Innavl skader sjansen for å overleve

Biologer har lenge visst at innavl kan være skadelig. Det gjør blant annet arter mer sårbare om det skjer endringer som gjør at de må tilpasse seg.

Dyr som er nært i slekt er nemlig likere hverandre genetisk enn de som ikke er så nært beslektet. Når det er mye innavl er det mindre genvariasjon.

Variasjon i gener er viktig for at arter skal greie å tilpasse seg forandringer. Derfor har vi trodd at innavl er mye verre når det skjer store endringer i miljøet rundt oss.

Men nå vet vi mer om hvor ille innavl egentlig er.

– Innavl er like skadelig uavhengig av miljøet, sier Henrik Jensen, professor ved Institutt for biologi ved NTNU.

Professor Jensen er sisteforfatter av en omfattende studie med gråspurv som modellsystem. En artikkel er nå publisert i velrenommerte Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.

• Les også: Hvorfor er gråspurven mindre enn ei gås?

Alvorlige konsekvenser

Forskerne undersøkte 3100 gråspurver fra åtte øyer på Helgelandskysten i Nordland for å se hvordan innavl påvirket fuglene.

Forskere har studert gråspurver på disse øyene i snart 30 år. De kjenner derfor bestandene godt, og kan følge med på livet til fuglene fra de klekker til de dør. Dette gjør at de vet hvilke fugler som overlever fra ett år til det neste, og hvor mange unger fuglene får hvert år gjennom livet.

Resultatet er tydelig. Innavl gir alvorlige konsekvenser.

Genprøver viste at fugler med stor grad av innavl både levde kortere og formerte seg dårligere enn fugler som ikke var så innavlet. Som forventet hadde også de innavlede fuglene mindre variasjon i de tusenvis av gener som ligger spredt utover på de ulike kromosomene i gråspurvenes genom. De hadde altså mindre variasjon i arvematerialet.

Øyene med rød og blå farge representerer ulike habitattyper. Blå er øyer der spurvene lever på gårdsbruk. Rød er der spurvene lever i hagene til folk. Illustrasjon: NTNU VIS MER

Jo mer innavlet, dess verre

Innavl gjør at gråspurv lever kortere og produserer færre unger uansett hvilken av øyene de befinner seg på og når de blir født.

Det kan se ut til at graden av innavl avgjør hvor skadelig dette er for de individuelle fuglene, ikke miljøet fuglene befinner seg i.

Jo mer innavlet fuglene er, dess kortere lever de og dess dårligere er de til å få fram avkom. Foto: Henrik Jensen, NTNU VIS MER

– Jo mer innavlet fuglene er, dess kortere lever de og dess dårligere er de til å få fram avkom. Hvor alvorlig det er for en gråspurv å være innavlet ser ikke ut til å være avhengig av for eksempel størrelsen på bestanden den lever i, oppsummerer professor Jensen.

Det er en overraskelse at miljøet spiller en underordnet rolle for hvor skadelig innavlen er. Dette går nemlig helt imot det biologer flest har trodd til nå. Gammel lærdom sier at miljøet i stor grad avgjør hvor skadelig innavl er.

• Les også: Derfor har spurv store og små egg

Viktig for å ta vare på arter

Funnene kan få konsekvenser for hvordan vi tar vare på arter, siden vi ser at innavl er skadelig uavhengig av miljøet.

Både fugler og andre dyr blir ofte isolert i mindre grupper, såkalte populasjoner, som i praksis er helt atskilt fra andre dyr av samme art. Ofte blir gruppene isolert fra hverandre på grunn av menneskelig aktivitet.

Ofte blir gruppene isolert fra hverandre på grunn av menneskelig aktivitet.

Dette er for eksempel tilfelle for løver, som tidligere fantes i store, sammenhengende områder som strakte seg over flere verdensdeler, men som nå bare finnes i lommer i Afrika og India. Det gjelder også for skandinaviske fjellrever og ulver.

– Mange truede arter sliter med innavl og innavlsdepresjon, sier professor Jensen.

Men vi vet ennå ikke helt hvor viktig dette er for overlevelsessannsynligheten til slike arter og populasjoner, og dermed heller ikke for bevaring av biologisk mangfold.

Teoretisk kan det ha en stor betydning, men i praksis er det veldig vanskelig å undersøke hvor viktig innavl er relativt til andre genetiske og økologiske prosesser.

Masterstudentene Malene Vågen Dimmen og Marlene Wæge Stubberud ute i felten. Foto: Henrik Jensen, NTNU VIS MER

Små grupper mest utsatt

Fagfolk forventer at små grupper av dyr er mer utsatt for innavl enn store populasjoner. Færre dyr formerer seg med hverandre og disse er oftere nært i slekt. Dermed vil utvalget av varianter på de ulike genene allerede i utgangspunktet bli mindre enn i større grupper.

Det er altså ikke bra om disse gruppene blir for små og ikke får noe tilsig av genetisk variasjon utenfra.

– I vår studie fant vi også at gråspurvene i gjennomsnitt var mer innavlet i små populasjoner enn i store. Ettersom effekten av en viss grad av innavl var den samme i de ulike populasjonene, hadde derfor innavl en større betydning for variasjonen i overlevelse og ungeproduksjon i de små populasjonene enn i de store, sier professor Jensen.

For folk som skal forvalte dyr, er det viktig å ha i mente at små populasjoner som ikke har kontakt med andre populasjoner kan ha vanskelig for å overleve over tid. Disse kan nemlig være mer utsatt for blant annet sykdommer og miljøforandringer.

• Les også: Dette vil kresne damer ha

Banebrytende studier

Artikkelen inngår i et prosjekt som nettopp har fått finansiering av Norges Forskningsråd.

Professor Henrik Jensen. Foto: Henrik Jensen, NTNU VIS MER

– Vi har fått med oss dyktige folk både ved Senter for biodiversitetsdynamikk ved NTNU og eksternt til å fortsette å bruke data fra gråspurvpopulasjonene på Helgelandskysten.

Forskerne skal studere flere faktorer:

• De genetiske årsakene til at innavl har negative effekter på overlevelse og reproduksjon.
• Hvilken betydning spredning mellom populasjonene har for innavl og innavlsdepresjon.
• Hvordan innavl faktisk påvirker evnen til å tilpasse seg endringer i miljøet og vekstraten og sannsynligheten for at populasjonene overlever over tid.

Selv om vi teoretisk vet en del om dette, er det nesten ingen studier av ville populasjoner som har undersøkt disse tingene skikkelig. Det er blant annet fordi det trengs så gode data på individnivå (både genetiske og på overlevelse og reproduksjon) over lang tid og i mange populasjoner.

Men dette er det altså mulig å få til for gråspurv på Helgelandskysten, og mye av kunnskapen vil være overførbar til andre arter andre steder.

Kilde: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. (PNAS).  Consistent scaling of inbreeding depression in space and time in a house sparrow metapopulation. Alina K. Niskanen, Anna M. Billing, Håkon Holand, Ingerid J. Hagen, Yimen G. Araya-Ajoy, Arild Husby, Bernt Rønning, Ane Marlene Myhre, Peter Sjolte Ranke, Thomas Kvalnes, Henrik Pärna, Thor Harald Ringsby, Sigbjørn Lien, Bernt-Erik Sæther, Stefanie Muff, and Henrik Jensen. https://doi.org/10.1073/pnas.1909599117