Artikkel

Fiskenes gener forteller om verdenshavenes historie

Fiskenes gener forteller om verdenshavenes historie

Monica Hongrø Solbakken har analysert genene som ligger til grunn for immunforsvaret hos mer enn 70 fiskearter. Men genene styrer ikke bare egenskapene hos nålevende fiskearter: De fungerer også som en «historiebok» som blant annet forteller om miljøendringer i havet og når nye arter oppstod.

For 200 millioner år siden var alle kontinentene samlet i et superkontinent, Pangea, mente Alfred Wegener
Den tyske geofysikeren Alfred Wegener (1880-1930) lanserte teorien om at kontinentene helt fram til for ca. 200 millioner år siden utgjorde et samlet superkontinent, som han kalte Pangea. Illustrasjon: Wikimedia Commons.

– Fiskene er en stor og variert gruppe med ca. 30 000 arter, og hele gruppen oppstod antakelig for drøye 530 millioner år siden. Når vi analyserer fiskenes immungener, ser vi at en rekke store endringer i genene skjedde omtrent samtidig med viktige begivenheter i jordens geologiske historie, forteller forskeren Monica Hongrø Solbakken ved Institutt for biovitenskap.

Forskerne ser slike sammenhenger når de har genom-informasjon tilgjengelig for så mange fiskearter at de kan lage et «tre» som viser slektskapet mellom dem.

– Dette treet har vi så kalibrert til geologisk tid ved å bruke fossildata, og da kan vi si noe om når forfedrene til de forskjellige artene som lever i dag har oppstått, forteller Solbakken. Et slikt tre, utviklet av forskere ved Institutt for biovitenskap, ble publisert i Nature Genetics i august 2016.

Drastiske tilpasninger

Artsdannelsen blant fiskene gjenspeiler at alle verdenshavene har vært gjennom perioder med høy vanntemperatur og lavt oksygeninnhold, og i slike perioder har mange fiskearter dødd ut. Men det vil alltid være noen fiskearter som overlever, hvis de for eksempel klarer å tilpasse seg. Dette kan skje på til dels drastiske måter.

– Vi mistenker at torskens stamfar kvittet seg med en bit av immunforsvaret sitt i en slik vanskelig periode, kanskje for å spare energi, eller fordi det var ugunstig å beholde biten av andre grunner. Det er forklaringen på at torsken i dag mangler den såkalte MHCII-delen av immunforsvaret, forklarer Solbakken.

De lange periodene med ugunstige leveforhold i verdenshavene har fungert som flaskehalser i artsdannelsen. Mange arter dør ut. Men når forholdene blir bedre igjen etter kanskje noen millioner år, kan fiskene som gruppe blomstre opp igjen. Det er i disse periodene at mange nye arter utvikler seg.

Hendelser med ulike mellomrom

Monica Hongrø Solbakken forklarer at det forskerne kaller globale anoksihendelser har forekommet med ujevne mellomrom opp gjennom jordens historie. Geologenes teori om kontinentaldrift sier for eksempel at alle jordens kontinenter var samlet i et superkontinent – Pangea – inntil for ca. 200 millioner år siden. Når de ulike bitene av dette superkontinentet begynte å sprekke opp og drive fra hverandre, kunne havstrømmer mellom ulike områder endres drastisk i lange perioder.

Dette bidro til signifikante endringer i den globale temperaturen – og endrede oksygenforhold og temperaturer i havet fikk konsekvenser for artsmangfoldet blant fiskene. Nye leveområder oppstod, noen arter forsvant mens andre oppstod, gener gikk tapt eller utviklet seg.

Forskerne har funnet eksempler på globale anoksihendelser også etter at kontinentene hadde drevet omtrent dit de er i dag.

– For 34 millioner år siden åpnet det seg en passasje i Nord-Atlanteren mellom Grønland og Norge. Samtidig sank både temperaturen og havnivået i Nord-Atlanteren. Dette ser vi spor etter i det genetiske materialet vi studerer hos torskens nærmeste slektninger i dag, forteller Solbakken.

Kontakt:

Forsker Monica Hongrø Solbakken (@monicaSolbakken), Institutt for biovitenskap, Senter for økologisk og evolusjonær syntese

Mer informasjon:

Monica Hongrø Solbakkens disputas 11. oktober 2016

Les mer på Titan:

Enormt mangfold blant fiskenes immunforsvar

Samlet «Big Data» om torsk

Metaforer fra tv-serien Skam forklarer hvordan immunsystemet virker

Vitenskapelig artikkel:

Martin Malmstrøm et al.: Evolution of the immune system influences speciation rates in teleost fishes. Nature Genetics 48, 1204–1210 (2016)

Kategori (smånytt):