EU gir millioner for å jobbe med en liten fisk
Den lille stingsilda kan gi svar på et av evolusjonens store spørsmål. Et ERC Grant støtter arbeidet med over 6 millioner.
NTNU-forsker Andrew Foote har fått et ERC Grant på over 6 millioner kroner for å se på stingsilda i et evolusjonært perspektiv. Prosjektet kan gi viktig kunnskap for å forstå hvilken effekt klimaendringer har på helsa til en populasjon.
DNA kan overleve i årtusener etter at selve organismen er død. Analyser av eldgammelt arvemateriale fra ulike tidsepoker gir oss dermed et unikt vindu inn til utviklingen av biologisk mangfold. Det gir oss også mulighet til å teste hypoteser knyttet til den evolusjonære responsen på økologiske endringer.
Det er her stingsilda kommer inn i bildet. Den kan nemlig hjelpe oss å finne svar på et av de store spørsmålene innen evolusjonen: Er det en mutasjonskostnad ved naturlig seleksjon?
Skjønte du ikke spørsmålet helt? Det er du nok ikke alene om! La oss ta en ørliten forklaringsrunde før vi bringer silda tilbake på bordet.
Førsteamanuensis Andrew Foote har fått et personlig ERC Consolidator Grant for å utføre forskningen. Foto: Privat
6,3 millioner fra EU
– De fleste mutasjoner er ikke gunstige, men i naturen blir skadelige mutasjoner renset vekk gjennom naturlig seleksjon. Det er fordi de gir dårligere reproduktiv suksess eller høyere dødelighet.
Det forklarer førsteamanuensis Andrew Foote ved NTNU Vitenskapsmuseet. Han har nå fått 6,3 millioner i støtte gjennom EUs prestigetunge ERC-grant for å undersøke dette nærmere.
– Men når en populasjon er veldig liten – for eksempel når en art koloniserer et nytt habitat for første gang – er evolusjonspresset veldig svakt. Da er det ikke sikkert skadelige mutasjoner blir fjernet gjennom naturlig seleksjon.
Mutasjonskostnad i naturlig seleksjon
I prosjektet sitt ser Foote nærmere på dette. Når en art koloniserer et nytt habitat, kan nemlig naturlig seleksjon gjøre at skadelige mutasjoner får en høyere frekvens. Det på tross av at individer med gunstige egenskaper har større reproduktiv suksess og lavere dødelighet også her.
Vi skal ikke gå for langt inn i detaljene i denne prosessen, siden det innebærer litt tungforklarte begrep som effektiv populasjonsstørrelse og genetisk drift.
Kort oppsummert kan vi si at enkelte individers suksessen gjør at populasjonen mister sin genetiske variasjon raskere. Dette kan gjøre at også skadelige genvarianter som følger med på lasset blir mer framtredende i populasjonen.
– Det betyr at tilpasning til et nytt miljø gjennom naturlig seleksjon kan være ledsaget av en mutasjonskostnad, forteller Andrew Foote.
Mer om ERC-stipend
Det europeiske forskningsrådet (ERC) ble opprettet av EU i 2007, og er den fremste europeiske finansieringsorganisasjonen for fremragende forskning. Hvert år finansierer ERC de aller beste, kreative forskerne for å drive prosjekter basert i Europa.
NTNU hadde 20 søkere til ERC Consolidator Grants denne gangen. Seks av disse kom til finalen. To av dem ble tildelt stipend, ett ved NTNU Vitenskapsmuseet og et ved Institutt for sosiologi og statsvitenskap, mens ytterligere to har fått toppscore på evalueringen og dermed står på venteliste.
ERC-stipendene deles i: Starting, Consolidator, Advanced og Synergy Grants.
ERC har finansiert over 9500 toppforskere og over 50 000 postdoktorer, ph.d.-studenter og andre ansatte som jobber i sine forskerteam.
ERC streber etter å tiltrekke seg toppforskere fra hele verden for å komme til Europa.
ERC ledes av et uavhengig styrende organ, Vitenskapsrådet.
ERC har vært en del av Horisont 2020-programmet og fortsetter som en del av rammeprogrammet Horisont Europa.
– Økologiske og evolusjonære tidsmaskiner
I arbeidet ser Foote mest på trepigget stingsild, som har greid overgangen fra saltvann til ferskvann. Det er ikke tilfeldig at han har valgt akkurat denne arten.
Når disse fiskene går fra saltvann til ferskvann, skjer nemlig de samme evolusjonære endringene. Blant annet mister de beinplatene som dekker kroppen, noe som gjør at de kan vokse raskere og dermed overleve kaldere vintre. Mange studier gjør også at vi vet hvilke mutasjoner som skaper endringene hos fisken.
Foote kombinerer kunnskapen om stingsildas biologi med sedimentprøver tatt av Norges geologiske undersøkelse (NGU). Disse prøvene viser når innsjøer har blitt dannet, etter hvert som landet har hevet seg etter siste istid.
– Vi kan sekvensere arkeologisk DNA fra disse sedimentprøvene. Det gjør oss i stand til å spore tilpasningshastigheten over tid og gjennom den økologiske transformasjonen fra saltvann til ferskvann, forklarer Foote.
– I denne sammenhengen blir sedimentprøvene i praksis en økologisk og evolusjonær tidsmaskin for trepigget stingsild. Helt avgjørende for dette prosjektet, kan vi samtidig også estimere akkumuleringen av skadelige mutasjoner.
Gir kunnskap om effekten av klimaendringer
Foote forklarer at prosjektet gir viktig kunnskap for å forstå hvilken effekt klimaendringer har på helsa til en populasjon, særlig når den har flyttet til nye områder og habitater.
– Skadelige mutasjoner kan forårsake en rekke sykdommer og ha store konsekvenser for en populasjon. Håpet er at denne studien ikke bare vil hjelpe oss å forstå denne effekten, men også bidra med noen løsninger.
