Prowadzone w nieodpowiedni sposób połowy ryb wywierają ogromny wpływ na naturalne środowisko. Mogą się one przyczynić do wymierania gatunków oraz do zakłócenia równowagi wodnych ekosystemów. Aby temu zapobiec narzuca się na rybaków rygorystyczne normy, egzekwowane za pomocą kar pieniężnych i aresztów. Stanowią one jednak groźbę głównie dla zrównoważonego rybołówstwa.

Szacuje się, że około jedna trzecia połowów jest nielegalna, nieraportowana i nieuregulowana (ang. illegal, unreported and unregulated fishing, IUU), co wynika z faktu, że trudno jest kontrolować rybaków pracujących na pełnym morzu. Jedynym skutecznym sposobem działania pozostaje monitorowanie całego łańcucha dostaw – od statku, aż po konsumenta.

Jak do tej pory opracowano wiele testów mających pomóc w identyfikacji pochodzenia poszczególnych ryb, lecz ich zastosowanie jest często niemożliwe przez ograniczoną dostępność i jakość materiału do badań. Dotyczy to głównie mocno przetworzonego jedzenia. Problemem jest także konieczność międzylaboratoryjnej standaryzacji procedur. Rozwiązaniem mogłoby być wykorzystanie narzędzi bazujących na analizach DNA. Materiał genetyczny znajduje się bowiem w każdej komórce organizmu i może być wyizolowany zarówno z tkanek świeżo złapanej ryby, jak i z usmażonego już filetu.

DNA osobników należących do tego samego gatunku wykazuje wiele podobieństw. W ich genomach istnieją jednak pewne obszary charakteryzujące się dużą zmiennością. Nowe warianty genetyczne powstają w nich stosunkowo szybko i są polimorficzne, czyli występują jednocześnie w populacji. Jeżeli gatunek rozdzieli się na dwie grupy, to allele takie będą w nich występowały z różną częstotliwością. Zjawisko to, nazywane dywergencją genetyczną, możne posłużyć podczas ustalania pochodzenia poszczególnych osobników. Identyfikacji dokonuje się za pomocą odpowiednich markerów genetycznych, takich jak np. SNP (ang. single-nucleotide polymorphism), czyli polimorfizmy punktowe lub inaczej różnice w pojedynczych nukleotydach.

Głównymi czynnikami wpływającymi na częstość występowania poszczególnych alleli są dryf genetyczny, czyli losowy charakter śmierci, narodzin i reprodukcji, oraz dobór naturalny, polegający na faworyzowaniu cech adaptacyjnych. Ten ostatni sprzyja allelom zwiększającym szanse przeżycia i wydania na świat potomstwa, obniża przy tym częstotliwość wariantów zmniejszających zdolności przystosowawcze. Istnieją jednak obszary genomu, które nie odpowiadają za produkcję określonych białek i przez to nie wpływają na przetrwanie organizmu. Zawarte w nich markery genetyczne określa się mianem neutralnych względem doboru naturalnego. To właśnie one stanowiły jak dotychczas podstawę metod określających pochodzenie złowionych ryb.

W obszarach niekodujących mało jest jednak cech charakterystycznych dla poszczególnych populacji. Ryby muszą się dostosować do występujących w morzach rozbieżnych warunków środowiskowych i w związku z tym wykształcają często nowe cechy dziedziczone z pokolenia na pokolenie i charakterystyczne dla danego regionu. Zwyczaj allele te wykazują w populacji bardziej zróżnicowaną częstotliwość niż markery neutralne i dlatego postanowiono je wykorzystać przy odpracowywaniu nowych testów do kontrolowania rybołówstwa. 

Nowe podejście wypróbowano na czterech nadmiernie eksploatowanych gatunkach ryb morskich: Dorszu atlantyckim (Gadus morhua), Śledziu atlantyckim (Clupea harengus), Soli zwyczajnej (Solea solea) i Morszczuku zwyczajnym (Merluccius merluccius). Ich połowy podlegają różnym ograniczeniom w poszczególnych obszarach geograficznych i w związku z tym istnieje duża potrzeba sprawnej identyfikacji mającej zapobiec ewentualnym błędom i oszustwom.

Dzięki analizom SNP związanych z genami, pojedyncze osobniki zdołano przypisać do ich oryginalnej populacji z niezwykle dużą dokładnością wynoszącą 93-100%. Ponadto użycie, tej metody umożliwiało uzyskanie jednoznacznych wyników, bardzo cennych w przypadku procesów sądowych przeciwstawiających oskarżenie z twierdzeniem obrony.

Dzieje się tak dlatego, że większość punktowych polimorfizmów jest dwuallelowa, a zatem występuje jedynie w dwóch różnych wariantach. Teoretycznie każdy SNP mógłby posiadać cztery różne allele (adenina A, guanina, cytozyna C i tymina T). Zmiany te powstają jednak  w wyniku utrwalenia się mutacji punktowych zamieniających jeden nukleotyd na drugi. Aby pojawił się trzeci allel, musi zajść kolejna mutacja dotycząca tego samego miejsca, a to stanowi mało prawdopodobny scenariusz.

W tych nielicznych przypadkach, w których nie da się określić pochodzenia konkretnej ryby, wiarygodnych danych dostarczy ocena innych osobników z tego samego połowu. Naukowcy oszacowali również, że zastosowanie tego typu analiz umożliwi zbadanie kilku setek zwierząt dziennie pod kątem do 100 SNP już za cenę 25$ za rybę.

Metoda ta, tak jak każda, ma jednak swoje słabe strony. Przykładowo, w pewnych regionach i porach roku występują mieszane skupiska ryb pochodzących z różnych populacji tarłowych. Określenie pochodzenia pojedynczych osobników okaże się w tych wypadkach mało pomocne podczas ustalania miejsca dokonania połowu. Ponadto istnieje możliwość, że frekwencja alleli będzie ulegać dość szybkim zmianom ewolucyjnym, co wiąże się z koniecznością regularnego uaktualniania baz danych.

Organizacje pozarządowe ostrzegają także, że problemem nadmiernej eksploatacji zagrożonych gatunków są nie tylko nielegalne działania rybaków, ale również postawa polityków. W 2002 roku Unia Europejska zadeklarowała, że do 2015 roku odbuduje stada ryb do poziomu zapewniającego zrównoważone połowy. Było to jedno z postanowień Światowego Szczytu Zrównoważonego Rozwoju. Mimo to ministrowie planują jedynie działania kompromisowe polegające na stopniowym ograniczaniu presji połowowej, a to nie pomoże w opanowaniu zagrożenia.

Warto zatem pamiętać, że to właśnie my - konsumenci w dużym stopniu decydujemy o tym, które gatunki będą odławiane. Właściwy wybór podczas zakupów mają nam ułatwić certyfikaty ekologiczne, takie jak np. certyfikat MSC (Marine Stewardship Council) wydawany jedynie produktom spełniającym określone standardy.

Autor: Anna Kurcek

Artykuł źródłowy:

• Gene-associated markers provide tools for tackling illegal fishing and false eco-certification. Einar E. Nielsen Alessia Cariani Eoin Mac Aoidh Gregory E. Maes Ilaria Milano Rob Ogden Martin Taylor Jakob Hemmer-Hansen Massimiliano Babbucci Luca Bargelloni Dorte Bekkevold Eveline Diopere Leonie Grenfell Sarah Helyar Morten T. Limborg Jann T. Martinsohn Ross McEwing Frank Panitz Tomaso Patarnello Fausto Tinti Jeroen K.J. Van Houdt Filip A.M. Volckaert Robin S. Waples FishPopTrace consortium Gary R. Carvalho. 2012. Nature Communications 3, Article number: 851. http://www.nature.com/ncomms/journal/v3/n5/full/ncomms1845.html

A także:

• www.wwfpl.panda.org
• www.unic.un.org.pl/johannesburg/plan_dzialania.php
• Magdalena Zagalska-Neubauer, Anna Dubiec. Techniki i markery molekularne w badaniach zmienności genetycznej ptaków. Notatki Ornitologiczne 2007, 48: 193–206. http://www.miiz.waw.pl/pliki/pracownicy/dubiec/Zagalska-Neubauer-NotOrn_2007.pdf
• www.msc.org.
• Kluczowe elementy reformy Wspólnej Polityki Rybołówstwa. Czeriwec 2012. Greenpeace. http://www.greenpeace.org/poland/PageFiles/430529/5-kluczowych-elementow-reformy-CFP.pdf
• T.A. Brown. Genomy. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa 2009.