美国国家海洋和大气管理局渔业局 2023 年沿海远洋物种调查期间捕获的沙丁鱼。后来的基因组分析显示，捕获的沙丁鱼中既有太平洋沙丁鱼，也有日本沙丁鱼。这两个物种看起来非常相似，只能通过它们的 DNA 来区分。图片来源：Kelsey James/NOAA Fisheries

2022 年和 2023 年对太平洋沙丁鱼进行的基因组测序发现，加州洋流中不仅存在一种沙丁鱼，而是存在两种不同的沙丁鱼物种。

当研究科学家加里·隆戈 (Gary Longo) 第一次查看沙丁鱼基因组分析的结果时，他认为他一定是混淆了样本。

除了西海岸常见的太平洋沙丁鱼外，许多鱼似乎属于其他物种。“这真是太令人震惊了，”他说：然后他将它们的遗传密码与其他已知物种进行了比较。“那是我们意识到我们正在研究第二种沙丁鱼的‘顿悟时刻’。”

分析显示，在美国国家海洋和大气管理局渔业局 2021 年和 2022 年沿海远洋物种调查期间采集的 345 个沙丁鱼样本中，2021 年的所有鱼都是太平洋沙丁鱼，但 2022 年采集的鱼则是太平洋沙丁鱼和日本沙丁鱼的混合。

次年对另外 825 条沙丁鱼的检查也得出了同样的结果：许多都是日本沙丁鱼。日本沙丁鱼只产于北太平洋西侧亚洲附近，此前从未在西海岸发现过。

美国国家海洋和大气管理局渔业科学家 Gary Longo 在位于加利福尼亚州拉霍亚的美国国家海洋和大气管理局渔业西南渔业科学中心准备沙丁鱼样本以提取 DNA。图片来源：Matthew Craig/美国国家海洋和大气管理局渔业局

美国国家海洋和大气管理局渔业局和其他机构的科学家在《分子生态学》杂志上报道了这一意外发现。这两个物种看起来非常相似，只有通过基因检测才能区分它们。科学家们利用基因组测序的最新进展，检查了数百万个遗传标记的数据，并构建了沙丁鱼的完整线粒体基因组，以验证身份。

2022 年和 2023 年，从华盛顿州到南加州都发现了日本沙丁鱼，它们有时会与太平洋沙丁鱼一起成群游动。日本沙丁鱼的年龄为 1 至 3 岁，是沙丁鱼的典型成年年龄组。

研究人员好奇日本沙丁鱼是否在之前的调查中被遗漏了，于是他们利用了西南渔业科学中心的遗传资源档案。他们对过去沿海远洋物种调查的组织样本进行了测序。对 2013 年至 2021 年收集的沙丁鱼的分析没有发现日本沙丁鱼的踪迹，这表明它们的跨洋旅行是较新的发展。

目前，整个加利福尼亚洋流的太平洋沙丁鱼数量较少。这可能使日本沙丁鱼的发现可能性更高。

2022 年 NOAA 渔业调查首次收集了日本物种，表明它们大约在那个时候抵达西海岸。第二年（2023 年）的调查发现了更多，但尚不清楚日本物种继续向东跨越海洋移动了多长时间。科学家目前正在检查今年调查的样本。

沙丁鱼是全球主要的饲料鱼，其中两种沙丁鱼生活在北太平洋。早期的基因研究推测太平洋沙丁鱼和日本沙丁鱼在大约 20 万至 30 万年前分化。冰河时期使北太平洋大部分地区变得非常寒冷，从而将两个种群分开。

虽然有许多西太平洋物种抵达西海岸的例子，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，过去十年来使北太平洋变暖的海洋热浪开辟了一条有利的栖息地走廊。日本沙丁鱼可能沿着这条走廊穿越海洋。

“沙丁鱼等小型沿海远洋鱼类是变化的良好指标，”隆戈说：“它们往往是我们看到对温度变化做出反应的第一种，因为它们的繁殖周期短、流动性强，而且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”。

“这给我们留下了很多问题，我们不可能马上回答，”西南渔业科学中心的研究科学家、新研究的合著者马修·克雷格说：“很多鱼类的分布随着海洋条件的变化而变化。现在的问题是日本沙丁鱼会随着时间的推移而灭绝，还是会在这个新的分布区继续生存。”

隆戈和克雷格现在回到实验室，检查刚刚结束的 2024 年沿海远洋物种调查中大约 700 个新样本。该团队将在未来几周内对这些鱼的DNA进行测序，以帮助追踪日本沙丁鱼在加州洋流生态系统中的持续存在。

科学家不知道这两种沙丁鱼是否可以杂交。这是一个关键问题，有助于确定这两种沙丁鱼如何在西海岸相互作用。然后，这将说明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。

这项研究凸显了长期监测的价值。研究结果可能会改变我们对太平洋沙丁鱼分布和扩散的理解，以及海洋条件变化的影响。

“这是一个非凡的发现，如果没有科学家的亲临，这种发现就永远不会发生，”科学中心主任克里斯汀·科赫说：“早期调查的长期记录也帮助我们了解了它有多么不寻常。”

参考文献：Gary C. Longo、Jeremiah J. Minich、Nicholas Allsing、Kelsey James、Ella S. Adams-Herrmann、Wes Larson、Nolan Hartwick、Tiffany Duong、Barbara Muhling、Todd P. Michael 和 Matthew T. Craig 撰写的《穿越太平洋：基因组学揭示日本沙丁鱼 (Sardinops melanosticta) 在加州洋流大型海洋生态系统中的存在》，2024 年 10 月 23 日，分子生态学。DOI：10.1111/mec.17561

来源：美国国家海洋和大气管理局渔业局

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