiment, we assessed the influence of diet (low-fat vs. control) and vgll3 (a candidate gene in a genomic region known to influence age at maturity in Atlantic salmon) on maturation and related phenotypic traits of female Atlantic salmon from two 2nd-generation hatchery populations. We found the early-maturation-associated vgll3*E allele to be associated with higher probability of maturation. Heritability of maturation was estimated to be 0.295 with vgll3s contribution to phenotypic variance being [~]2%. In addition, both body size and body condition measured in the spring prior to spawning influenced maturation. Body condition, in turn, was influenced by population and diet. The northern Oulu population and the low-fat diet were associated with lower body condition compared to the southern Neva population and the control diet. Moreover, there was an interaction between population and diet on body condition, suggesting that populations may respond differently to nutrient availability. These results broaden our understanding of the processes underlying maturation and demonstrate that genes and environment interact to shape age at maturity in female Atlantic salmon.

Autoren: Katja Susanna Maamela, Eirik Ryvoll Åsheim, Ronan James O’Sullivan, Paul Vincent Debes, Andrew Herbert House, Petra Liljeström, Jenni Maria Prokkola, Petri Toivo Niemelä, Jaakko Erkinaro, Kenyon Brice Mobley, Craig Robert Primmer

Letzte Aktualisierung: 2024-12-16 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.12.628099

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.12.628099.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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