Hvorfor er gråspurven mindre enn ei gås?

EVOLUSJON: Hvorfor er gråspurvene akkurat så store om de er? Hvorfor er de ikke i kolibristørrelse eller store som gjess?

Det høres ut som et merkelig spørsmål å stille, men egentlig er dette et overordnet spørsmål om evolusjon. Det kan fortelle oss noe om hvordan vi tilpasser oss endringer i miljøet. Planeten vår er i endring, og vi må endre oss med den.

For hvorfor er vi blitt som vi er? Jo, vi har tilpasset oss forholdene, sier evolusjonsteorien.

Antakelig er det sånn at gråspurvene er akkurat så store som de skal være etter forholdene de lever under.

Men kan vi bevise det? Det er gjort i laboratorier, men aldri i det fri. Kunne det gjøres?

Tuklet med evolusjonen

Det er første gang i hele verden at noen har flyttet fugl for å gjøre kunstig seleksjon i en vill bestand. Foto: Henrik Jensen, NTNU VIS MER

En gruppe forskere ved NTNU ønsket å gjøre et forsøk. De ville først tukle med evolusjonen for å se om de kunne endre størrelsen på gråspurvene. Det skulle de gjøre ved å fange inn ville fugler på øyer og velge vekk individer med uønskete egenskaper.

Deretter ville forskerne se om frislipp og evolusjon ved naturlig seleksjon gjorde at størrelsen gikk tilbake mot normalen igjen.

– Det er første gang i hele verden at noen har flyttet fugl for å gjøre kunstig seleksjon i en vill bestand, sier postdoktor Thomas Kvalnes ved Institutt for biologi ved NTNU.

Øyene Leka i Trøndelag og Vega og Hestmannøy i Nordland har gode bestander av gråspurv. Disse bestandene er langt fra isolerte, men såpass oversiktlige og avgrensede at de er nær ideelle å utføre denne typen forsøk med.

Forskere har undersøkt disse bestandene siden 2001, så de kjenner etter hvert forholdene godt.

• Les også: Ti ting du neppe visste om fugler

Størrelse betyr noe

På Vega ønsket forskerne å gjøre fuglene mindre. På Leka ville de gjøre dem større. Hestmannøy fikk være i fred, som et kontrollpunkt for å være sikre på at ikke andre faktorer spilte inn.

På Vega ønsket forskerne å gjøre fuglene mindre. På Leka ville de gjøre dem større. Hestmannøy fikk være i fred, som et kontrollpunkt.

– Vinterstid, før hekkesesongen, fanget vi inn alt av spurv på Leka. Vi lånte et fjøs der vi sperret inne alle spurvene, sier Kvalnes.

Noen slapp riktig nok unna, men rundt 90 prosent av spurvene fikk de tak i.

Deretter målte forskerne tarsen på fuglene. Dette er den lengste delen av foten på spurvene, mellom tærne og leggen. Lengden på tarsen gjenspeiler størrelsen på fuglene selv. Så kom forskerne frem til en gjennomsnittslengde.

Samtidig ble det foretatt blodprøver, sånn at forskerne kunne finne fuglenes genetiske slektskap. Fuglene ble merket.

Tilsvarende ble gjort på Vega og Hestmannøy. Omtrent 100 til 300 fugler ble samlet inn på hvert sted.

Saken fortsetter under bildet.

Forskerne ville først tukle med evolusjonen for å se om de kunne endre størrelsen på gråspurvene. Foto: Henrik Jensen, NTNU VIS MER

Bortvist fra hjemmet

De største fuglene ble beholdt på Leka, mens de minste ble beholdt på Vega. Disse ble sluppet ut igjen på øyene sine. På Hestmannøy fikk alle bli, straks dataene var samlet inn.

Resten av fuglene fra Leka og Vega ble fraktet langt unna til fastlandet, til Namsos og Overhalla, såpass langt at de ikke kunne komme seg tilbake til øyene og pare seg med de gjenværende fuglene der. Fra 55 til 65 prosent av fuglene ble bortvist.

De største fuglene på Leka endte slik opp med å pare seg med hverandre. De minste fuglene på Vega likeså.

Denne prosessen ble gjentatt alle årene fra 2002 til 2005.

Saken fortsetter under bildet.

Forsker Ingerid Julie Hagen (tidligere ved NTNU, nå ved NINA) slipper ut fugl på Leka som er valgt ut for å bli i bestanden. Foto: Henrik Jensen, NTNU VIS MER

Størrelsen endret seg

Det gikk som forskerne tenkte. Med årene ble den nyeste generasjonen av fugler i gjennomsnitt større enn den forrige. På Vega ble den mindre. På Hestmannøy holdt størrelsen seg stabil.

– Dette gjenspeilet seg i den genetiske avlsverdien til fuglene, forklarer postdoktor Kvalnes.

Ved hjelp av blodprøvene kunne forskerne se hvilke fugler som var i slekt med hvilke andre. De kunne se hvem som paret seg med hvem og hvilke individer som var flinkest til å bringe genene sine videre.

Forskerne kunne også se at gråspurv kom inn fra andre steder og paret seg med fuglene på øyene, men dette kunne de justere for.

Mange gener spiller inn for kroppsstørrelse. Hvor mange vet vi ikke, men vi vet at gensammensetningen betyr noe for den såkalte fenotypen til fuglene. Det vil si hvilke egenskaper som kommer til uttrykk.

Endringene i gjennomsnittlig størrelse kunne ikke forklares med naturlige variasjoner. Foto: Thomas Kvalnes, NTNU VIS MER

Forskerne hadde gått inn og kunstig endret den genetiske sammensetningen av bestandene, og dermed endret størrelsen.

– Endringene var mye større enn tilfeldigheter kan forklare, sier Kvalnes.

At fuglene på nærliggende Hestmannøy ikke endret seg, tyder på at endringene heller ikke kan forklares med andre forhold, som temperaturvariasjoner eller endret tilgang på mat.

• Les også: Sånn overlever småfuglene vinteren

Frislipp

Men dette har jo bønder og hundeoppdrettere visst i mange hundre år. De har valgt ut dyra sine etter ytre egenskaper og fått kyr som gir mer melk og hunder med ubrukelige neser og dårlige hofter. Dette regnet vel alle med ville skje.

Den neste delen av forsøket er derfor kanskje den viktigste. For hva ville skje den dagen forskerne sluttet å tukle med det naturlige utvalget?

Mellom 2006 og 2012 fortsatte målingene, men nå fikk spurvene pare seg som de ville.

Tilbake til det opprinnelige

Det gikk som forskerne forutså.

Gjennomsnittsstørrelsen på Leka bevegde ned mot den opprinnelige. Størrelsen på Vega gikk opp.

I løpet av kort tid og få generasjoner ble alt som det var før forskerne gikk inn og kunstig valgte ut de som fikk pare seg. Dette gjenspeilet seg i avlsverdien.

I løpet av kort tid og få generasjoner ble alt som det var før forskerne gikk inn og kunstig valgte ut de som fikk pare seg.

Forsøket er såpass oppsiktsvekkende at en artikkel nå er publisert i velrenommerte Evolution.

Det er hyggelig for forskerne. Men hva kan dette fortelle resten av oss?

Ja, hva sier det egentlig?

Det kan blant annet fortelle oss at gråspurver faktisk har en ideell størrelse tilpasset forholdene de lever under. Hvorfor de er akkurat så store, vet vi ikke, men det kan være flere ting som spiller inn.

Gråspurven er nøyaktig så stor som den skal være. Tenkte vi det ikke. Foto: Thomas Kvalnes, NTNU VIS MER

– Om de blir store nok, er det kanskje lettere å holde på varmen om vinteren, sier postdoktor Kvalnes.

Store individer holder lettere på varmen enn små. Dette skyldes at kroppsoverflaten er mindre i forhold til volumet, så mindre varme slipper ut. Kanskje er det akkurat dette som skal til for at du overlever vinteren?

Men samtidig er det kanskje ingen fordel å bli for stor heller. Kanskje blir du da lettere tatt av rovfugl? Dette er nå mest spekulasjoner. Vi vet ikke.

Det vi vet er at fuglebestandene endret seg svært raskt. Dette kan fortelle oss noe om hvor tilpasningsdyktige gråspurvene er.

• Les også: Granmeisa og livet i skyggenes dal

Evolusjonsteorien virker

Klimaendringer, endret tilgang på mat og andre forhold kan endre det såkalte seleksjonstrykket. Da endrer vi på grunnforutsetningene og dermed hvilke individer som har en fordel når det kommer til å få pare seg og bringe genene sine til neste generasjon.

Gråspurvene er svært tilpasningsdyktige. Antakelig gjelder det mange andre arter også. Kanskje er det betryggende på en planet som er i endring.

Men det overordnete er dette: Forskerne testet evolusjonsteorien, forutså resultatene og det gikk som ventet.

Gråspurvene forteller oss dermed til sist at evolusjonsteorien faktisk virker utenfor laboratoriene også.

Ikke verst for et forsøk som skulle gi svar på et tilsynelatende merkelig spørsmål.

Kilde: Reversal of response to artificial selection on body size in a wild passerine. Authors: Thomas Kvalnes, Thor Harald Ringsby, Henrik Jensen, Ingerid Julie Hagen, Bernt Rønning, Henrik Pärn, Håkon Holand, Steinar Engen, Bernt-Erik Sæther. First published: 20 June 2017. DOI: 10.1111/evo.13277 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/evo.13277/full