Hvordan en liten fisk klarte å isoleres fra havet – Eurasia Review

Et 12.000 år gammelt piggetre viser hvordan artene tilpasser seg.

Den siste istiden endte for nesten 12 000 år siden. Landet kom seg langsomt tilbake etter hvert som vekten av isen forsvant, og landhevingen førte til at mange bukter smalnet og dannet innsjøer.

Fisken ble fanget i disse innsjøene.

Tornene klarte å tilpasse seg når saltvannet ble til ferskvann, og kan fremdeles finnes i nåværende kystvann langs norskekysten.

Saltvannet ble gradvis til brakkvann og senere til ferskvann. Denne miljøendringen førte naturlig nok til en total erstatning av plante- og dyrelivet.

Unntaket er det små piggete, som med hell ble tilpasset da saltvann ble til ferskvann og fremdeles finnes i nåværende kystvann langs norskekysten. Hvordan pokker klarte denne minnow å tilpasse seg så store endringer, selv flere steder samtidig?

De 12.000 år gamle piggbenene med tre ryggrader kan gi oss noen svar.

Endret på flere steder samtidig

Tre-spined stickleback finnes i ferskvannssjøer, i saltvanns marine miljøer og i brakkvann, en blanding av de to. Selv om fisken tilhører den samme arten, ser de litt annerledes ut avhengig av hvor de er.

Siden så mange innsjøer ble avskåret fra havet, vet vi at torner tilpasset miljøendringer flere steder samtidig. Imidlertid skjedde endringene uavhengig av hverandre, uten miscegenation, noe som pekte på en genetisk årsak bak fenomenet.

Tre-spined torner er derfor godt egnet for å studere det biologer kaller “parallell evolusjon” – evolusjonære endringer som skjer parallelt, men uavhengig av hverandre.

Gamle funn kaster lys

“Vanligvis har vi bare tilgang til dagens tornfugler. Vi sammenligner grupper av marine og ferskvannshabitater og antar at dagens sjøfisk er genetisk sammenlignbar med marin fisk som har tilpasset seg ferskvann i tidligere tider, sier Andrew Foote, lektor ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU). Bangor University og University Museum i Wales.

READ  Frukt av hans arbeid: SK Native Bringer en smak av Norge til New England | South County Life Magazine

Gjennom et tverrfaglig samarbeid fikk forskerne tilgang til 12 000 år gamle bein fra to piggete tornfugler i dagens norske kommune Hammerfest.

Disse eldgamle gjenstandene kan absolutt gi et nyttig grunnlag for studier. Men tornene som lever i marine miljøer i dag har også utviklet seg siden disse tider, så de er kanskje ikke helt de samme som tilpasset ferskvann på slutten av istiden. Dette gjør studien vanskelig for biologer.

“Selv om disse beinene tilhører fisk som døde for mer enn 10 000 år siden, da det meste av Skandinavia var dekket av is, inneholder de DNA-fragmenter som vi kan studere. Gener gir oss en ide om de tidlige stadiene av overgangen fra saltvann til ferskvann, sier Foote.

Internasjonalt samarbeid

Resultatene av den internasjonale samarbeidsinnsatsen ble nylig omtalt i bladet Nåværende biologi. Eksperter innen geologi, eldgamle DNA og genetisk evolusjon samarbeidet om å sammenligne pigger fra tre eldgamle og nåværende pigger.

Foote gikk sammen med professor og genetiker Tom Gilbert fra Københavns universitet. De hadde tilgang til et topp moderne laboratorium for studier av eldgamle DNA og brukte nylig utviklede metoder for å sekvensere genomene til de 12.000 år gamle tornene.

“Forskning på stikkpærene til de tre piggene de siste 20 årene har gitt nøkkelinformasjon på det genetiske grunnlaget for parallell tilpasning. Vi har funnet ut at tilpasning kan gå gjennom nye mutasjoner, men ofte involverer gjenbruk av allerede eksisterende genetisk variasjon som sprer seg mellom populasjoner, sier Dr. Felicity Jones fra Max Planck Society Friedrich Miescher Laboratory i Tübingen, Tyskland.

Populasjoner er grupper av dyr av samme art som geografisk er mer eller mindre atskilt fra andre grupper av samme art.

READ  NES skal levere systempakke for Rem Offshore nybygg CSV

Marin fisk hadde ferskvannsgener

“Det er virkelig utrolig at vi kunne oppdage varianter som er kjent for å tilpasse seg ferskvann i en enkelt marin kolonisator, og overvinne alle utfordringene knyttet til gammel DNA-sekvensering. Dette viser avgjørende at tilpasningsdyktige ferskvannsgenetiske varianter var til stede i populasjoner med spiny sticklebacks som koloniserte ferskvannssjøer i sjøen for tusenvis av år siden, sier doktorgradsstudent og hovedforfatter Melanie Kirch, som også er fra Friedrich Miescher-laboratoriet.

Dette beviser at de genetiske variantene som lar torner leve i ferskvann allerede eksisterte i populasjoner av torner i havet for flere tusen år siden. Disse marine fiskene kunne dermed kolonisere ferskvannssjøene som dukket opp.

Men Kirch påpeker også at resultatene viser at parallell evolusjon har noen begrensninger. «Selv når den koloniserende forfederen hadde genetiske varianter som var kjent for å være tilpasningsdyktige i ferskvann, er disse variantene ikke alltid til stede i den moderne befolkningen. Dette forteller oss at selv fordelaktige varianter av tilpasning til ferskvann kan gå tapt under den evolusjonære prosessen med tilpasning, sannsynligvis ved en tilfeldighet, en prosess kjent som ‘genetisk drift’, “sier han.

Et vindu til fortiden

Dette eldgamle DNAet har gitt et vindu inn i fortiden og tillatt forskere å studere den genetiske sammensetningen til forfedrene til dagens fisk. På denne måten kan forskere spore tilpasninger som har funnet sted over flere tusen år, og som også hjelper dem å bedre forstå evolusjonsprosessen.

På denne måten kan de lage bedre modeller og få ny innsikt i faktorene som påvirker retning, hastighet og det molekylære grunnlaget bak evolusjonen i naturen.

Han studerte jordens høyde

Tornene ble funnet av norske geologer som faktisk studerte løftet som har funnet sted langs den norske kystlinjen siden isen trakk seg tilbake fra Skandinavia.

READ  Politiregister | Nyheter, sport, jobber

Geologer snublet over fiskebenene i forskjellige sedimentprøver tatt fra innsjøer langs strandlinjen. Sedimenter er materialer som synker til bunnen av innsjøen gjennom årene og avsettes i lag basert på alder, med mindre noen eller noe endrer rekkefølgen på lagene. I de mer eller mindre jomfruelige innsjøene som er undersøkt, viser sedimentlagene spor etter overgangen fra et marint miljø til et ferskvannsmiljø.

Fiskebenene vasket fra sedimentprøvene var overraskende godt bevart.

Karbondatering kan hjelpe geologer med å rekonstruere hvordan havnivået har endret seg over tid, men denne gangen var teknikken nyttig på en annen måte også.

“Fiskebenene som vi vasket fra sedimentprøvene, var utrolig godt bevart. Vi klarte straks å identifisere dem som stammer fra trespinnede torner, sier forsker Anders Romundset fra Geological Survey of Norway.

De bestemte alderen ved å karbon datere plantematerialet som var i de samme lagene som beinene. Analysen viste også at disse fiskene hadde levd i brakkvann, noe som indikerer at innsjøen var i ferd med å kobles fra havet.

Siden beinene ble funnet i en overgangsperiode mellom marine og ferskvannsmiljøer, viste genene både genetiske variasjoner assosiert med en tilpasning til havet, samt noen gener som tydelig viste en tilpasning til ferskvann.

Legg att eit svar

Epostadressa di blir ikkje synleg. Påkravde felt er merka *