Streszczenie Zatoka Pucka stanowi siedlisko dla wielu gatunków ryb

Streszczenie
Zatoka Pucka stanowi siedlisko dla wielu gatunków ryb słonawowodnych i migrujących,
w tym gatunków o dużym znaczeniu gospodarczym. Począwszy od lat 70-tych XX wieku,
warunki środowiskowe w Zatoce Puckiej ulegały stopniowemu pogarszaniu, co spowodowało
zmiany w zespołach żyjących tam organizmów zwierzęcych i roślinnych. Szczupak (Esox
lucius) i sandacz (Sander lucioperca), dominujące gatunki ryb drapieżnych, zostały zastąpione
gatunkami należącymi do rzędu ciernikokształtnych (Gasterosteiformes) i babkowatych
(Gobiidae), określanych mianem ryb „chwastów”. Populacja szczupaka uległa całkowitemu
zanikowi a populacja sandacza silnej redukcji. Jednym z powodów była dewastacja łąk
podwodnych w następstwie pozyskiwania roślinności wodnej do produkcji agaru. Łąki
podwodne stanowią główne tarliska i miejsce podchowu narybku, a ich kluczowym
makrofitem w Zatoce Puckiej jest zostera morska (Zostera marina).
Pogarszający się stan ekosystemu Zatoki Puckiej wywołał falę obaw lokalnych środowisk
ekologów, rybaków i władz samorządowych. W 2010 roku podjęto decyzję o rozpoczęciu
programu kompleksowej restytucji ekosystemu Zatoki Puckiej „Restytucja kluczowych
elementów ekosystemu Zatoki Puckiej wewnętrznej - ZOSTERA”. W projekcie tym
przewidziano odbudowę populacji szczupaka oraz sandacza, a w celu zwiększenia szansy
odtworzenia populacji tych cennych gatunków i restytucję populacji zostery morskiej.
Podstawą tego rodzaju projektów jest przeprowadzenie analiz genetycznych, których
wyniki pozwoliłyby ustalić poziom zmienności genetycznej restytuowanych populacji oraz
zidentyfikowanie naturalnych populacji ryb, które stanowić mogłyby źródło osobników do stad
tarłowych. Niniejsza praca przedstawia wyniki analiz genetycznych, którymi objęto
kilkadziesiąt populacji naturalnych, a także zakładane co roku stada tarłowe i pozyskany z nich
narybek. W przypadku zostery morskiej analizie genetycznej poddano populację tej rośliny
z Zatoki
Puckiej
i dwie
sąsiadujące
z nią
populacje
bałtyckie
z Zatok
Küdema
i Greisfwaldzkiej.
Dla każdego z trzech badanych gatunków utworzono po dwa zestawy multipleksowe loci
mikrosatelitarnych (msDNA) i oszacowano poziom polimorfizmu genetycznego populacji
szczupaka, sandacza oraz zostery morskiej. Dodatkowych informacji na temat poziomu
zmienności genetycznej dostarczyły analizy zmienności mitochondrialnego DNA (mtDNA)
szczupaka oraz markerów AFLP zostery morskiej.
W przypadku szczupaka wykonano analizę DNA z materiału archiwalnego w postaci
łusek pozyskanych w latach 1960 - 1970 od osobników odłowionych w Zatoce Puckiej oraz
współczesnego, pochodzącego z 15 populacji słodko- i słonawowodnych tego gatunku.
Stwierdzono, że większość populacji charakteryzuje się umiarkowanym poziomem
polimorfizmu. Najbardziej polimorficzna okazała się wymarła obecnie populacja z Zatoki
Puckiej. Analiza zróżnicowania genetycznego (FST), wykazała że najbliższą genetycznie do
niej, jest populacja z ujścia rzeki Motławy. Populacja ta również znalazła się wśród tych,
charakteryzujących się relatywnie dużą zmiennością genetyczną. Analiza stad tarłowych,
pozyskanego narybku oraz odnawianej populacji Zatoki Puckiej, wskazuje że polimorfizm
genetyczny populacji został utrzymany na odpowiednim poziomie. Porównanie odnowionej
i archiwalnej populacji wykazało, że zmienność populacji odnowionej, jest nawet wyższa, niż
tej z lat 1960 - 1970.
Obraz struktury genetycznej, wszystkich współczesnych populacji szczupaka, uzyskany
na podstawie analizy 12 loci msDNA, świadczy o braku dużego zróżnicowania genetycznego,
prawdopodobnie na skutek prowadzenia niekontrolowanych zarybień
jednorodnym
materiałem. Zaznaczyć jednak trzeba, że w całej Europie stwierdza się małe zróżnicowanie
populacji tego gatunku. Analiza zmienności sekwencji fragmentu regionu kontrolnego mtDNA
szczupaka, zarówno populacji dla których posiadano własne dane o polimorfizmie markerów
msDNA, jak i innych populacji europejskich, potwierdziła ich niewielkie zróżnicowanie
genetyczne oraz brak struktury filogeograficznej.
Odbudowę populacji sandacza w Zatoce Puckiej, oparto o analizę materiału
współczesnego, reprezentującego 16 populacji tego gatunku. Na podstawie analizy 12 loci
msDNA stwierdzono, że populacje te charakteryzują się dość niskim poziomem polimorfizmu,
z największą jego wartością uzyskaną w przypadku resztkowej populacji Zatoki Puckiej. Nie
zaobserwowano wyraźnego zróżnicowania genetycznego między grupami populacji,
pochodzącymi ze zbiorników słodko- i słonawowodnych. Może to wskazywać, podobnie jak
w przypadku populacji szczupaka, na utracenie różnorodności genetycznej przez naturalne
populacje
sandacza
w Polsce
w wyniku
wieloletnich,
niekontrolowanych
praktyk
zarybieniowych. Najbliższymi genetycznie populacjami do odnawianej Zatoki Puckiej są
populacje z jezior słonawowodnych Reska Przymorskiego i Jamna oraz ze wschodniej części
Zalewu Wiślanego. Populacje te mogłyby posłużyć, jako źródło osobników do stad tarłowych.
Uzyskane wyniki wykazały, że nie powinno się zarybień sandaczem opierać jak dotychczas
o populacje z Wisły Śmiałej i Martwej, gdyż są one bardziej genetycznie odległe od populacji
odnawianej.
Powodzenie restytucji szczupaka i sandacza w dużej mierze będzie zależało od
odbudowy i ochrony naturalnych tarlisk, jakimi są podwodne łąki zostery morskiej.
Przeprowadzono analizy genetyczne populacji zostery morskiej z Zatoki Puckiej oraz dwóch
sąsiadujących z nią populacji z zachodniego (Zatoka Greifswaldzka) i południowo wschodniego (Zatoka Küdema) Bałtyku, których charakterystyka genetyczna nie była znana,
a które mogłyby stanowić potencjalne źródło materiału do nasadzeń. Zostera morska jest
rośliną, która rozmnaża się zarówno wegetatywnie jak też generatywnie. Wiadomo, że
obecność wielu osobników klonalnych wpływa na spadek polimorfizmu genetycznego
populacji. W celu prawidłowej interpretacji zmienności genetycznej, należy zatem określić
strukturę klonalną badanych populacji. Stwierdzono, że populacja z Zatoki Küdema składa się
wyłącznie z osobników o różnym genotypie. W populacjach z Zatok Greifswaldzkiej i Puckiej,
wśród 23 badanych osobników, zidentyfikowano odpowiednio osiem i 20 unikalnych
genotypów. Najwyższy poziom polimorfizmu genetycznego stwierdzono w populacji Zatoki
Küdema, najniższy zaś w populacji z Zatoki Greifswaldzkiej. Populacja z Zatoki Puckiej
charakteryzowała się umiarkowanym poziomem różnorodności genetycznej. Stwierdzono to
zarówno poprzez analizę zmienności loci msDNA jak też markerów AFLP. Zmienność ta jest
wystarczająca, by odbudowę populacji zostery oprzeć na materiale lokalnym.
Przedstawione w tej pracy wyniki zostały przekazane ośrodkom odpowiedzialnym za
restytucję ekosystemu Zatoki Puckiej i powinny pomóc w realizacji działań planowanych na
najbliższe lata.