Überwachung von Meeresfrüchten mit DNA

“Fischig” – was Anlass zu Zweifeln oder Misstrauen gibt – ist eine ziemlich zutreffende Beschreibung der Art und Weise, wie ein Großteil des weltweiten Fisches heutzutage gekauft und verkauft wird. Peer-Review-Untersuchungen legen nahe, dass so viel wie ein Viertel der auf dem Markt befindlichen Meeresfrüchte ist nicht einmal als die richtige Art gekennzeichnet, was Betrug zu einem der größten Probleme in der Fischindustrie macht.

Ein zweites damit verbundenes Problem besteht darin, dass ungefähr ein Viertel der wild gefangenen Meeresfrüchte mit fragwürdigen oder sogar offensichtlich illegalen Praktiken, einschließlich der Verwendung von, gefangen wird Entführung und Zwangsarbeit auf Fischereifahrzeugen. Diese illegale, nicht gemeldete und nicht regulierte Fischerei (IUU) kann die Meeresbevölkerung erschöpfen, die Ernährungssicherheit in den Entwicklungsländern gefährden und jedes Jahr weltweit zu wirtschaftlichen Verlusten in Höhe von 10 bis 23 Milliarden US-Dollar führen. Hier in den USA machen illegale Importe etwa 25 Prozent aller wild gefangenen Importe aus und sind wert Jährlich 1 bis 2 Milliarden US-Dollar.

Im März veröffentlichte eine Task Force der Obama-Regierung eine ehrgeizige planen Betrug mit Meeresfrüchten und illegale Fischerei zu bekämpfen. Der Plan sieht umfangreiche Tools vor, wie z Satelliten verdächtige Schiffe zu beobachten und ein internationale Vereinbarung die Häfen der Welt zu schließen, um illegal gefangenen Fisch zu fangen. Die Task Force sollte sich aber auch ernsthaft mit Investitionen in genomische Methoden befassen, die die gleichzeitige Untersuchung mehrerer Gene ermöglichen. Genomics und andere Tools auf Molekülebene bieten ein großes Potenzial zur Verbesserung der Rückverfolgbarkeit von Meeresfrüchten und zum besseren Schutz von Verbrauchern und gesetzestreuen Akteuren in der Fischereiindustrie.

Die Identifizierung von Arten erfolgt routinemäßig und zuverlässig anhand einiger hundert Buchstaben des aus vier Buchstaben bestehenden DNA-Codes (häufig ein Abschnitt der mitochondrialen DNA, der als „Strichcode“ bezeichnet wird). US-Behörden verwenden dieses Verfahren seit Jahren, um Betrug mit Meeresfrüchten aufzudecken, aber nur auf einem kleinen Teil des Marktes, und Forscher auf der ganzen Welt dokumentieren seit mehr als zwei Jahrzehnten die IUU-Fischerei und den illegalen Walfang. Beispielsweise hat die Sequenzierung von mehreren hundert Proben von Einzelhandelsmärkten in Japan und Südkorea die illegale Jagd auf Buckelwale und Grauwale dokumentiert. Und eine Probe aus einem Sushi-Restaurant in Santa Monica, Kalifornien, war identifiziert als gefährdeter sei Wal. Ähnliche Arbeit ist unterwegs die Verbreitung geschützter Haiarten auf den Märkten von Hongkong zu dokumentieren.

Die Besatzung der Bangun Perkasa, eines staatenlosen Fischereifahrzeugs, das des illegalen Hochseeverwehens auf hoher See verdächtigt wird, kümmert sich um ihre Fischernetze, bevor die Küstenwache Cutter Munro am 7. September ein Boarding der Strafverfolgungsbehörden durchführt. 2011. Die US-Küstenwache beteiligt sich aktiv an den internationalen Kooperationsbemühungen gegen die groß angelegte Treibnetzfischerei auf hoher See, wie dies durch das Moratorium der Vereinten Nationen gefördert wird. (Foto der US-Küstenwache von Coast Guard Cutter Munro)

Während diese Bemühungen nur die Entschlüsselung kleiner DNA-Abschnitte beinhalteten, könnte das Lesen längerer Abschnitte tiefere Einblicke bieten. Bis vor kurzem war die erforderliche Technologie teuer, langsam und im Feld nicht ohne weiteres verwendbar, aber die Kosten für die Sequenzierung sind in den letzten acht Jahren um das 10.000-fache gesunken, und die Geschwindigkeit hat sich jedes Jahr mehr als verdoppelt und überschritten Moores Gesetz. Dies bietet neue Möglichkeiten zur Skalierung und Beschleunigung der gezielten Tests, die die USA bereits auf Betrug mit Meeresfrüchten durchführen. Vielleicht noch wichtiger ist, dass es zahlreiche Möglichkeiten zur Bekämpfung der IUU-Fischerei bietet, indem es aufdeckt, wo Fische gefangen werden, und es den Ermittlern möglicherweise ermöglicht, DNA-Beweise an Bord von Fischereifahrzeugen zu finden.

Ein wichtiger Schritt bei der Erweiterung dieser Technologie ist die Einführung schneller Handheld-Geräte zur Aufdeckung von Betrug mit Meeresfrüchten und der IUU-Fischerei. Die derzeit verfügbaren Modelle bieten nur eine Ja-oder-Nein-Identifizierung von häufig falsch gekennzeichneten Fischen wie z Zackenbarsch. Sie verwenden kurze, individuell synthetisierte DNA-Sequenzen, die ein Fluoreszenzsignal erzeugen, wenn eine Probe authentisch ist. Die Einführung solcher Tools könnte es den Behörden ermöglichen, falsch etikettierte Fische vor Ort zu erkennen, diese Sendungen zu beschlagnahmen und schnell eine Untersuchung einzuleiten. (Dies wäre noch einfacher, wenn die Etiketten für Meeresfrüchte den wissenschaftlichen Namen für jede Art enthalten müssten.)

Um jedoch gegen das IUU-Fischen nützlicher zu sein, müssen diese Geräte über die Ja-Nein-Ergebnisse hinausgehen und stattdessen die Buchstaben des DNA-Codes lesen. Eine vielversprechende Technologie ist ein „Nanoporen“ -Sequenzer – ein Handgerät, das an einen Laptop angeschlossen wird, einen DNA-Strang durch ein sehr kleines Loch zieht und ihn mit elektronischen Sensoren liest. Heutige Geräte haben eine Fehlerrate von bis zu 30 Prozent Verbesserungen kommen.

WESTERN PACIFIC OCEAN (29. Oktober 2014) Ein kleines Bootsteam aus Seeleuten und Küstenwachen, das an Bord des Lenkwaffen-Zerstörers USS Michael Murphy (DDG 112) der Arleigh Burke-Klasse eingeschifft ist, bereitet sich darauf vor, an Bord eines Fischereifahrzeugs zu gehen, um im Rahmen von eine Inspektion durchzuführen die Oceania Maritime Security Initiative (OMSI), ein bilaterales Abkommen zur Bereitstellung von Patrouillen im Zentralpazifik für illegale Fischerei und andere grenzüberschreitende Verbrechen. Michael Murphy ist im Zuständigkeitsbereich der 7. Flotte im Einsatz, um Sicherheit und Stabilität in der Region Indo-Asien-Pazifik zu unterstützen. (Foto der US-Marine / veröffentlicht)

Die Handsequenzierungstechnologie würde es ermöglichen, mehrere tausend Buchstaben chromosomaler DNA zu scannen, um Variationen mit einem Buchstaben zu finden. Diese Technik kann verwendet werden, um Arten zu identifizieren und in vielen Fällen die Probe auf die Herkunftspopulation zurückzuführen. Diese Informationen können ausreichen, um zu zeigen, dass ein Fisch illegal gefangen wurde oder zumindest sein Versandetikett nicht korrekt ist. EIN in Europa studieren verwendeten diese Einzelnukleotidpolymorphismen, um Kabeljauproben von drei Populationen – der Nordsee, der Ostsee und dem Nordostatlantik – mit einer Genauigkeit von 95 Prozent zu unterscheiden. Der Marine Stewardship Council, eine führende Organisation, die nachhaltige Meeresfrüchte kennzeichnet, erwägt, diese Erkenntnisse zu nutzen, um das Gütesiegel für Kabeljau, der in Regionen mit geringer Häufigkeit gefangen wird, zurückzuhalten.

Die Tools sind heute verfügbar, um dasselbe für pazifischen Lachs zu tun, und die USA könnten Forschung finanzieren, um die erforderlichen Daten für andere Arten zu entwickeln, bei denen der Verdacht auf IUU-Fischerei besteht, wie beispielsweise Roten Thun oder patagonischen Zahnfisch (vermarktet als chilenischer Wolfsbarsch). Alternativ könnte die US-Regierung auf bestimmte Orte abzielen, an denen bekanntermaßen IUU-Fischerei stattfindet, und dann mithilfe von DNA Sendungen von diesen Orten identifizieren.

Eine letzte faszinierende Möglichkeit besteht darin, Spuren von DNA von illegal gefangenen Fischen auf den Decks und in den Netzen oder Gefriergeräten von Fischerbooten zu identifizieren, selbst nachdem die Schmuggelware abgeladen wurde. Eine einfache Methode wäre, Wasser über das Deck oder den Laderaum eines Gefäßes zu leiten und es auf Umwelt-DNA (eDNA) zu testen – Material, das beim Ablösen von Schuppen und anderem Gewebe zurückbleibt. Diese Informationen könnten anhand des Schiffsmanifests überprüft werden, wodurch die Behörden auf die IUU-Fischerei aufmerksam gemacht werden – insbesondere auf hoher See, wo die konventionelle Beobachtung und Inspektion schwierig ist.

Die Genomik ist nicht das einzige Instrument zur Bekämpfung der Fischereikriminalität. An sich kann es Ihnen nicht sagen, ob jemand eine Quote überschreitet oder illegale Ausrüstung verwendet. Darüber hinaus ist eine genomische Technologie noch nicht praktisch oder zuverlässig. Die Instrumente, über die wir jetzt verfügen, sind jedoch mehr als ausreichend, um unser Vertrauen in die Identität des von uns verzehrten Fisches erheblich zu verbessern, den Fischern gerechtere Märkte für ihren Fang zu bieten und eine kritische Nahrungsquelle nachhaltiger zu machen.

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