Lev lenge eller få mange barn fort
Flere fiskearter kan endre kjønn etter behov. Dyrs og planters evne til å endre seg kan av og til gi tilsynelatende ekstreme utslag.
Planter og dyr kan tilpasse seg endringer i omgivelsene ved å endre hvilke gener som uttrykkes. Men hvorfor og hvordan?
Blåstål er en fiskeart som lever i grupper med én hann og flere hunner. Hvis hannen dør, utvikler én av hunnene seg til en ny hann. Dette kan så klart ha åpenbare fordeler under visse forhold.
Rødnebb kan skifte kjønn til blåstål én gang. Men ikke tilbake igjen. Foto: Colourbox
– Vanligvis har vi tenkt at evnen til å endre seg blir større jo flere forandringer som skjer i gjennom livet til et gjennomsnittsindivid. Men nå viser vi at det samme kan gjelde motsatt vei også. Jo større evne et individ har til å endre seg, dess lengre vil individet leve, sier Irja Ida Ratikainen, førsteamanuensis ved Institutt for biologi ved NTNU.
Dyr og planter som er flinke til å tilpasse seg omgivelsene, kan altså i gjennomsnitt leve lengre, om livslengde i seg selv er en fordel. De er flinkere til å takle endringer. Men det er ikke alltid best å leve lenge.
En ny artikkel i Nature Communications viser hva som betyr noe for levende veseners evne til å tilpasse seg skiftende omgivelser gjennom å endre hvilke gener som dominerer. De har sett spesielt på levende vesener som ikke bare endrer seg én gang, men som veksler frem og tilbake.
Ratikainen har skrevet artikkelen sammen med Hanna Kokko fra Universität Zürich (UZH).
- Les også: Er mammuten virkelig utdødd
Endrer seg frem og tilbake
Levende vesener bærer på gener som gir seg utslag i bestemte egenskaper. Mulighetene for å endre seg ligger dermed også i genene. Dyr og planter bærer nemlig allerede på de nødvendige genene, men kan slå dem av og på om omgivelsene forandrer seg.
Ulike kombinasjoner av genvarianter kan gi ulike muligheter. Dette kalles ulike genotyper. Én genotype kan kode for flere ulike varianter av en egenskap, men ikke alle disse egenskapene vises. De «kommer ikke til uttrykk», som fagfolk kaller det.
Det som vises er fenotyper. Evnen til å utvikle nye fenotyper for å tilpasse seg omgivelsene kalles «fenotypisk plastisitet», og fisk som skifter kjønn er et eksempel på det.
Men noen går lengre, og kan veksle flere ganger. Når du skifter frem og tilbake mellom forskjellige fenotyper, kalles det «reversibel fenotypisk plastisitet».
Mange planter tilpasser bladene sine etter solforholdene. Løvetann er blant dem. Foto: Colourbox
– Vi tar hovedsakelig for oss reversibel mot ikke-reversibel plastisitet. Og hvor ofte et individ bør investere i reversibel plastisitet, sier Ratikainen.
- Les også: Åtte myter om hjernen
Frem og tilbake når forhold varierer
Arter kan tilpasse seg omgivelsene ved at noen gener dominerer over andre. Det kan gi ulike utslag.
Mange planter tilpasser bladene sine etter solforholdene. I sol er bladene mindre og tykkere, mens i skygge er bladene større og tynnere.
Små stamfugler som blir igjen hos oss om vinteren må bære energireserver på kroppen. Det gjelder for eksempel meiser og lavskrike. Men hvor mye fett de trenger å bære på avhenger for eksempel av temperatur og hvor stor fare det er for å bli tatt av rovfugler og rovdyr.
– Også fysiologiske trekk er ofte reversibelt plastiske, sier Ratikainen. – Dette kalles ofte akklimatisering. For eksempel kan forbrenningen, den metabolske raten, hos veldig mange dyr endres ettersom temperaturen endrer seg.
- Les også: Den hylende kampen om mammas gunst
Formere seg fort eller leve lenge?
Ratikainen jobber med å forstå hvordan dyr og planter tilpasser seg når omgivelsene forandrer seg.
Hvor mye fett lavskrika trenger å bære på avhenger for eksempel av temperatur og hvor stor fare det er for å bli tatt av rovfugler og rovdyr. Foto: Colourbox
– Dette er viktig for å si hvordan dyr og planter takler forandringer i miljøet, sier Ratikainen.
I en verden full av store og raske endringer er dette høyaktuelt å vite mye om.
I artikkelen i Nature Communications undersøkte ikke Ratikainen og Kokko bestemte arter. Isteden foretok de teoretiske beregninger ved hjelp av modeller.
Det er for øvrig ikke alltid en fordel å leve lenge. Det viktigste er å få spredt genene sine til neste generasjon gjennom å få levedyktig og konkurransedyktig avkom. Strategien avhenger av det såkalte seleksjonstrykket. Hvilken strategi gir mest igjen i form av andel av genene i de kommende generasjonene?
– I tilfeller der det ikke gir noen fordel å endre fenotype over lengre tid, vil omgivelsene heller selektere for høy reproduksjonsrate og kortere liv, konkluderer Ratikainen.
For arter som lever under slike forhold er det altså isteden en fordel for enkeltindividene å formere seg raskt og heller leve kortere.
Kilde: The coevolution of lifespan and reversible plasticity. Irja I. Ratikainen & Hanna Kokko. https://www.nature.com/articles/s41467-019-08502-9
