Im Mittelmeer und im Atlantik variieren die Intensität und Lage der ozeanografischen Fronten, die die genetische Konnektivität zwischen Populationen von Meereskrabben einschränken, im Laufe der Zeit. Diese dynamischen Veränderungen, beschrieben in einem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Wissenschaftliche Berichtedie Genstruktur der Populationen von Meereskrabben von kommerziellem und gastronomischem Interesse verändern.
Die neue Studie wird von den Experten Francesc Mestres von der Fakultät für Biologie und dem Biodiversitätsforschungsinstitut der UB (IRBio) und Pere Abelló vom Institut für Meereswissenschaften (ICM-CSIC) geleitet und liefert wissenschaftliche Daten Interesse, die Strategien zur Erhaltung und kommerziellen Nutzung dieser Krebstiere zu verbessern.
Zu den Co-Autoren der Studie gehören die Dozentin Concepción Arenas und die Bachelor- und Masterstudierenden Víctor Ojeda, Bruna Serra, Clàudia Lagares, Eva Rojo-Francàs und Maria Sellés, von der Fakultät für Biologie der UB, sowie weitere Experten aus das Spanische Institut für Meereskunde (IEO-CSIC).
Ozeanografische Fronten sind dynamisch und verändern sich
Meeresströmungen können den Genfluss – dh die Weitergabe von Genen zwischen Populationen derselben Art – in der ozeanischen Umgebung modulieren. Diese genetische Konnektivität ist ein grundlegender Faktor in der biologischen Evolution.
Bei Landtieren können die verschiedenen natürlichen Barrieren – Berge, Flüsse, Wüsten usw. – diese Genmigration zwischen Populationen reduzieren. Im Falle der Meeresumwelt war die klassische Ansicht, dass sich Organismen im Erwachsenen- oder Larvenstadium frei im Wasser bewegen und ihre Gene ohne Störungen übertragen könnten. Es gibt jedoch immer mehr Beweise für die Rolle ozeanografischer Fronten – marine Diskontinuitäten, die aus der Bewegung der Wassermassen resultieren – bei der Begrenzung der Bewegung und Ausbreitung mariner Arten.
„Meeresströmungen können die Organismen in große Entfernungen bewegen, aber sie können Wirbel und Wirbel erzeugen, die ozeanografische Fronten erzeugen und den Genfluss zwischen Populationen einschränken, selbst wenn sie geografisch nah beieinander liegen“, bemerkt Professor Francesc Mestres von der Abteilung für Genetik, Mikrobiologie und Statistik der UB.
„Die Studie“, fährt er fort, „hebt hervor, dass die Intensität und Lage dieser Fronten im Laufe der Zeit variieren kann, und diese ozeanographische Dynamik und eine große vorübergehende Variabilität in den Konnektivitätsmustern zwischen den Arten erzeugen.“
Hafenkrabben als Studienmodell
Das Team konzentrierte die Studie auf die Hafenkrabbe (Liocarcinus depurator), ein dekapodisches Krebstier von kommerziellem Interesse – ein häufiges Element in Fischsuppen und Reisgerichten – das in den schlammigen Meeresböden des Festlandsockels lebt, zwischen 50 und 200 Meter tief.
Die Populationen dieser Krabbe wurden von 2014 bis 2019 während der Fischerei- und ozeanographischen Kampagnen von IEO-CSIC MEDITS und ARSA in insgesamt sieben Meerespopulationen des Atlantik-Mittelmeer-Übergangs beprobt: Cádiz, West- und Ost-Alborán-Meer, Alicante, Valencia, Ebrodelta und Nordkatalonien. Einige der Krabbenpopulationen befanden sich auf beiden Seiten der ozeanografischen Barrieren des westlichen Mittelmeerbeckens: insbesondere in der Straße von Gibraltar (GS), der Almeria-Oran-Front (AOF) und dem Ibiza-Kanal (IC).
Um den Genfluss und die genetische Variabilität von Populationen zu analysieren, untersuchte das Team ein Fragment des mitochondrialen Gens Cytochromoxidase-Untereinheit I (COI), eines der am häufigsten verwendeten in ökologischen und evolutionären Studien. Insgesamt wurden 966 Sequenzen des Gens in Meereskrabben aus den oben genannten Populationen analysiert.
„Insbesondere die in einem bestimmten Jahr analysierten erwachsenen Krabben hatten sich im Vorjahr in Larvenform ausgebreitet, sodass sie Informationen über den Zustand der Strömungen und Fronten des Vorjahres liefern konnten“, stellt der Experte Pere Abelló (ICM -CSIC).
Die Analyse der zeitlichen Reihendaten zeigt, dass es im Untersuchungsgebiet zwei gut definierte Hablogruppen von Gensequenzen gibt: den Atlantik (ATL) und den Mittelmeerraum (MED), die in den Gewässern des Atlantiks bzw. des Mittelmeers häufiger vorkommen.
„Die Bevölkerungsverteilung von Haplotypen (Kombinationen von Allelen) variiert über den analysierten Zeitraum als Folge der Existenz ozeanographischer Barrieren. Beispielsweise war im Fall der Straße von Gibraltar ein statistisch signifikanter Effekt auf die Verringerung des Genflusses in vier der sechs untersuchten Jahre gefunden. Die Almeria-Oran-Front ist ebenfalls eine wichtige Barriere, aber ihre Lage und Auswirkungen auf den Genfluss variierten im Laufe der Jahre, insbesondere nur in dem Jahr, in dem die Front in Richtung Zentrum verschoben wurde Alboran-Meer, im Ibiza-Kanal, einer anderen ozeanographischen Front, wurde ein signifikanter Effekt auf die Verringerung des Genflusses festgestellt“, sagt Francesc Mestres.
Daher ermöglichte die gemeinsame Untersuchung aller Populationen in den verschiedenen Jahren, drei Gebiete entsprechend dem genetischen Inhalt der in der Übergangsregion Atlantik-Mittelmeer gefundenen Krabben zu definieren: den Golf von Cadiz, das Alborán-Meer und das levantinisch-katalanische Bevölkerungen.
„Diese Ergebnisse sind von besonderem Interesse für die richtige Definition der Meeresschutzgebiete und auch für die Verbesserung der Erhaltungs- und Fischereimanagementpolitik für diese Meereskrabbe. Besonders im Kontext des globalen Wandels mit zunehmend höheren Temperaturen, die diese Tierpopulationen bedrohen könnten“, schließt er das Forschungsteam.
Víctor Ojeda et al, Zwischenjährliche Schwankungen in der Konnektivität zwischen Krabbenpopulationen (Liocarcinus depurator) entlang des Atlantik-Mittelmeer-Übergangs, Wissenschaftliche Berichte (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-13941-4