Opnar bleikjur í lokuðu vatni

Í tæru og köldu vatni kenndu við Þingvelli, lifa dularfullar skepnur. Sumar þeirra læðast með botninum, skjótast milli steina og fela sig í hraunglufum. Aðrar fylgja botninum og borða snigla, á meðan stórir flokkar silfraðra kvikinda þeysast í gegnum vatnsmassan. Sjaldgæfasta gerðin eru stóru rándýrin, sem éta alla sem eru minni og veikari.

Bleikjurnar í Þingvallavatni eru um margt merkilegar. Þær numu land í lok ísaldar, og hafa að öllum líkindum verið einangraðar þar í 8-10.0000 ár. Vatnið er sérstætt á heimsvísu, því í því finnast fjögur ólík form sem greinilega tilheyra samt sömu tegund. Hérlendi eru þau þekkt sem, dvergbleikja (sem dylst í hrauni á grunnsævi), kuðungableikja, murta og sílableikja (ránfiskurinn ógurlegi). Þær eru aðgreinanlegar í útliti, og að vissu leyti erfðafræðilega.

Nýjar rannsóknir sýna mun á starfsemi gena sem tengjast þroskun þeirra og varnarkerfum.

Ehsan Pashay og félagar könnuðu tjáningu gena í snemmþroskun fisksins. Fyrst skilgreindu þau svokölluð viðmiðunargen, sem eru tjáð t.t.l. stöðugt í gegnum þroskun fisksins, og á milli afbrigða. Þessi viðmiðunargen má nota sem mælistikur á tjáningu annara gena. Ehsan skoðaði nokkur þroskunargen, og sýndi að virkni þeirra er ólík á milli afbrigða. Þetta byggist á því að genin eru tjáð mismikið, þ.e. meira RNA og líklega viðkomandi prótín, er framleitt í einni gerðinni.

Kalina Kapralova og félagar skoðuðu erfðafræði afbrigðanna, með því að rýna í breytileika í nokkrum genum ónæmiskerfisins. Í tveimur genanna var munur á milli afbrigða, sérstaklega milli murtu og dvergbleikju. Mestur var munurinn a afbrigðunum 78% í tíðni stökkbreytinga í MHCII alfa geninu, en einnig var umtalsverður munur í bakteríudrepandi prótínin sem kallast cathelicidin 2. Til útskýringar, ef munurinn á tíðni gerða er 100%, þá eru allir fiskar annars afbrigðisins með einn basa (t.d. A á vissum stað í geninu) en allir einstaklingar hins afbrigðisins með annan basa (td. T).

Þessar rannsóknir sýna báðar, að jafnvel þótt að bleikjurnar í Þingvallavanti séu af sömu tegund, þá er marktækur erfðafræðilegur munur á afbrigðunum.

Báðar rannsóknir voru birtar í opna vísindatímariti Plos One. Opin tímarit eru þess eðlis að allir geta lesið þau á netinu, endurgjaldslaust. Mörg hefðbundin vísindatímarit eru nefnilega bara hægt að lesa, gegn greiðslu (með krítarkorti eða í gegnum bókasafn). 

Það sem meira er, gögnin úr grein Kalinu eru lika aðgengileg á netinu, fyrir hvern sem skoða vill, á datadryad.org. doi:10.5061/dryad.81884

 Ítarefni:

Ahi EP, Guðbrandsson J, Kapralova KH, Franzdóttir SR, Snorrason SS, et al. (2013) Validation of Reference Genes for Expression Studies during Craniofacial Development in Arctic Charr. PLoS ONE 8(6): e66389. doi:10.1371/journal.pone.0066389

Kapralova KH, Gudbrandsson J, Reynisdottir S, Santos CB, Baltanás VC, et al. (2013) Differentiation at the MHCIIα and Cath2 Loci in Sympatric Salvelinus alpinus Resource Morphs in Lake Thingvallavatn. PLoS ONE 8(7): e69402. doi:10.1371/journal.pone.0069402

Gömul viðskiptaveldi og nútíminn

 

Athugasemdir

[Jóhann (IP-tala skráð) 28.7.2013 kl. 20:24]

Þetta er fróðlegt.

Nú er ein skilgreining á hugtakinu "tegund" sú, að hverjir þeir einstaklingar sem geta makast og átt frjó afkvæmi, megi teljast sömu tegundar.

Hefur víxlfrjóvgun milli afbrigða í Þingvallavatni verið reynd, sem og mögulegt áframeldi?

[Arnar Pálsson, 29.7.2013 kl. 02:26]

Sæll Jóhann

Þú minnist þarna á líffræðilega tegundahugtakið, sem oft er notað til að skilgreina tegundir kynæxlandi lífvera.

Að mér vitandi hafa aæxlanir hafa verið gerðar milli murtu og dvergbleikju, og uxu þeir fiskar ágætlega.

Hugmyndin var örugglega ekki áframeldi.

Það eru vísbendingar um einhverja blöndun, eða ófullkominn aðskilnað, afbrigðanna í vatninu. Veiðimenn og bændur hafa lýst fiskum með blönduð einkenni.

Einnig hafa fundist sérkennileg heit eins og námurtur.

Sérkennilegt litarafbrigði hjá þingvallamurtu

[Jóhannes (IP-tala skráð) 29.7.2013 kl. 23:20]

Þetta er ekki eina skilgreiningin á tegund. Það væri alla vegna mjög erfitt að skipta bakteríum og steingervingum til tegunda út frá einungis þessari skilgreiningu.

[Arnar Pálsson, 30.7.2013 kl. 03:08]

Takk Jóhannes, þú komst með mikilvægasta punktinn.

[Jóhann (IP-tala skráð) 31.7.2013 kl. 23:07]

Það er einkennilegt að eiga orðastað við þig.

Þótti þér "mikilvægasti punkturinn" vera sá ,að sú skilgreining sem ég lagði til, eigi ekki við bakteríur og steingervinga!?

...og ég var heldur ekki að ræða mögulegt fiskeldi.

Ég spurði hvort það mætti ekki þykja áhugaverð spurning, hve langt innbyrðis frjósemi nær milli "tegunda",  í ljósi þess að einhver fjögur afbrigði hafa þróast í Þingvallavatni.

Þetta varðar þróunarkenninguna.

Sem dæmi gæti maður ætlað að það að geta (eða ekki) parað saman ólíkar "tegundir" bleikju í Þinvallavatni, og síðan kannað hvort afkvæmi þeirra geti af sér frjóar tegundir, sé þess virði að slíkt sé kannað.

Eins mætti ætla að niðurstaðan myndi fela í sér afar áhugaverða nálgun, hvort heldur sem er flokkunarfræðilega, eða erfðafræðilega.

[Arnar Pálsson, 7.8.2013 kl. 12:26]

Sömuleiðis Jóhann

Jody Hey skrifaði bók um tegundaskilgreiningar, og þá áráttu okkar að skilgreina alla hluti. Margt í náttúrunni er ekki hægt að flokka í einfalt skúffukerfi, eða raða upp eftir einni tegundaskilgreiningu. 

Oft er misræmi á milli skilgreininga, margir hópar lífvera eru álitnir ein tegund samkvæmt einni skilgreiningu, en aðskildar tegundir samkvæmt annari. Og það á ekki bara við um bakteríur á móti dýrategundum!

Það er mikilvægasti punkturinn, í upphafi umræðu um tilurð tegunda!

Þú verður að fyrirgefa að ég skuli svara út í loftið, stundum reynist mér erfitt að fatta hvert þú ert að fara.

Auðvitað finnst mér spennandi að vita hvort að öll afbrigðin geti eignast frjó afkvæmi, og ekki síður hvort að frjósemi blendinga sé skert eða hæfni þeirra að einhverju leyti. 

Þess vegna stakk ég upp á því við Rannsóknamiðstöð íslands að gera þessar tilraunir, og fylgja þar með eftir verkefni Guðna M. Eiríkssonar og Sigurðar Snorrasonar.

G. M. Eiríksson S. Skúlason S. S. Snorrason Heterochrony in skeletal development and body size in progeny of two morphs of Arctic charr from Thingvallavatn, Iceland Journal of Fish biology 2005 DOI: 10.1111/j.1095-8649.1999.tb01054.x