Klovnefiskene har en spesiell livssyklus. De klekkes på et korallrev, men kort tid etter klekking driver de til havs. Der må de svømme mot sterke strømmer. En sportsutøver som skal løpe 1500 meter på kort tid, må ha høyt oksygenopptak, men se for deg at løpet fortsetter langt, langt forbi målstreken. Slik svømmer klovnefisklarvene for å komme til et korallrev. Når de små larvene svømmer motstrøms, krever det et enormt forbruk av oksygen, helt på linje med de beste atletene. Det gjør at klovnefisklarvene har det høyeste oksygenforbruket som er målt i beinfisk i forhold til størrelsen.
Når disse superutøverne endelig kommer fram skulle man tro at de får igjen pusten, men korallrevene har en annen utfordring: lite oksygen.
Dette har gjort at forskere fattet interesse for klovnefiskene. Hva er det som gjør at de klarer å tilpasse seg to så ekstremt forskjellige situasjoner?
Klovnefiskens blod har to motsatte roller
– Når larvene svømmer i frie vannmasser trenger musklene mye oksygen, forklarer førsteamanuensis Sjannie Lefevre, ved Institutt for biovitenskap, Universitetet i Oslo.
Da må hemoglobinet i blodet deres gi slipp på oksygenet lett. Hemoglobin er det stoffet i blod som oksygenet fester seg til. Når klovnefiskene kommer fram til et miljø med lave oksygennivåer, må hemoglobinet i stedet holde på oksygenet, for å kunne ta det opp fra vannet med lite oksygen.
– Det er to helt motsatte roller, som krever en endring i hemoglobinet selv. Eller endring i faktorer som påvirker hemoglobinets evne til å holde på oksygen, forklarer Lefevre. De fleste dyr har flere typer av hemoglobin og kan derfor styre blodets evne til å holde på oksygen.
Når fiskene blir utsatt for så store miljøforandringer er det naturlig at de tilpasser seg. Derfor var forskerne nysgjerrige på om fiskene endret hvilke hemoglobiner som var til stede. Det er bare ett problem: larvene er for små til at det er mulig å ta blodprøver av dem.
Klovnefiskens genetiske bryter
I stedet for å ta blodprøver og se på ferdige hemoglobiner, måtte forskerne finne andre metoder. De bestemte seg for å bruke en teknikk kallet RNAseq (RNA sekvensering) for å se hvilke gener som er skrudd på. DNA er selve arvestoffet, eller oppskriften, på et individ. RNA, og da særlig mRNA, er det som arvestoffet oversettes til, og som koder for blant annet proteinene som utfører alle de nødvendige funksjoner i cellene. Metoden RNAseq krever bare en liten mengde RNA men gir et totalt bilde av hvilke gener som blir skrudd av og på fra et tidspunkt til et annet. Da kunne forskerne ta hele fisken i stedet for en blodprøve, for å se på hvordan de ulike hemoglobingener endret uttrykk når larven kom fram til revet.
Da Lefevre og de andre forskerne begynte å undersøke denne forandringen oppdaget de at klovnefiskene har en slags genetisk bryter. Fra de er larver til de blir voksne skrus 2470 gener av eller på. Mange av disse endringene skjer i løpet av en drøy uke, rett etter at klovnefiskene kommer fram til korallrevet. De fleste av disse genene er mest sannsynlig knyttet til at fisken går fra å være larve til å bli en «ung voksen» fisk.
– Det skjer genetiske endringer når fisk går fra larver til voksen, men det spesielle her er at det skjer på veldig kort tid, mener Lefevre.
Flere endringer i blodet
For Lefevre er det spesielt endringene i blodet som er interessante. Fra prøvene så de at fiskene, i tillegg til å endre på sammensetningen av hemoglobingener, øker genuttrykket av flere typer molekyler som kan binde oksygen når de kommer fram til revet. Dette er molekyler som myoglobin, cytoglobin og neuroglobin, som uttrykkes i muskler og andre vev. Lefevre er mest opptatt av hemoglobin og oksygenopptak, men hun håper at de andre genene som også endrer seg, kan være interessant for andre forskere:
– Jeg håper at andre vil se nærmere på endringene i hvilke gener som er aktive under klovnefiskenes utvikling fra larve til voksen, sier hun. Det er så mange gener som koder for ulike ting, så dette er data som kan være interessante, avslutter hun.
Les forskningsartikkelen her:
Downie AT, Lefevre S, Illing B, Harris J, Jarrold MD, McCormick MI, m. fl., Rapid physiological and transcriptomic changes associated with oxygen delivery in larval anemonefish suggest a role in adaptation to life on hypoxic coral reefs, PLOS Biology, mai 2023
