Терміни нерестової міграції чавичі, найбільшої і цінної з тихоокеанських лососів, залежать від єдиної генетичної ділянки на 28 хромосомі. Такого висновку дійшли американські вчені, дослідивши популяції цих риб у річках Кламат і Сакраменто. За словами авторів, виявлена ділянка визначає, навесні або восени чавича увійде в річки. Результати дослідження опубліковані в журналі.
Тихоокеанські лососі () проводять доросле життя в морі, проте розмножуються в річках, де відкладають і запліднюють ікру, після чого гинуть. У різних видів і популяцій терміни нерестової міграції можуть помітно відрізнятися. Наприклад, північноамериканські популяції чавичі (), найбільшого і найціннішого з тихоокеанських лососів, діляться на кілька екотипів на основі їхньої міграційної поведінки.
Нерест у цього виду відбувається з вересня по грудень, але частина лососів повертаються в річки ще наприкінці зими - початку весни і проводять півроку в холодних прісних водах, не харчуючись і витрачаючи накопичені жирові запаси. Таку чавичу називають ранньомігруючою (зимовий і весняний екотипи) і пізньомігруючі (осінній і пізньоосінній). Рибалки високо цінують її за жирність, а деякі біологи навіть пропонують розглядати її як окремий вид.
Команда фахівців на чолі з Нілом Томпсоном (Neil F. Thompson) з Каліфорнійського університету в Санта-Крус вирішила визначити, які генетичні механізми змушують весняну чавичу прибувати в річки раніше осінньої. Для цього вони проаналізували повні геноми 160 особин чавичі з басейнів річок Кламат і Сакраменто на тихоокеанському узбережжі США. До вибірки потрапили представники зимового, весняного, осіннього та пізньоосіннього екотипів.
Порівняння весняної та осінньої чавички показало, що відмінності між ними пов'язані з невеликою ділянкою на 28 хромосомі. Він включає гени і фрагмент ДНК між ними. Чавич має дві форми, які відповідають весняному (E) та осінньому (L) фенотипу. Хоча еволюційні зв'язки між різними популяціями цих риб досить складні, всі весняні чавичі несуть подібний генетичний варіант, відповідальний за ранню міграцію в річки. Крім того, аналогічну ділянку виявили біля зимової чавичі з річки Сакраменто.
Авторам вдалося виявити в цій генетичній ділянці кілька конкретних мутацій. Наприклад, ген, який регулює розвиток нирок, гонад і внутрішнього вуха, у весняної та осінньої чавичі відрізняється двома несинонімічними однонуклеотидними замінами. Крім того, у рано мігруючих лососів були відзначені короткі дупликації між генами і - вони можуть впливати на регуляцію їх роботи.
Отримані дані перевірили на 502 дорослих чавичах різних екотипів, спійманих в естуарії річки Кламат представники місцевого індіанського племені юрок. Виявилося, що відповідає за 85 відсотків відмінностей у термінах початку міграції цих риб. При цьому його впливу на швидкість дозрівання і жирність чавичі виявити не вдалося. Автори вважають, що відмінності за цими ознаками не визначаються генетично, а залежать від термінів міграції. Наприклад, весняна чавича здається людям більш жирною лише тому, що вони ловлять її на більш ранньому етапі життєвого циклу. А швидкість дозрівання залежить від того, як багато часу риби провели в прісній воді. яка помітно тепліша за океанську і стимулює метаболізм.
На наступному етапі автори вивчили, чи змішуються весняні й осінні чавичі між собою. Для цього вони проаналізували геноми 183 особин, загиблих після нересту на одному з притоків річки Кламат. Виявилося, що гаплотипи, відповідні ранній і пізній міграціям, рівномірно розподілені по популяції. Особи, гомозіготні за цією ознакою, поводяться як весняні (EE) або осінні (LL) чавичі, а гетерозіготи (EL) прибувають у річки в проміжні терміни (які, втім, повністю перетинаються з часом прибуття гомозіготних особин). Судячи з усього, значну частку особин в популяції складають гетерозіготні особини, при спарюванні яких регулярно з'являється потомство з чистим весняним і осіннім фенотипом. Ймовірно, схожа популяційно-генетична структура характерна і для інших видів лососів, наприклад, кижуча () або мікіжі ().
Таким чином, весняна і осіння чавичі вільно спарюються між собою, і їх все-таки не можна називати різними видами. Це хороша новина з точки зору охорони природи. Справа в тому, що в багатьох північноамериканських річках рано мігруючі представники виду були практично винищені через надмірний вилов і будівництво гребель. Враховуючи, що генетичні варіанти, пов'язані з раннім ходом, зберігаються в популяції, у весняної чавички є шанс відновити чисельність.
Якщо в Північній Америці лососі перебувають під охороною, то в Південній їх вважають небезпечними інтродуцентами, які завдають шкоди аборигенній фауні. Більш того, деякі місцеві популяції «об'єдналися» з іншими чужорідними видами. Наприклад, на Вогняній Землі кумжа виграє від присутності бобрів.