Erindi: Þekkingaröflun hornsíla og sníkjudýr

Nú í vikulokin verða þrjú meistarverkefni varin við Líf og umhverfisvísindadeild HÍ. Í öllum tilfellum er um að ræða nemendur Guðbjargar Ástu Ólafsdóttur, sem ásamt Bjarna K. Kristjánssyni skrifaði kafla um tilurð tegunda í bókina Arfleifð Darwins.

Guðbjörg hefur rannsakað stofngerð, vistfræði og atferli hornsíla undanfarin ár.Hornsíli eru ein duglegustu kvikindi sem finnast hérlendis. Þau virðast þrífast í smáum tjörnum og stórum, og finnast jafnvel fjarri lækjum og ám. Vistfræðingar virðast ekki vita almennilega hvernig þau dreifa sér í nýjar tjarnir. Tvö verkefni fjalla um hornsíli, 1) þekkingaröflun þeirra og tengsl við búsvæði og aðskilnað stofna og 2) breytileika í ónæmiskerfi og sníkjudýrum í hornsílum. Þriðja verkefnið fjallar um atferli þorskseiða.

Alexandros Andreou kynnir verkefnið sitt "Þekkingaröflun hornsíla í eiginlegu og
félagslegu rými: Ólík búsvæði og stofnaaðskilnaður" föstudaginn 22. október í stofu N-131 í Öskju Kl 13:20

Hornsíli (Gasterosteus aculeatus) hafa síðustu áratugi verið módel tegund fyrir rannsóknir á líffræðilegum fjölbreytileika, afbrigða og tegundamyndun. Á síðustu 15.000 árum hafa fundist fjöldamörg afbrigði og tegundir hornsíla. Á Íslandi hafa ólík afbrigði m.a. fundist í vötnum þar sem nýlegar jarðhræringar hafa myndað hraunbotn í hluta vatnsins. Í þessari rannsókn voru könnuð áhrif búsvæða af mis flókinni uppbyggingu (hraun, leðja)á hæfileika hornsíla til að nýta  þekkingaröflun á nærumhverfi (spatial learning) og upplýsingar fluttar í félagslegu rými (socially transmitted information) til fæðunáms. Niðurstöðurnar sýna að  hornsíli af hraunssvæðum hafa aukna hæfni til þekkingaröflunar á nærumhverfi. Hornsíli af leðjubotni sýna meiri félagshegðun og eru líklegri til að nýta félagslegar upplýsingar til að nálgast fæðu. Þó virðist sem félagshegðun og nýting félagslega upplýsinga sé ekki beintengd heldur geti þróast sjálfstætt innan stofna.

Myrsini Eirini Natsopoulou fjallar um verkefni sitt "Sníkjudýr og samhliða aðskilnaður í
arfgerðum MHC hjá hornsílum: Ólík búsvæði og stofnaaðskilnaður" stuttu síðar - Kl 14:30 í stofu N-131 í Öskju.

...Í þessari rannsókn er sjónum beint að því hvernig ólík sníkjudýrasamfélög í mismunandi búsvæðum geta stuðlað að vali fyrir breytileika og aðskilnaði á milli hornsílastofna.  Niðurstöðurnar sýna að samhliða breytileiki í sníkjudýrasamfélögum, sníkjudýrasýkingum og arfgerðabreytingum á MHC finnst á milli hraun og leðjubotngerðum. Leiddar eru líkur að því að sníkjudýr hafi orsakað skarpt náttúrulegt val sem stuðlaði að aðskilnaði og afbrigðamyndun.

Fyrr í dag kynnti Panagiotis Theodorou verkefni sitt "Áhrif hitastigs og eldisumhverfis á atferli þorskseiða (Gadus morhua)".

Þorskurinn (Gadus morhua) er mikilvægasti fiskveiðistofn Íslendinga. Þorskseiði eyða sínum fyrsta vetri í grunnsævi við strendur og í fjörðum landsins. Erlendar rannsóknir sýna að á þessu fyrsta ári verða allt að 98% afföll og að afföll á þessu æviskeiði eru sterkt tengd nýliðun í þorskstofninn. Í þessari rannsókn var sjónum beint að tveimur umhverfisþáttum sem taldar eru geta raskað þorskseiðum á uppeldisstöðvum. 1) samkeppni við þorskseiði af eldisuppruna og 2) breytingar á sjávarhita. Niðurstöðurnar sýna að þorskseiði af eldisuppruna hafa skerta hæfni til að bregðast við umhverfisbreytingum m.a. návist afræninga. Það eru því líkur á því að eldisseiði verði undir í samkeppni við villt seiði í náttúrunni. Tilraun með fæðu og félagsatferli þorskseiða við neðri og efri þæginda hitastig sýna að við efri mörkin hafa seiði minna svigrúm til að bregðast við umhverfisbreytingum og aðlaga fæðunám. Miðað við núverandi sjávarhita og áætlaða hækkun hans eru leiddar líkur að því að þorskseiði við strendur Íslands séu þegar nálægt sínum þolmörkum hvað varðar hita.

Ég er af náttúrulegum ástæðum áhugasamur um hornsílarannsóknir Guðbjargar, m.a. vegna þess sem við erum að finna í bleikjunni úr Þingvallavatni. En rannsóknin á þorskseiðunum er einnig mjög forvitnileg. Það væri óskandi að við hefðum tök á því að rannsaka betur líffræði þorsksins og vistkerfisins sem hann tilheyrir. Það er jákvætt að heyra að auka eigi samstarf milli Hafrannsóknarstofnunar og HÍ, en mér þætti gaman að sjá hvernig það verður útfært.

Sopi með Cyp

CYP gen skipta tugum í erfðamengi okkar. Cyp er skammstöfum fyrir Cytochrome P450 og um er að ræða ensím með mjög breiða og fjölbreytta virkni. Þau taka þátt í niðurbroti og nýmyndun á fitum, vítamínum, kólesteróli og afleiðum þess (t.d. sterum). CYP2 taka þátt í efnaskiptum á sterum og etanól efnaskiptum.

Eitt aðal vandamál mannerfðafræðinnar á síðustu öld var það að rannsóknirnar voru litlar, þ.e. of fáir sjúklingar voru skoðaðir í hverju tilfelli*. T.d. erfðaþáttur sem einn hópur fann í 300 Edinborgarbúum fannst ekki í sýni af 300 Glasgowbúum. Nútildags er krafan um endurtekningar mjög sterk, þú birtir ekki niðurstöður um ný tengsl nema þú hafir staðfest þau (í öðru sýni eða hóp frá öðru landi). Eða, þú verður að birta niðurstöðurnar í minna virtu tímariti - helst með tilheyrandi varnöglum. 

Rannsókn Kirk Wilhelmsen birtist í Alcoholism: Clinical and Experimental Research, sem er ekki flottasta tímarit í mannerfðafræði. Eftir að hafa lesið greinina (hún er öllum aðgengileg - en reyndar ekki mjög læsileg) skilst mér að þeir hafi skoðað nokkur hundruð systkynapör, en ekki endurtekið rannsóknina í öðru þýði. Höfundarnir gerðu fyrst tengslagreiningu (Linkage analysis) og síðan skoðuðu þeir nokkur breytileg set (Single nucleotide polymorphisms: SNPs) innan CYP2E1 gensins. Genið tekur þátt í etanól efnaskiptum og því liggur beint við að skoða það. Engu að síður eru niðurstöðurnar ósannfærandi - sterkustu tölfræðilegu tengslin er frekar veik - og áhrifin hverfa ef þeir taka mið af fjölda eintaka af geninu (sérkennileg mótsögn sem þeir ræða ekki nægilega).

Það má vel vera að þetta breytileiki í CYP2E1 geninu hafi áhrif á góðgleði, hversu fljótt fólk finnur á sér eða líkurnar á því að maður verði alkahólisti, en því miður virðast mér niðurstöðurnar ekki nægilega sannfærandi.

Það virðist sem kynningarátakið hafi verið niðurstöðunum yfirsterkari. Það er spurning hvort einhver erfðaþáttur hafi áhrif á það hversu ginkeypt við erum fyrir góðri sögu?

Ítarefni:

Webb o.fl. The Investigation into CYP2E1 in Relation to the Level of Response to Alcohol Through a Combination of Linkage and Association Analysis 2011 Alcoholism: Clinical and Experimental Research DOI: 10.1111/j.1530-0277.2010.01317.x

 

*Annað vandamál er að gen sem eykur líkurnar á sjúkdómi í einni fjölskyldu er ekki breytilegt í þeirri næstu. Sjúkdómurinn getur verið ættgengur í þeirri fjölskyldu vegna áhrifa annars gens. Erfðafræðingarnir geta ekki vitað þetta þegar þeir velja fjölskyldur til að kortleggja sjúkdóminn, og þannig geta raunveruleg tengsl verið ósýnileg þegar margir mismunandi erfðaþættir liggja að baki.

Uppgötvuðu gen sem flýtir fyrir vímu