Vuoksen vesistön ja Mäntyharjun reitin taimenkantojen geneettinen kartoitus

Vuoksen vesistön ns. vaeltavan järvitaimenen emokalastojen viljelyssä ja istukastuotannossa on käytetty pitkään Heinäveden reitiltä, Pielisjoesta sekä Lieksanjoesta saatujen taimenten yhdistettyä kantaa. Näiltä kutupyyntialueilta kerättiin taimenen evänäytteitä DNA-analyysiä varten vuosien 1999-2013 välisenä aikana. Lisäksi vuosien 2000-2002 aikana kerättiin kudosnäytteitä sähkökalastamalla Lieksanjoesta ja sen sivujoista ja vuosien 2011-2013 aikana Heinäveden reitin koskialueilta ja Ala-Koitajoesta jokipoikasvaiheen taimenista. Vertailuaineisto kerättiin sähkökalastamalla Mäntyharjun reitin koskialueiden taimenista (2011-2013). Kaikkiaan 935 taimenen näytteestä analysoitiin 16 DNA:n mikrosatelliittilokuksen muuntelu. Vaeltavan taimenen populaatioiden välillä ei ollut kovin suuria eroja perinnöllisessä monimuotoisuudessa. Yksittäisten populaatioiden keskimääräinen geneettinen diversiteetti vaihteli välillä 54 -72 % ja se oli alhaisempi pienillä, paikallisilla populaatioilla. Samoin geenimuotorikkaus oli keskimääräistä pienempi pienissä populaatioissa kuten Mäntyharjun reitillä Läsäkosken ja Puuskankosken näytteissä ja Lieksanjoen vesistössä pienten sivujokien, Saarijoen ja Hanhi- ja Ulkkajoen, näytteissä. Geenimuotorikkaus oli runsainta Heinäveden reitin taimenilla. Pienissä populaatioissa yksilöiden keskinäinen sukulaisuus oli suurempaa, ja niissä esiintyi myös enemmän täyssisaria kuin muissa populaatioissa. Pitkällä aikavälillä suositeltava vähintään 50 kutuparin arvioitu populaatiokoko ylittyi yksittäisistä näytteistä vain Kerman- ja Pilpankoskien poikasnäytteissä, mutta myös vesistöreiteittäin yhdistetyissä näytteissä. Populaatioiden välinen perinnöllinen erilaistuminen, jota mitattiin Fst-arvoilla sekä perinnöllisillä etäisyyksillä, osoitti melko suurta vaihtelua eri populaatioiden välillä, mutta hieman yllättäen Pielisjoen ja Lieksanjoen emotaimenet olivat samanlaisia. Erittäin suuria eroja havaittiin Lieksanjoen Hanhi- Ulkkajoen ja kaikkien muiden näytteiden välillä, mikä viittaa selkeään isolaatioon ja pieneen paikalliseen populaatioon. Vaeltavien taimenkantojen sukulaisuutta kuvaava sukupuu jakautui kolmeen päähaaraan, jotka muodostuivat Mäntyharjun reitin, Heinäveden reitin ja Lieksanjoen-Pielisjoen populaatioista. Vaikka Vuoksen alueen taimenten perinnölliset erot olivat selvästi Mäntyharjun reitin populaatioita pienempiä, olivat erot tilastollisesti merkitseviä. Tehtyjen geneettisten analyysien perusteella Vuoksen alueen taimenkantojen hoidossa olisi siirryttävä yhdistetyn kannan sijasta kahden erillisen vaeltavan taimenkannan hoitoon. Toinen on Heinäveden reitin taimen ja toinen yhdistetty Lieksanjoen-Pielisjoen taimen. Taimenten emokalastojen perustamiskäytäntöjä on myös muutettava. Pelkästä kututaimenten pyynnistä on siirryttävä myös jokipoikasten pyyntiin ja siirtoon emokalakasvatukseen, koska niissä voidaan viljelyparveen saada enemmän perinnöllistä monimuotoisuutta kuin yhden kutupyyntikauden aikana saatavien vähälukuisten emotaimenten avulla. Vuoksen vesistön erittäin uhanalaisten vaeltavien taimenkantojen säilyttäminen luontaisessa ympäristössään, elinkelpoisena ja itsensä ylläpitävinä on ehdottomasti hoidon tärkein tavoite. Vaeltavien taimenten hoidon onnistuminen edellyttää kuitenkin myös kokonaisvaltaisen hoito-ohjelman laatimista ja toteuttamista. Viljelykantojen eriyttäminen vaatii tuekseen johdonmukaisen istutusten linjauksen sekä monipuoliset luontaisten kantojen tukitoimenpiteet.201

Restored river habitat provides a natural spawning area for a critically endangered landlocked Atlantic salmon population

Supplementing endangered fish populations with captive bred individuals is a common practice in conservation management. The aim of supplementary releases from hatchery broodstocks is to maintain the viability of populations by maintaining their genetic diversity. Landlocked Lake Saimaa salmon (Salmo salar m. sebago) has been critically endangered for the past half-century. As a result of anthropogenic disturbance, especially construction of hydroelectric power plants, the Lake Saimaa salmon has become completely dependent on hatchery broodstock. Recently, habitat restoration has been done in one of the former spawning rivers with the aim of creating a new natural spawning ground for the critically endangered population. Hatchery fish releases have also been revised so that in addition to juveniles, adult fish from the hatchery and from the wild have been released into the restored river. We assessed here if a restored river stretch can be used as a natural spawning ground and juvenile production area with the aim of improving genetic diversity of the critically endangered Lake Saimaa salmon. By constructing a pedigree of the released adults, and juveniles sampled from the restored river, we found that the majority of the released adults had produced offspring in the river. We also found that wild-caught spawners that were released into the restored river had much higher reproductive success than hatchery-reared parents that were released into the restored river at the same time. We found no significant differences in genetic diversity between the parent and offspring generations. Meanwhile, relatedness among different groups of adults and juveniles varied a lot. For example, while the hatchery-reared females were on average half-siblings, wild-caught females showed no significant relatedness. This highlights the importance of using pedigree information in planning the conservation and management of endangered populations, especially when artificial propagation is involved.Peer reviewe

Unanticipated population structure of European grayling in its northern distribution: implications for conservation prioritization

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>The European grayling (<it>Thymallus thymallus</it>) is a salmonid fish native to Europe, with a distribution ranging from England and France to the Ural Mountains of north-western Russia. The majority of grayling populations inhabit freshwater rivers and lakes but some populations also occupy brackish water in northern parts of the Baltic Sea. Previous population genetic studies have demonstrated that grayling populations in Finland, Estonia and Russia belong to a single mitochondrial lineage and exhibit high levels of differentiation even at a small geographic scale. As a result, we predicted that grayling populations should not cluster regionally. Despite the extensive amount of genetic research that has been carried out on grayling, comprehensive national-level information on population structure of grayling in Northern Europe is still lacking. Yet this is the level at which populations are currently managed.</p> <p>Results</p> <p>We found unanticipated population structure of grayling clustering into three groups largely corresponding to the northern, Baltic and south-eastern geographic areas of Finland using 13 microsatellite loci. We also found a high level of genetic differentiation among the groups and moderate to high differentiation within the groups. This combined with low variability strongly indicates that genetic drift and limited migration have a major impact on grayling population structure. An allele size permutation test indicated that mutations at microsatellite loci have not significantly contributed to genetic differentiation among the three Finnish groups. However, at the European scale, mutations had significantly contributed to population differentiation.</p> <p>Conclusion</p> <p>This research provides novel genetic information on European grayling in its northern distribution range and has clear implications for supporting country-scale conservation efforts. Specifically, the strong between population divergence observed indicates that single populations should generally be recognized as separate management units. We also introduced an alternative prioritization strategy for population conservation based on the evaluation of the relative roles of different evolutionary forces shaping the gene pools. We envision that the proposed approach to categorize populations for conservation will be a useful tool for wildlife researchers and conservationists working on a diverse range of organisms.</p