Hvordan går det med fisk som må tilpasse seg varmere klima?
Når fisk må tilvenne seg høyere vanntemperaturer, kan det gå ut over svømmeferdigheter og yngling. Men sebrafisken i laboratoriet overrasket forskerne.
Kortversjonen
- Sebrafisk som ble avlet for å tåle varmere vann, hadde ingen negative bivirkninger. De svømte, reproduserte og fungerte som normalt.
- Overraskende nok tålte de også kaldere vann bedre, i strid med forventningene.
- Resultatene er gode nyheter for sebrafisk i laboratorier, men vill fisk kan fortsatt slite med å tilpasse seg raskt nok til klimaendringene.
Sammendraget er laget ved hjelp av kunstig intelligens, men sjekket av redaksjonen.
Om de ikke kan svømme til områder med kaldere vann, må fisk utvikle seg til å tåle høyere vanntemperaturer. Kan en slik tilpasning til varmere vann føre med seg andre, uønskede konsekvenser?
I en ny publikasjon i Nature Climate Change har forskere studert sebrafisk. De avlet dem over sju generasjoner – for å tåle høyere maksimale vanntemperaturer.
– I forskningsverdenen er et eksperiment av denne størrelsen og skalaen unikt, sier Fredrik Jutfelt. Han er seniorforfatter av artikkelen og leder for Jutfelt Fish Ecophysiology Lab ved NTNU. Jutfelt har også en stilling ved Göteborgs universitet.
– Svært få forskergrupper har hatt mulighet til å teste hvordan fisk kan utvikle seg under klimaendringer, fordi det krever tusenvis av fisk og mange år med eksperimenter, forteller han.
– Det gjør dette arbeidet veldig viktig, fordi vi nå kan begynne å forstå hvordan evolusjon kan hjelpe fisk med å tilpasse seg varmere vann.
Studien ble designet for å se om høyere varmetoleranse ville påvirke andre sider ved fiskens stoffskifte og evne til å overleve.
Overrasket forskerne
Til forskernes store overraskelse fant de at fiskene som var avlet for å takle varmere temperaturer, også tålte kaldere temperaturer bedre.
– Det vi vanligvis forventer når vi sammenligner arter i naturen som er varmetilpasset, er at de har lavere toleranse for kulde. Men vi så isteden høyere kuldetoleranse. Dette overrasket oss, sier Anna Andreassen. Hun er førsteforfatter av den nye artikkelen.
Andreassen var stipendiat ved NTNU i Jutfelt-gruppen da hun utførte forskningsarbeidet. Hun er nå postdoktor ved Danmarks Tekniske Universitet.
Det som overrasket forskerne enda mer, var at økt varmetoleranse ikke påvirket andre aspekter ved fiskens stoffskifte, som evnen til å reprodusere seg eller til å svømme.
En vill bestand fra India
Andreassen og kollegene designet eksperimentet slik at de kunne sammenligne tre grupper fra en vill bestand av sebrafisk. De ble samlet inn i India og brakt til NTNU i 2016.
- En gruppe fra denne bestanden ble spesifikt selektert for å tåle høye temperaturer
- En kontrollgruppe sebrafisk fikk reprodusere seg uten noen seleksjon for varmetoleranse
- Den tredje gruppen fra samme bestand ble selektert for å være dårligere til å tåle varme
Først observerte forskerne endringer i varmetoleranse. Deretter sammenlignet de andre egenskaper mellom de tre gruppene for å se om tilpasning til varmere temperaturer ga en fysiologisk eller reproduktiv fordel eller ulempe – sammenlignet med «naturlige» fisk fra samme opprinnelige gruppe.
Oksygen er nøkkelen
Én test gikk ut på å se hvor effektivt de to centimeter lange fiskene brukte oksygen. Akkurat som hos mennesker øker fiskens stoffskifte ved høyere temperaturer, slik at individene trenger mer oksygen når det blir varmere.
Forskerne reiste i 2016 til India for å samle inn ville sebrafisk. Disse dyrene dannet grunnlaget for en unik studie på hvordan det å selektere fisk for varmetoleranse over sju generasjoner ville påvirke deres evolusjon. Foto: Fredrik Jutfelt/NTNU
En mulig forklaring på hvorfor varme-tolerante fisk klarer seg bedre i varmt vann, kan være at kroppen deres bruker oksygen mer effektivt enn kontrollgruppen eller de med lav varmetoleranse.
– Så en mulighet er at den varmetolerante fisken selv har en evne til å ta opp mer oksygen enn de andre, sier Andreassen.
Test i svømmetunnel
Derfor satte forskerne fiskene i en slags tredemølle for fisk – en svømmetunnel – hvor de kunne justere vannhastigheten og samtidig måle oksygenforbruket.
– Vi kunne måle hvor mye oksygen de tok opp fra vannet mens de svømte med maksimal kapasitet, sier Andreassen.
Det er ikke lett å se forskjell på sebrafisk. Derfor ble de i laboratorieeksperimentet merket så forskerne skulle holde styr på hvilke fisk som var hvilke. Foto: Per Harald Olsen/NTNU
Men til deres store overraskelse fant de i praksis ingen forskjell i oksygenopptak mellom gruppene.
Kort sagt:
– Vi ser ikke at oksygen faktisk hjelper fisk med å tåle oppvarming i dette tilfellet, sier Andreassen.
– Og det er stort i vårt felt, sier hun. – En hypotese er at global oppvarming i seg selv kanskje ikke begrenser dyrene, men at oksygentilgangen blir begrenset ved høye temperaturer. Men det så vi altså ikke.
Svømming og å få unger
Historien var mer eller mindre den samme når det gjaldt andre mål på hva som gir fiskene et vellykket liv.
Forskerne trodde det kanskje kunne være en slags pris å betale for å tåle høyere vanntemperaturer. Derfor ble de mest anerkjente indikatorene på om en fisk er godt tilpasset miljøet sitt, sjekket.
– Når vi ser på hvor godt de reproduserer seg, og hvor godt de vokser og presterer, så fant vi egentlig ingen negative konsekvenser hos fiskene som hadde utviklet seg til å tåle varmere temperaturer, sier Andreassen.
– Det betyr ikke at det ikke finnes noen ulemper, sier hun, men vi fant det ikke i våre undersøkelser på fysisk form og tilpasning.
Bedre i en varmere verden?
Global oppvarming betyr høyere gjennomsnittstemperaturer, men det kan bli ekstreme hetebølger. Forskere over hele verden prøver å forstå om planter og dyr vil tåle dette stresset – og i så fall hvordan.
Det tok tre år for forskerne i Jutfelt-gruppen å avle frem sebrafisk som tålte høyere temperaturer. Kan ville bestander utvikle seg så raskt på egen hånd?
Rachael Morgan, som også tok doktorgraden på de samme fiskene fra Jutfelt-laben, er i tvil om sebrafisk i det fri vil klare seg dersom vanntemperaturen øker.
Dette er delvis fordi sebrafisk og annen tropisk fisk allerede lever på grensen av sine termiske grenser, og fordi globale temperaturene antagelig vil øke raskere enn fisken selv kan klare å endre seg, skriver hun i artikkelen.
Jutfelt sier det er viktig ikke å overse de større problemene som oppstår på grunn av oppvarmingen av planeten.
– Selv om sebrafisken ikke viste noen negative effekter av å utvikle toleranse for høyere vanntemperaturer i vår forskning, vil klimaendringer likevel fortsette å utgjøre uforutsigbare og farlige utfordringer for alt liv på jorda, sier han.
Her er en video fra innhenting av sebrafisk i India:
Referanse
Anna H. Andreassen, Jeff C. Clements, Rachael Morgan, Davide Spatafora, Moa Metz, Eirik R. Åsheim, Christophe Pélabon & Fredrik Jutfelt. (2025). Evolution of warming tolerance alters physiology and life history traits in zebrafish. Nature Climate Change https://doi.org/10.1038/s41558-025-02332-y
