Stuðningur við menntun eykur velsæld

Til hvers í ósköpunum eru vísindi og fræði. Sarah Palin fyrrum fylkisstjóri Alaska og varaforsetaefni var alveg með það á hreinu að vísindamenn væru iðjuleysingjar sem sóuðu fé skattborgara í fáranleg gæluverkefni, eins og að rækta ávaxtaflugur. Sarah og margir aðrir misskilja alvarlega hlutverk vísinda, fræða og háskóla. Vísindin leita að sannleikanum um veröldina, manninn og samfélögin. Þekking frelsar hugann, þekking er kraftur, þekking opnar dyr.

Háskólar eru staður þar sem nemendur koma og læra um veröldina, afla sér þekkingar. En þeir læra líka hvernig þekkingin verður til, aðferðir til að afla hennar og hvernig við tökumst á við óvissu og opnar spurningar. Sumir segja að því meira sem maður lærir, því betur skilur maður hvað maður veit lítið. Því fylgir auðmýkt og varkárni, sem eru góð leiðarljós fyrir líf og starf. Kokhreysti og tillitsleysi eru fylgifiskar vanþekkingar, og áskrift á yfirgang og valdníðslu.

Rektor Háskóla Íslands flutti fína ræðu fyrir útskriftarnema síðasta laugardag. Þar fjallaði hann ítarlega um hlutverk háskóla og mikilvægi menntunar.

Hann gerði að umtalsefni nýlega skýrslu Evrópusambandsins sem sýnir hvernig stuðningur við haskóla og grunnrannsóknir (óháð fræðigreinum) eykur velsæld og hagvöxt. Þau skilaboð þurfa að heyrast á alþingi, sem í nýsamþykktri 5 ára áætlun um ríkisfjármál hefur ákveðið að svelta menntakerfi þjóðarinnar. Hér fylgja nokkrar málsgreinar úr ræðu rektors, sem finna má á vef HÍ - hver króna í menntun verður að fimm.

Sagan sýnir ótvírætt að háskólar eru mikilvægasta uppspretta nýrra hugmynda og óþrjótandi aflvakar framfara. Þeir hafa frá alda öðli verið miðstöðvar frjálsrar hugsunar og þekkingarleitar.

Vissulega eru háskólar í harðri alþjóðlegri samkeppni um nemendur og starfsfólk, en þeir keppa ekki á markaði á sama hátt og atvinnufyrirtæki og þeir lúta ekki skammtíma arðsemiskröfu eigenda sinna. Eigandi Háskóla Íslands er íslenskur almenningur, við öll, og hann deilir afrakstri starfs síns með þjóðinni og í raun öllum heiminum...

Áhrif rannsókna og háskólastarfs í samfélaginu takmarkast síður en svo við tæknigreinar. Þvert á móti hefur nýsköpun í öllum greinum bein og óbein áhrif á auðlegð, framfarir og lífsgæði. Rannsóknir í hug- og félagsvísindum eru grundvöllur skynsamlegar ákvarðanatöku á fjölmörgum sviðum í lífi okkar og almenn menntun eykur starfshæfni, þroskar okkur sem manneskjur og dýpkar skilning okkar á umhverfinu.  

Nýlega kom út á vegum Evrópusambandsins merk skýrsla um efnahagsleg og samfélagsleg áhrif vísinda og nýsköpunar. Þar kemur ótvírætt fram að beint orsakasamband er á milli útgjalda til rannsókna, nýsköpunar og menntunar annars vegar og framleiðniaukningar og hagvaxtar hins vegar. Áhrifin eru víðtækust í þeim ríkjum sem fjárfesta mest í háskólastarfi, svo sem í Bretlandi og Finnlandi, en áhrifanna gætir mun minna í ríkjum á borð við Ungverjaland, Grikkland og Slóveníu sem verja hlutfallslega álíka miklu fé til háskóla og Íslendingar. Þetta verða íslensk stjórnvöld og við öll að ígrunda. Það er grafalvarlegt mál ef fjárhagsleg staða íslenskra háskóla torveldar þeim að sinna síaukinni eftirspurn atvinnulífsins eftir háskólamenntuðu og sérhæfðu vinnuafli.

Í áðurnefndri skýrslu er sýnt fram á að 10% aukning útgjalda til rannsókna og nýsköpunar skilar vexti þjóðartekna sem nemur fimmfaldri þeirri aukningu. Fjárfesting í rannsóknum og menntun skilar sér þannig margfalt til baka í auknum hagvexti og lífsgæðum. 

Atvinnulíf framtíðarinnar mun einkennast af hátæknistörfum, síaukinni menningarsköpun og það verður sérstök áskorun að tryggja stöðu íslenskrar tungu og menningar á tímum alþjóðavæðingar. Háskóli Íslands er skóli atvinnulífs framtíðarinnar. Sökum stærðar sinnar og alþjóðlegs samstarfsnets hefur Háskólinn allar faglegar forsendur til að veita ungu fólki samkeppnishæfa háskólamenntun fyrir eftirsótt og krefjandi störf. En til að Háskóli Íslands geti rækt þetta mikilvæga hlutverk sitt þarf að tryggja að hann njóti sambærilegrar fjármögnunar og háskólar í nágrannaríkjunum. Fjárfesting í menntun er fjárfesting í framtíðinni.  Samkeppnishæfni Íslands, lífskjör og farsæld samfélagsins til framtíðar er í húfi. 

Reykjavík iðandi af lífi

Í sumar ætla Reykjavíkurborg og Háskóli Íslands að taka höndum saman og stofna til sérstaks fræðsluverkefnis um lífríki borgarinnar sem heitir Bioblitz í Reykjavík. Bioblitz er alþjóðlega þekkt hugtak sem felur í sér þátttöku og samstarf almennings og sérfræðinga með það að markmiði að finna, greina og skrá tegundir dýra, plantna og annarra lífvera á tilteknum svæðum. Þannig safnast gagnlegar og áhugaverðar upplýsingar um útbreiðslu og fjölbreytni líffræðilegrar fjölbreytni en einnig gefst tækifæri fyrir almenning að uppgötva og læra að þekkja lífríkið í sínu nánasta umhverfi. 

 

Allir geta tekið þátt ! Takmarkið hverju sinni er að reyna að skrá sem flestar tegundir.

 

Hvernig tek ég þátt?

Opnuð hefur verið sérstök vefsíða á slóðinni www.reykjavikbioblitz.is  þar sem þátttakendur geta skráð þær tegundir sem á vegi þeirra verða, skráð staðsetningu og sett inn og skoðað ljósmyndir. Tegundirnar eru flokkaðar í helstu lífveruhópa, svo sem plöntur, fugla, spendýr, skordýr o.s.f.v. Vefsíðan er upplögð fyrir áhugasama náttúru- og lífríkisunnendur og er tilvalin fyrir skólahópa til að vinna verkefni um lífverur í nærumhverfinu. Vefsíðan er notendavæn fyrir snjallsíma þ.a. hægt er að setja inn nýjar skráningar á vettvangi.

 

Í sumar verður einnig boðið upp á sérstaka fræðsluviðburði í Elliðaárdal en Elliðaárdalur er eitt stærsta náttúru- og útivistarsvæðið innan þéttbýlis í Reykjavík og þar er mikil fjölbreytni lífvera. Sérfræðingar munu leiða viðburðina, veita fróðleik og aðstoða þátttakendur við að finna og greina tegundir og skrá þær. Viðburðirnir verða þrír og mun hver viðburður einblína á tiltekinn lífveruhóp – fyrst plöntur, þá fugla og loks skordýr og önnur smádýr.

 

Fyrsti viðburðurinn verður laugardaginn 24. júní kl 11. Hist verður við Rafstöðina í Elliðaárdal nálægt nýju hjóla- og göngubrúnni yfir Elliðaárnar. Plöntur svæðisins verða skoðaðar og greindar en mikil tegundafjölbreytni er á þessu svæði og margs konar gróðurlendi að finna.

 

Annar viðburðurinn verður laugardaginn 8. júlí kl 11. Þá verður farið í fuglaskoðun. Hist verður við Árbæjarkirkju og fylgst með fuglalífinu í ofanverðum Elliðaárdal.

 

Þriðji viðburðurinn verður sunnudaginn 23. júlí kl 11. Þá er komið að skordýrum, áttfætlum og öðrum smádýrum. Hist verður bak við Rafstöðina í Elliðaárdal og farið á pödduveiðar.

 

Nánari upplýsingar má finna á heimasíðu Bioblitz Reykjavík (www.reykjavikbioblitz.is  og á Facebook-síðu verkefnisins. 

 

Verkefnastjórar Bioblitz í Reykjavík eru Snorri Sigurðsson, líffræðingur hjá Reykjavíkurborg sem stýrir m.a. fræðslusíðunni Reykjavík iðandi af lífi, Bryndis Marteinsdóttir, plöntuvistfræðingur hjá Háskóla Íslands/Landgræðslu Ríkisins og Freydís Vigfúsdóttir, fuglafræðingur hjá Háskóla Íslands.

Hafa þúsundir gena áhrif á hvern sjúkdóm?

Er hægt að skilja líffræði sjúkdóma með því að finna gen sem tengjast þeim? Já var svar mannerfðafræðinnar síðustu 50 ár. Nei, erfðafræðileg tengsl eru ekki nóg, við þurfum að kafa í frumuna segir ný rannsókn.

Flestir sjúkdómar eru arfgengir, en að mismiklu leyti.

Margir sjúkdómar eru arfgengir að einhverju leyti. Flestir sjúkdómar eru með arfgengi undir 50%, sem þýðir að minna en 50% af breytileika í tíðni sjúkdómsins má útskýra með breytileika í genum. Þá hafa umhverfisþættir meiri áhrif á líkurnar á því að fá sjúkdóm, eða jafnvel tilviljun.

Gen geta haft ólík áhrif á sjúkdóma, sum hafa sterk áhrif en langflest lítil áhrif. Gen með sterk áhrif eins og þau sem ákvarða brúnan eða bláan augnlit, eru minnihluta í erfðamenginu. Flest gen hafa væg áhrif, eins og t.d. gen sem auka hæð um 0.1 mm að meðaltali eða áhættuna á brjóstakrabbameini um 0.2%.

Hversu mörg gen hafa áhrif á hvern sjúkdóm?

Með hliðsjón af þessu er hægt að spyrja, hversu mörg gen auka líkurnar á tilteknum sjúkdómi?

Á síðustu 10-12 árum hafa nýjar aðferðir* í mannerfðafræði gert okkur kleift að finna gen og jafnvel stökkbreytingar í þeim sem auka líkurnar á sjúkdómum. Aðferðirnar byggja á því að skima hundruði þúsunda eða jafnvel milljónir breytilegra staða í erfðamenginu. Breytleikarnir eru skoðaðir í þúsundum sjúklinga og heilbrigðu fólki í viðmiðunarhópum, og síðan spurt hvaða breytileiki tengist sjúkdómsástandinu. Þannig fundust tugir eða jafnvel hundruðir stökkbreytinga sem hafa áhrif á ólíka sjúkdóma og eiginleika mannsins.** Líkurnar á því að gen finnast, velta m.a. á því hversu marga sjúklinga er hægt að skoða. Ef hægt er að skoða 10.000 sykursýkissjúklinga og jafnmarga heilbrigða finnast e.t.v. 20 gen, en ef 50.000 eru í hvorum hópi finnast e.t.v. um 150 gen. Ástæðan er sú að með stærra sýni er hægt að kortleggja gen með vægari áhrif (Í 20.000 manna rannsókn er kannski hægt að finna gen sem líkur á sjúkdómi um 0.2% en ekki 1%). Stærstu rannsóknirnar nútildags eru með meira en 100.000 einstaklinga, t.d. í kortlagningu á erfðaþáttum sem tengjast hæð. Fundist hafa 697 aðskilin svæði sem hafa áhrif á hæð. Þar sem kortlagningin finnur bara genin með sterkustu áhrifin má áætla að fleiri þúsund, jafnvel tugþúsundir annara stökkbreytinga hafi áhrif á breytileika í hæð mannfólks.

Þá er komið að vandræðalegu staðreyndinni. Í erfðamengi mannsins eru um 20.500# gen sem skrá fyrir prótínum og líklega annað eins af RNA genum. Eru þá kannski meira en fjórðungur allra gena í erfðamenginu tengdur hverjum sjúkdómi um sig?

Hvað kennir erfðafræðin okkur um líffræði sjúkdóma?

Meginhugmynd erfðafræði síðustu 50 ára er kortlagning gena hjálpar okkur að skilja sjúkdóma. En hvað ef 10.000 stökkbreytingar hafa áhrif á hvern sjúkdóm?

Hugmyndin var sú að stökkbreytingar sem auki líkur á ákveðnum sjúkdómi, séu í tilteknum kerfum líkamans eða frumunar sem tengjast viðkomandi sjúkdómi. Til dæmis að stökkbreytingar sem auka líkurnar á sykursýki, séu í genum sem tengjast sykurstjórnun og efnaskiptum. En í ljós kemur að genin sem tengjast hverjum sjúkdómi eru mun fjölbreytilegri. Stökkbreytingar sem auka líkur á sykursýki eru í alls konar genum, sem gegna margvíslegum hlutverkum í frumum.

Nýleg grein þriggja sérfræðinga við Stanford háskóla, Boyle, Li og Pritchard, rekur þessar merkilegu staðreyndir. Í greininni setja Boyle og félagar fram nýtt líkan um erfðir sjúkdóma og annara eiginleika og benda á leiðina fram veginn fyrir mannerfðafræðina.

Samkvæmt þeim er mikilvægt að horfa á vefina sem sjúkdómar herja á, t.d. brisið í sykursýki eða heilann í geðklofa. Næstum öll gen sem tjáð eru í vef sem tengist ákveðnum sjúkdómi, geta mögulega haft áhrif á áhættuna á þeim sjúkdómi. Það útskýrir þann gríðarlega fjölda gena og stökkbreytinga sem fundist hafa og hversu fjölbreytt virkni þeirra er. Markmið líffræðinnar og mannerfðafræðinnar væri þá að skilja líffræði kerfanna sem starfa í hverri frumugerð, og sem bregðast í tilteknum sjúkdómum.

Samkvæmt þessu líkani er ekkert sérstakt gagn af því að kortleggja fleiri gen fyrir marga sjúkdóma***. Markmið kortlagninga var að að þrengja miðið. En ef þú finnur út að 10.000 af 25.000 genum í erfðamengi mannsins tengjst sjúkdómi X, þá veistu ekki mikið.

Ítarefni og nótur.

Evan A. Boyle Yang I. Li og Jonathan K. Pritchard. 2017. An Expanded View of Complex Traits: From Polygenic to Omnigenic Cell 169:1177–1186 https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.05.038

Fréttatilkynning á vef Stanford háskóla

*Þessar aðferðir eru kallað erfðamengja sambandsgreiningar (genome wide association studies) eða erfðamengja rað- og sambandsgreiningar (whole genome sequencing and asscociation studies).

**Reyndar er töluverður munur á því hversu mikin hluta erfðanna þessar stökkbreytingar útskýra. Töluvert misræmi er milli arfgengis (e. heritability) sem metið er í fjölskyldum eða tvíburum, og arfgengi sem metið út frá kortlögðum genum.

***Það er reyndar fáránlega gaman að kortleggja gen. Þó að kortlagning sé leit að nál í heysátu, er alltaf gaman að finna nálina. Mun auðveldara er að finna gen sem tengist ákveðnum eiginleika en að skilgreina umhverfisþætti sem hafa áhrif á hann.

#Leiðrétting á fjölda gena. Í fyrstu útgáfu var sagt að um 25.000 í erfðamengi mannsins skrái fyrir prótínum, en nýjustu tölur af vef bandarísku heilbrigðistofnunarinnar eru nær 20.500.

Líffræðiráðstefnan 2017

Líffræðiráðstefnan verður haldin 26. – 28. október  2017 í Öskju

Ráðstefnan sem haldin er annað hvert ár spannar alla líffræði og veltur breiddin á framlagi þátttakenda.

Opnað verður fyrir innsendingu ágripa um miðjan ágúst. Nánar upplýsingar verða birtar á vef líffræðifélagsins biologia.is.

Staðfestir öndvegisfyrirlesarar:

Christian Klämbt, þroskunarfræðingur
Prófessor við Háskólann í Münster (Westfälische Wilhelms Universität Münster).
Deildarstjóri líffræðinnar (Dean)
EMBO meðlimur

Jean-Philippe Bellenger, lífefnafræðingur
Prófessor við University of Sherbrooke
Terrestrial Biogeochemistry, Department of Chemistry
Lífefnafræðingur sem fæst við líffræði og hefur fært ýmislegt merkilegt fram á undanförnum árum.

Gísli Másson, lífupplýsingafræðingur
Forstöðumaður upplýsingatæknisviðs Íslenskrar Erfðagreiningar.
“Big data” áskoranir í mannerfðafræðirannsóknum.

Fiona Watt, frumulíffræðingur
Forstöðumaður Centre for Stem Cells and Regenerative Medicine við King’s College í London.
Fæst við rannsóknir á sérhæfingu vefja í spendýrum.

Áhrif erfðamengunar á villta laxastofna

Áhrif erfðamengunar á villta laxastofna, greinarkorn þetta var sent til Fréttablaðsins og birtist 8. júní 2017. Millifyrirsagnir eru blaðsins.

Erfðamengun verður við blöndun alidýra og villtra ættingja þeirra. Hún leiðir til minni lífslíka blendinganna og hefur neikvæð áhrif á viðgang villtra tegunda. Erfðamengun er ólík annarri mengun, því hún einskorðast við tegundir sem geta æxlast við tiltekin eldisdýr eða plöntur. Hún er ólík náttúrulegri blöndun milli villtra stofna eða undirtegunda. Afkvæmi Íslendinga og Taílendinga eru dæmi um eðlilega blöndun innan tegundar, ekki erfðamengun.

Þekkt hefur verið í áratugi að kynbætur breyta erfðasamsetningu alistofna, sem verða frábrugðnir upprunalegu tegundinni. Fimm atriði vega þar mest: i) Við kynbætur er valið fyrir eiginleikum og genum sem tengjast þeim. ii) Alistofnar aðlagast eldinu (líf undir verndarvæng mannsins er ólíkt villtri náttúru). iii) Erfðabreytileiki tapast, því kynbætur byggjast á vali eiginleika sem reynast vel í eldi (aðrir tapast). iv) Áhrif tilviljunar eru meiri í eldi en náttúrulegum stofnum vegna lítillar stofnstærðar (veldur líka tapi á erfðabreytileika). v) Eldisstofnar endurspegla uppruna sinn. Síðasta atriðið skiptir verulegu máli á Íslandi því hérlendis er ræktaður lax upprunninn úr blöndu af 40 norskum stofnum og einum sænskum. Erfðasamsetning norskra eldislaxa er ólík villtum stofnum. Spyrja má, hvaða afleiðingar hefur erfðamengun á villta laxfiska?

Merkjanleg áhrif
Fleiri en hundrað rannsóknir í Noregi, Skotlandi og víðar lýsa áhrifum erfðablöndunar villtra og eldislaxa. Hér er bara tæpt á nokkrum atriðum. Munurinn á villtum laxi og eldislaxi birtist t.d. í því að eldisfiskar vaxa hraðar, eru stærri, verða kynþroska seinna og eru ekki jafn hræddir við afræningja og villtir laxar. Áhrif eru einnig merkjanleg í blendingum villtra laxa og eldislaxa, og snerta t.d. æxlun, fæðunám, viðgang og þroska.
Nýleg erfðagreining á rúmlega 120 villtum laxastofnum í Noregi afhjúpaði umtalsverða erfðablöndun frá eldisfiski í þriðjungi stofna. Í kjölfarið greindu Geir Bolstad og félagar áhrif blöndunarinnar á 62 villta stofna, könnuðu mun á kynjum, landsvæðum og ám með stórlöxum eða smálöxum. Niðurstöðurnar voru afgerandi, aukið hlutfall gena úr eldisfiskum leiðir til margvíslegra breytinga á villtum stofnum. Í stórlaxaám í miðhluta Noregs jókst hlutfall fiska sem voru kynþroska 2ja ára í hverjum árgangi samfara aukinni erfðamengun frá eldisfiski. Hærra hlutfall gena úr eldisfiski leiddi einnig til þess að karlkyns smálax í Mið-Noregi var stærri við kynþroska. Sterkustu áhrifin voru á laxastofnana nyrst í Noregi, sem eru fjarskyldari eldislaxinum. Erfðamengunin þar hafði áhrif á stærð og aldur við kynþroska, óháð sjóaldri fisksins. Breytingarnar virka e.t.v. lítilvægar eða jafnvel jákvæðar fyrir leikmenn (stórir laxar eru skemmtilegri veiðifiskur). En þær geta haft alvarlegar afleiðingar fyrir villta fiska, því staðbundnir stofnar eru yfirleitt vel aðlagaðir að sínu umhverfi. Smálaxaár í Noregi eru t.a.m. gott umhverfi fyrir minni laxa en verra fyrir stórlaxa. Ef erfðablöndunin gerir einstaklinga í smálaxastofni stærri, getur það dregið úr hæfni þeirra til að lifa af.

Ástæða til endurskoðunar
Niðurstöður Bolstad og félaga eru óvissu háðar, eins og allar rannsóknir á náttúrunni. En spurningin er ekki lengur hvort gen frá eldisfiski hafi áhrif á villta laxastofna, heldur hversu mikil og hvers eðlis þau eru? Stóra spurningin er, leiðir erfðablöndunin til hnignunar og útdauða villtra stofna? Það er full ástæða til að endurskoða laxeldi í sjókvíum hérlendis. Sérstaklega þar sem íslenskir laxar eru fjarskyldir eldislaxi. Ástæðan er sú að flæði gena frá eldisfiskum getur breytt eiginleikum villtra íslenskra laxastofna, gert þá minna hæfa í lífsbaráttunni og dregið úr getu þeirra til að þróast í framtíðinni.

Frændur vorir í Noregi og vinir í Síle hafa brennt sig á flestu sem hægt er í laxeldi. Vonandi berum við gæfu til að læra af mistökum þeirra og fórna ekki lífríki vatna og hafs fyrir ódýrar og skammsýnar lausnir í laxeldi.

Heimildir
Karlsson o.fl. 2016 ICES Journal of marine science doi.org/10.1093/icesjms/fsw121,

Glover o.fl. 2017 Fish and Fisheries doi: 10.1111/faf.12214,

Bolstad o.fl. 2017 Nature Ecology & Evolution doi:10.1038/s41559-017-0124

Villtir stofnar og eldisstofnar

Ég tek undir ráðgjöf erfðanefndar landbúnaðarins, að við förum okkur hægt í uppbyggingu laxeldis hérlendis, og gætum þess að koma í veg fyrir erfðamengun.

Af því tilefni vísa ég í grein okkar frá því í vetur um áhrif erfðablöndunar á villta laxa.

Mun norskt genaregn eyðileggja íslenska laxinn? Greinin var birt í Fréttablaðinu og á vefnum visir.is.

Í fyrra voru framleidd um 8.000 tonn af eldislaxi hérlendis. Hugmyndir eru um margfalda framleiðsluaukningu, í 60.000 til 90.000 tonn á ári. Til samanburðar er um helmingur eldislax á heimsvísu (um 1,3 milljónir tonna) framleiddur á hverju ári í Noregi. Eðlilegt er að horfa til reynslu Norðmanna og kanna hvort og hvernig byggja má upp laxeldi hérlendis, því fjárhagslegur ávinningur virðist umtalsverður. Ég tel mikilvægt að skoða einnig umhverfisáhrif eldis. Norðmenn komust fljótt að því að laxeldi hefur neikvæð umhverfisáhrif, og ber þar helst að nefna mengun umhverfis, laxalús og erfðamengun. Hið síðastnefnda er til umræðu hér. Villtum laxastofnum hefur hnignað á síðustu öld, vegna áhrifa ofangreindra þátta og annarra. Töluvert hefur áunnist í að draga úr áhrifum sumra þessara þátta, en erfðamengun er mun erfiðari viðfangs.

Norskur eldislax er ræktaður stofn, með aðra erfðasamsetningu en villtur lax. Með kynbótum í fjölda kynslóða var valið fyrir eiginleikum sem gera hann heppilegan í eldi, t.d. stærð, kynþroska og vaxtarhraða. Á Íslandi hófust kynbætur á laxi á síðustu öld, en þeim var hætt þegar ljóst var að norski laxinn óx mun hraðar og betur. Allur eldislax hérlendis er norskur að uppruna.

Kynbætur breyta erfðasamsetningu tegunda. Ákveðin gen, sem eru fátíð í villtum laxi, jukust í tíðni við ræktun eldislaxins. Því er hann erfðafræðilega frábrugðinn villtum stofnum í Noregi og á Íslandi. Norskir erfðafræðingar skoðuðu í fyrra erfðabreytileika í 4.500 genum í villtum laxi og eldislaxi. Út frá þessum upplýsingum mátu þeir erfðamengun í villtum stofnum. Rannsóknin náði til rúmlega 20.000 fiska í 125 ám, frá Suður-Noregi til Finnmerkur. Þeir fundu ákveðnar erfðasamsætur sem einkenna eldislax og athuguðu hvort þær mætti finna í villtum laxastofnum og hversu algengar þær væru. Þannig var hægt að meta erfðablöndun í hverjum villtum stofni, á skalanum 0 til 100 prósent.

Niðurstöðurnar eru skýrar. Einungis þriðjungur stofnanna (44 af 125) var laus við erfðamengun. Annar þriðjungur stofnanna (41) bar væg merki erfðablöndunar, þ.e. innan við 4% erfðamengun, og þriðji parturinn (40) sýndi mikla erfðablöndun (þ.e. yfir 4%).

Sláandi er að 31 stofn var með 10% erfðamengun eða meiri. Flestir menguðustu stofnanir voru á vesturströndinni þar sem flestar fiskeldisstöðvar eru. Mikið mengaðir stofnar fundust einnig syðst og nyrst í Noregi. Vísindamennirnir reyndu ekki að meta áhrif erfðamengunar á lífvænleika stofnanna, en aðrar rannsóknir benda til þess að þau séu neikvæð. Ástæðan er sú að villtir stofnar sýna margháttaða aðlögun að umhverfi sínu, í tilfelli laxa bæði að ferskvatni og sjógöngu. Eldisdýr eru valin fyrir ákveðna eiginleika, og viðbúið að þau standi sig illa í villtri náttúru (hvernig spjara alisvín sig í Heiðmörk?). Eldislaxar hafa minni hæfni í straumvatni eða sjógöngu. Sama má segja um afkvæmi sem þeir eignast með villtum fiski.

Erfðamengun byggist á genaflæði á milli hópa. Genaflæði er eðlilegur hluti af stofnerfðafræði villtra tegunda, en þegar genaflæði er frá ræktuðu afbrigði í villta tegund er hætta á ferðum. Hættan er sérstaklega mikil þegar ræktaði stofninn er miklu stærri en sá villti. Það er einmitt tilfellið í Noregi. Þar er um 2.000 sinnum meira af laxi í eldisstöðvum en í villtum ám. Þótt ólíklegt sé að eldisfiskur sleppi, eru stöðvarnar það margar að strokufiskar eru hlutfallslega margir miðað við villta laxa. Meðalfjöldi strokulaxa sem veiddir eru í norskum ám er um 380.000 á ári. Ef stór hluti hrygnandi fisks í á er eldisfiskur, er hætt við að erfðafræðilegur styrkur staðbundna stofnsins minnki.

Er hætta á að genamengun frá norskum eldisfiski spilli íslenskum laxi? Því miður er hættan umtalsverð. Villtir íslenskir og norskir laxar eru ekki eins, því að a.m.k. 10.000 ár eru síðan sameiginlegur forfaðir þeirra nam straumvötn sem opnuðust að lokinni ísöldinni. Munurinn endurspeglar að einhverju leyti sögu stofnanna og ólíka aðlögun að norskum og íslenskum ám. Eldislaxinn er lagaður að norskum aðstæðum og eldi, og hætt er við að blendingar hans og íslenskra fiska hafi minni hæfni við íslenskar aðstæður.

Í ljósi víðtækra hugmynda um aukið laxeldi, t.d. á Vestfjörðum, er eðlilegt að kalla eftir varúð og vandaðri vísindalegri úttekt á hættunni á erfðablöndun, ekki bara á innfjörðum heldur einnig á Vestur- og Norðurlandi. Öruggasta eldið er í lokuðum kerfum, sem eru að ryðja sér til rúms erlendis, og mun auðvelda fiskeldisfyrirtækjum að fá vottun fyrir umhverfisvæna framleiðslu.

Ráðleggja stjórnvöldum að stöðva útgáfu leyfa til laxeldis

Gen sem voru meinlaus fyrir 1000 árum eru banvæn í dag

Margir sjúkdómar sem hrjá okkur er arfgengir, að einhverju leyti a.m.k. Það þýðir að breytingar á genum hefur áhrif á líkurnar á sjúkdómum.

 

En getur gen sem voru meinlaus fyrir 1000 árum orðið skaðleg í dag?*

Reyndar eru gen ekki banvæn, heldur geta stökkbreytingar í þeim dregið úr lífslíkum, stundum svo mikið að þeir sem eru arfhreinir um gallan deyja.

 

Greg Gibson hefur rannsakað hvernig breytingar á umhverfi hafa ahjúpað erfðaþætti sem ýta undir sjúkdóma.

Samspil gena í ólíkum ferlum og kerfum líkamans er oft ansi flókið og ófyrirsjáanlegt. Gögn benda til þess að aukin tíðni algengra erfðasjúkdóma eigi sér rætur í samspili gena og umhverfis. Hröð þróun vissra gena mannsins og miklar breytingar á umhverfi okkar síðustu kynslóðir gæti hafa afhjúpað dulin erfðabreytileika, sem hafa áhrif á líkurnar á algengum sjúkdómum.

Gibson er þroskunarerfðafræðingur sem hefur einbeitt sér að rannsaka eðli og orsakir breytileika í svipfari. Hann hefur lagt sérstaka áherslu á að kanna hulin erfðabreytileika, sem birtist bara við ýktar umhverfisaðstæður eða þegar alvarlega stökkbreytingar finnast í einstaklingum. Helstu uppgötvanir hans eru.

• Algengir erfðasjúkdómar eru að stórum hluta tilkomnir vegna breytinga á umhverfi manna síðustu aldir.
• Erfðabreytileiki getur verið hulinn við einar aðstæður – en afhjúpast við aðrar.
• Breytileiki í genatjáningu í blóði er undir sterkari áhrifum umhverfis en gena.
• Þekking á breytileika í genatjáningu og frumum getur hjálpað okkur að nýta erfðaupplýsingar í meðhöndlun einstaklinga.

Á myndinn hér fyrir neðan sjást áhrif stökkbreytingar á væng ávaxtaflugunar (mynd Ian Dworkin, birt með leyfi). Vinstra meginn er eðlilegur vængur. Í miðjunni og hægra meginn eru vængir flugna af tveimur stofnum, sem báðir eru með sama erfðagallann. Galli í einu geni hefur því alvarleg áhrif einum stofni (í miðjunni) en mun vægari áhrif í öðrum. Eiginleikar flugna og okkar eru því afleiðing samspils breytileika í mörgum erfðaþáttum og auðvitað margra umhverfisþátta. Hver sagði að erfðafræði væri einföld?

Áhrif allra gena mannsins eru háð umhverfinu sem einstaklingar lifa í. Til dæmis skiptir máli hvað börn fá að borða, hvaða sjúkdóma þau fá og hvenær, hvað mikla sól eða kulda við lifum við, samfélagslegar aðstæður og félagslegar móta fólk líka sem og menntun eða aðgengi að heilbrigðisþjónustu. 

Ástæðan fyrir því að mikið er rætt um áhrif gena, er sú að það er miklu auðveldara að mæla arfgerðir en umhverfi. Breytileika í erfðaefninu má mæla með sérstökum tækjabúnaði. Það er ekki hægt að mæla umhverfi sem hver einstaklingur lifir í með einföldu prófi.

Ég get sagt frá því stolti að doktorsverkefni mitt var unnið undir leiðsögn Gibsons, þegar hann starfaði við fylkisháskólann í Norður Karólínu. Þá fundum við erfðaþátt sem tengdist breytingum á lögun vængs ávaxtaflugunar. Í öðru verkefni sem við unnum að fundum við einnig að hulin breytileika í tilteknu þroskunargeni sem hefur áhrif á bæði vængi og augu flugunar. Það er efni í annan pistil...

Greg starfar nú við tækniháskólann í Georgíu og vinnur að rannsóknum á mannerfðafræði.

Greg Gibson hélt yfirlitserindi um samspil erfða og umhverfis á líffræðiráðstefnunni 5. til 7. nóvember 2015.

*Á sama hátt og gen sem voru meinlaus fyrir 1000 árum geta verið banvæn í dag, geta gen sem voru banvæn þá verið skaðlaus nú. Ef umhverfisþættir sem hafa áhrif á þau hefur breyst nægilega.

Pistil þessi er umskrifaður úr færslu frá 2015.
 

Apar hér og menn þar

Hryggdýr eru allstaðar.

Í kjölfar útgáfu bókar Darwins um uppruna tegundanna áttaði fólk sig á því að við tilheyrðum dýraríkinu og þróunartré lífs á jörðinni. Næstu tvær spurningar voru, hvaða tegund er nærskyldust manninum og hvenær varð maðurinn til í þróunarsögunni? Nátengd er spurningin, hvar varð maðurinn til (ef ekki í Eden í Hveragerði)?

Á öld Darwins fundust steingervingar af mönnum, m.a. í Neanderdal í Þýskalandi, sem bentu til þess að menn væru upprunnir í Evrópu. Samanburður við núlifandi apategundir, benti hinsvegar til að simpansar væru okkar nánustu ættingjar. Louis Leaky var einn þeirra sem beindu leitinni að uppruna mannsins til Afríku, og síðan hafa hrannast upp beinagrindur og gögn sem sýna að langmestur fjölbreytileiki manntegunda hafi verið í Afríku. Sannarlega hafa sumar tegundirnar dreifst til Evrópu og Asíu, en landfræðilega mynstrið er nokkuð skýrt.

Steingervingasagan byggir á því að finna bein, aldursgreina þau og lýsa eiginleikum lífveranna sem þau komu úr. Með því t.d. að bera saman tennur eða kjálka úr ólíkum manntegundum er hægt að sjá hvernig breytingar hafa orðið á höfuðkúpu ættingja okkar og forfeðra.

Gögnin sýna líka að þróun mannsins er ekki eins og vöxtur trés, eða framvinda í sögu. Maðurinn er bara ein grein á stóru ættartré eða runna fjölmargra manntegunda, þar sem oft voru nokkrar - misjafnlega skyldar tegundir - lifandi á jörðinni á hverjum tíma. Þetta sést vel á mynd frá Open University í Stóra bretlandi af ættartré mannapa.

Erfðafræðileg gögn benda jafnvel til þess að fyrir ekki nema 50.000 árum hafi verið þrjár manntegundir á jörðinni, allar skyldar Homo sapiens. Neanderdalsmenn voru ein þeirra og Denisovamennirnir hin, og mögulegt er að þær hafi verið fleiri. Denisovamenn eru nefndir eftir helli í Altai fjöllunum við landamæri Rússlands og Kína, og var útbreiðsla þeirra líklega á svæðinu þar um kring. Greining á DNA úr jarðsýnum, ekki bara úr beinum, sýnir að Denisovafólkið var í Asíu fyrir a.m.k. 170.000 árum.

En spurningin um uppruna mannsins veltur líka að miklu leyti á því hvað er nútímamaður? Flestir þróunafræðingar eru á því að maðurinn, sú tegund sem við þekkjum sem Homo sapiens, hafi orðið til fyrir um 200.000 árum. Hinar manntegundirnar, neanderdalsmenn og denisovamenn aðskildust frá okkur fyrir rúmlega tvöföldum þeim tíma. Engu að síður gátu tegundirnar þrjár æxlast og átt frjó afkvæmi. Það sést á því að nútímamenn utan Afríku eru flestir með 1-3% af genum sínum frá mönnum eða Denisovamönnum. Við leggjum áherslu á það í kennslu í mannerfðafræði, í umræðu um kynþætti og samhengi við mannkynbótastefnu nasistanna, að erfðafræðilega "hreinustu" menn jarðar séu Afrískir!

Nýleg rannsókn í Plos One bendir til þess að einn af forfeðrum (eða náskyldur ættingi) mannsins þekktur sem Graecopithecus hafi lifað í Evrópu. Ættartré byggt á tanngarði og öðrum eiginleikum tannbeina styður þetta líkan. Spurningin er vitanlega hvort að Graecopithecus sé forfaðir eða ættingi, og hvort að grein hans hafi orðið útdauð eða hafi getið af sér undravirkin sem liggja á netinu og lesa um eigin uppruna (okkur þeas)?

Eins og sagði í upphafi benda nær öll fyrirliggjandi gögn til þess að nánustu forfeður okkar og við séum upprunin í Afríku. Ein rannsókn kollvarpar því ekki, en ef fleiri gögn, sérstaklega Graecopithecus styðja þessa tilgátu er e.t.v. tími til að endurskoða þetta atriði í þróunasögu mannsins.

En þróunarsagan breytist ekki við það, þótt að frændi vor eða lang...afi skipti um heimilisfang. 

Ítarefni:

Smithsonian  Louis Leakey: The Father of Hominid Hunting

Arnar Pálsson 5. mars 2010 Óslitið tré lífsins

Arnar Pálsson 20. maí 2009 Hlekkur í ættarrunnanum

Arnar Pálsson 28. mars 2010 kynslóð fram af kynslóð

Fuss J, Spassov N, Begun DR, Böhme M (2017) Potential hominin affinities of Graecopithecus from the Late Miocene of Europe. PLoS ONE 12(5): e0177127. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0177127

Maðurinn upprunninn í Evrópu?

Tígrar líða undir lok, eftir að Mógli sigraði Séra Kan

Mógli úlfastrákur var hugarfóstur Rudyard Kiplings. Flestir þekkja Disney útgáfu sögunnar, en upprunalega útgáfa Kiplings var mun frískari en það hvítþvegna moð. Kipling var frægur fyrir "af því bara" (just so) sögur, þar sem allt var mögulegt.

Í Disney útgáfunni er Mógli hrakinn á flótta af tígrisdýrinu Séra Kan sem hefur einsett sér að borða menn. En að lokum tekst honum að sigra tígurinn, með því að hræða hann með eldi. Mogli lýtur að lokum töfrum yngismeyjar og gengur mönnunum á hönd.

Í sögu Kiplings veldur Séra Kan því að Mógli verður viðskila við fólk sitt og lendir í umsjá úlfanna. Og eftir heilmikla atburðarás yfirbugar Mógli tígurinn, og hamflettir hann (eins og allir góðir veiðimenn - á tímum Kiplings).

Hnignun tígrisdýra 

Tígrisdýr eru rándýr og þurfa sín búsvæði. Metið hefur verið að fyrir rúmri öld hafi verið um 100.000 tígrar á jörðinni, dreifð um Indonesíu, Indland og mið Asíu. Nú eru milli 3000 og 4000 dýr til í villtri náttúru.  Stofn villtra tígrisdýra hefur minnkað um 96% á 100 árum.

Þau eru nú útdauð á Jövu, mið Asíu, suður Kína og Balí. Þau búa enn á Indlandi og í norður Kína og nokkrum vestari eyjum Indónesíu.

Á Indlandi eru sífelldir árekstrar á milli bænda og tígra, aðallega vegna þess að búfénaður er heppileg bráð.

Auðvitað þurfa menn lífsrými og jarðnæði, en við höfum einnig okkar skyldur gagnvart náttúrunni.

Tígrisdýr eru stórkostlegar og skepnur. Þau eru sannarlega stórhættuleg, en eiga samt sinn tilverurétt. 

Spurning er hvernig þau myndu spjara sig á hálendi Íslands. Lömb og hreindýr ættu að vera auðveidd en ég veit ekki hvort berangrið sé heppilegt fyrir veiðiaðferðir þeirra.

Ég er ekki að stinga upp á að tígrisdýr verði flutt hingað til lands. En kannski verða eyjar eins og Ísland eða Balí gerð að griðlöndum fyrir tegundir í útrýmingarhættu einhverntíman í framtíðinni. Vitanlega þyrfti menn eins og Mógla til að gæta öryggis mannfólks og einhvern eins og Jane Goodall til að gæta hagsmuna dýranna.

Þessi pistill er umskrifuð útgáfa af pistli frá 2014.

Ítarefni:

Mynd af tígrisdýr tekin í Potter park í Lansing Michigan (AP).

World Wildlife Foundation - tígrisdýr.

ELLEN BARRY og HARI KUMAR 11. febrúar, 2014 NY Times Tiger Population Grows in India, as Does Fear After Attacks

Ályktun um uppbyggingu Náttúruminjasafns Íslands

Ályktun um uppbyggingu Náttúruminjasafns Íslands

Í umboði neðangreindra samtaka skorum við á Alþingi og mennta- og menningarmálaráðherra að taka hið fyrsta af skarið varðandi málefni Náttúruminjasafns Íslands og búa þannig  um hnúta að starfsemi þess rísi undir nafni við miðlun á fróðleik og þekkingu á náttúru landsins, náttúrusögu, náttúruvernd og nýtingu náttúruauðlinda, eins og lög kveða á um. Ályktun Alþingis nr. 70/145 um hvernig minnast skuli aldarafmælis fullveldis Íslands, sem formenn allra þingflokka á Alþingi fluttu undir lok síðasta kjörtímabils og samþykkt var með 56 atkvæðum mótatkvæðalaust er mikið fagnaðarefni. Þar kemur m.a. fram að Alþingi ályktar að fela ríkisstjórninni ... „að sjá til þess að í fjármálaáætlun til næstu fimm ára, sem lögð verður fyrir Alþingi vorið 2017, verði gert ráð fyrir uppbyggingu Náttúruminjasafns.“Það veldur því vonbrigðum að Náttúruminjasafns Íslands skuli hvergi vera getið í tillögu ríkisstjórnarinnar að ríkisfjármálaáætlun 2018–2022.

Á 100 ára afmæli HÍN árið 1989 kynnti menntamálaráðherra áætlanir um að reist yrði hús yfir Náttúrugripasafn Íslands. Í kjölfarið var mæld út lóð í Vatnsmýri fyrir byggingu  Náttúruhúss sem var hugsað sem safnbygging og aðsetur Náttúrugripasafns. Í  deiliskipulagi Háskólasvæðisins er enn gert ráð fyrir Náttúruhúsi á þessum stað, á  svonefndum G-reit.

Staða Náttúruminjasafnsins, höfuðsafns þjóðarinnar í náttúrufræðum, hefur frá upphafi  verið óviðunandi og safnið búið við þröngan kost þau tíu ár sem liðin eru frá stofnun  þess. Fjárheimildir hafa verið afar naumt skornar, starfsmenn aðeins tveir hið mesta, skrifstofuaðstaða ótrygg og engin aðstaða til sýningahalds, kennslu eða miðlunar  fróðleiks á eigin vegum.

Öflugt náttúrufræðisafn styrkir menntakerfið og menningarlífið og stuðlar að aukinni þekkingu á náttúru landsins og skilningi á tengslum hennar við umheiminn. Menntun landsmanna í náttúrufræðum er forsenda sjálfbærni í atvinnugreinum þjóðarinnar, sem nær allar hvíla á nýtingu náttúrunnar. Aukinn skilningur á náttúru Íslands er eitthvert  brýnasta verkefni samtímans og skólaæska landsins á sannarlega skilið metnaðarfullt og  nýstárlegt náttúrufræðisafn þar sem undrum og ferlum náttúrunnar eru gerð skil.

Það er mikils um vert að ekki verði hvikað frá þeim góðu fyrirheitum sem gefin eru í fyrrnefndri ályktun Alþingis.

Hið íslenska náttúrufræðifélag
Bandalag Íslenskra skáta
Eldvötn - Samtök um náttúruvernd
í Skaftárhreppi
Félag íslenskra safnafræðinga
FÍSOS - Félag íslenskra safna og
safnmanna
Fjöregg í Mývatnssveit
Fuglavernd
Landvernd
Líffræðifélag Íslands
Náttúruverndarsamtök Austurlands
Náttúruverndarsamtök Íslands
Náttúruverndarsamtök Suðurlands
Náttúruverndarsamtök
Suðvesturlands
Samlíf, samtök líffræðikennara
Skógræktarfélag Ísland
Ungir umhverfissinnar