Når miljøforandringer skjer raskt nok, greier ikke evolusjonskreftene å holde følge, og laksebestanden kommer i utakt med det den er genetisk tilpasset til, skriver innleggsforfatterne.(Foto: Per Tommy Fjeldheim, Havforskningsinstituttet)
Mattilgangen i havet stupte og endret laksens kjønnsmodning. Måtte utsette gytingen.
POPULÆRVITENSKAP: Genetiske data viser at klimaendringer i Norskehavet rundt år 2005 overstyrte laksens genetiske «software» som koder for kjønnsmodning. Funnet er oppsiktsvekkende og har gitt ny kunnskap om samvirkning mellom arv og miljø.
Francois Besnier, forsker ved Havforskningsinstituttet Kevin Glover, forsker ved Havforskningsinstituttet Vidar Wennevik, forsker ved Havforskningsinstituttet Øystein Skaala, forsker ved Havforskningsinstituttet
I et nytt arbeid av Besnier et al 2023 analyserte man genetiske og biologiske data fra 1550 gytelaks i Etneelven, innsamlet fra 1983 til 2016.
Resultatene viste at endringer i temperatur og næringstilbud i havet rundt 2005, overstyrte laksens genetiske software for kjønnsmodning. Miljøendringene skjedde så raskt at evolusjonskreftene ikke holdt følge.
Det er uvanlig at enkeltgener har stor effekt på egenskaper
som kontrollerer overlevelse og reproduksjon.
Oppdagelsen av Vgll3 genets kontroll over kjønnsmodning hos laks, der
to uike varianter koder for henholdsvis tidlig og sen kjønnsmodning, fikk
derfor stor oppmerksomhet, også i prestisjetunge fagtidsskrift som Nature. (se
faktaboks).
Første gytelaks i Etneelva 2022, en hunnlaks på 92 centimeter og 6,95 kilo. Hun var tre år i sjøen før hun returnerte til fødeelva for å gyte.(Foto: Havforskningsinstituttet)
Men, som for andre skapninger er laksens liv styrt av en
samvirkning mellom gener og miljø.
I en ny vitenskapelig artikkel har forskere
ved Havforskningsinstuttet nå vist at raske miljøendringer kan overstyre Vgll3
genets kontroll over kjønnsmodning.
Siden vi har en biobank for etnelaks innsamlet over 40 år,
kan vi følge Vgll3 genets betydning over en lang tidsperiode hvor det har
skjedd store forandringer i temperaturer og mattilgang i Norskehavet.
Et gjennombrudd innen «arv vs. miljø»
Rundt år 2005 skjedde det en brå endring i plankton- og mattilgangen i store
deler av Atlanterhavet som medførte en dramatisk vekstreduksjon hos villaksen i
store deler av Norge og Europa.
Før de påviste miljøforandringene ble rundt 45 prosent av
hunnlaksene i Etneelva kjønnsmodne etter ett år i sjøen. Nå er det bare 10
prosent. De fleste hunnlaksene som kommer hjem for å gyte, er to år eller eldre.
Annonse
Laksen får sannsynligvis ikke lenger opparbeidet seg nok
energi til å gyte etter bare ett år i sjøen. De kan derfor ikke «adlyde» kjønnsmodningsgenet
sitt, men må utsette kjønnsmodningen.
Er ikke evolusjon
Genmaterialet har ikke forandret seg – fordelingen mellom de
to variantene av genet er den samme, men det har bare ikke effekt lenger.
Dermed
er det ikke snakk om evolusjon, men plastisitet hos den enkelte fisken. Hva
skjer dersom klimaet forandrer seg slik at mattilgangen øker igjen?
Kanskje tar
Vgll3-genet kontroll på kjønnsmodningen igjen? Det har vi tenkt å følge med på.
Plastisitet er kjent i naturvitenskapen, men vi har ikke sett et konkret
eksempel på et så viktig enkeltgen som blir
overstyrt av miljøet.
Mange hanner fortsatte som før
Mekanismene bak de vidt ulike tidspunktene for kjønnsmodning hos hunnlaks og hannlaks er mer komplisert enn antatt.
Analysene våre viser at genet også ble overstyrt hos hannlaksene.
Tidligere gytte 78 prosent av hannene fra Etne-elva etter ett år i sjøen. Nå gjør
58 prosent det. Forandringen i havmiljøet hadde noe mindre effekt for hannene
enn for hunnene. Mange av dem fortsatte som før.
Mens hunnfiskene får flere egg jo større de er, gjennomsnittlig
1500 for hver kilo kroppsvekt de legger på seg, har ikke hannfiskene like mye å
vinne på å være noen centimeter større.
Annonse
Havet er et farlig sted, derfor er det
betydelig risiko med å utsette kjønnsmodningen et år. Størrelse ved kjønnsmodning er derfor en
avveining mellom antall avkom og dødelighet i sjøfasen.
Siste ord er ikke sagt
Dette funnet åpner for nye spørsmål. Forskerne har nemlig
antatt at det er hovedsakelig kjønnsmodningsgenet som gjør at hunnene i snitt blir
senere kjønnsmodne enn hannene.
Men forskjellen er faktisk enda
større når genet er overstyrt av miljøet. Det betyr at mekanismene bak de vidt ulike tidspunktene
for kjønnsmodning hos hunnlaks og hannlaks er mer komplisert enn antatt.
Ved Havforskningsinstituttets feltstasjonen i Etne blir hver enkelt fisk registrert, målt og veid og fotografert med stereokamera i en fototunell før de avleverer en DNA prøve. Rømt oppdrettslaks og pukkellaks blir avlivet. Etneelven er i dag et av Europas mest presise målepunkt for mengde rømt oppdrettslaks, bestandsstatus, mellomårsvariasjoner og marin overlevelse hos laks og sjøørret.(Foto: Øystein Paulsen, Havforskningsinstituttet)
Når
miljøforandringer skjer raskt nok, greier ikke evolusjonskreftene å holde følge,
og laksebestanden kommer i utakt med det den er genetisk tilpasset til.
