Þorska DNA í tímavél

Í gær fjölluðum við örstutt um niðurstöður Guðbjargar Ástu Ólafsdóttur og samstarfsmanna (Fornir þorskar og tímavél í DNA).

Stofnstærð mjög mikilvæg fyrir nytjastofna og fyrir þróun lífsins. Þróun gerist í stofnum, og breytingar á uppskiptingu stofna, stærð þeirra, kynjahlutföllum og aldursdreifingu skiptir miklu fyrir viðgang og framtíðarhorfur.

Með tilkomu sameindaerfðafræðilegra aðferða var hægt að rýna í breytileika í genum. Þetta var fyrst gert fyrir rétt rúmlega 30 árum. Þá kannaðii Martin Kreitman erfðabreytileika í Adh geni ávaxtaflugunnar (Drosophila melanogaster).

Raðgreiningin sýndi að innan gensins var mikill breytileiki, 43 basar voru ólíkir á milli þeirra 11 einstaklinga sem skoðaðir voru. 

Rannsókn Kreitmans opnaði fyrir þann möguleika að kanna beint breytileika í DNA, og einnig að tengja hann við breytileika í útliti eða háttum lífvera. Einnig var hægt að skoða sögu stofna, eins og Guðbjörg og félagar gerðu. Í tilkynningu frá HÍ segir:

"Íslendingar hafa frá landnámi veitt þorsk við strendur landsins. Fornleifarannsóknir á fornum verstöðvum urðu hvati að þverfræðilegum rannsókn um á þorskstofninum á tímabilinu 1500 - 910,“ segir Guðbjörg Ásta. „Við vildum kanna hvort að iðnvæddar veiðar á þorski, sem hófust á 19. öld, hefðu haft verulega fækkun í stofninum í för með sér, hvort veiðar á sögulegum tíma, m.a. veiðar útlendinga, hefðu þá þegar haft áhrif á stofninn eða hvort að sögusagnir um kuldaskeið og lélegan þorskafla í lok miðalda tengdust mælanlegum sveiflum í fjölda þorska í sjónum. Til þess að svara þessum spurningum notuðum við erfðaefni úr orskbeinum, fengnum með fornleifau ppgreftri. Við gerðum líkön til að meta líklegasta fjölda þorska í hrygningarstofninum frá miðöldum og að nútíma. Þá töldum við árhringi á hryggjarliðum til að meta aldur þorskanna sem veiddir voru á þessum tíma.

...

Niðurstöður Guðbjargar Ástu og þessara samstarfsmanna hennar sýna stofnhrun í upphafi 16. aldar og áframhaldandi fækkun í stofninum fram á nútíma. „ Við áætluðum fjölda hrygna í upphafi 16. aldar með erfðafræðilegum líkönum um 300.000 – 400.000 einstaklinga en um tífalt færri í nútíma. Þá sýndu aldursgreiningar á beinunum að þorskarnir urðu mun eldri á sögulegum tíma. Meðalaldurinn fyrir 17. öld var um 13 ár en er undir 10 árum í veiðistofninum í dag. Lækkun meðalaldurs veiðistofns er oft talin til marks um ofveiði en þar sem við sáum lækkun í aldri töluvert seinna en hrun stofnsins benda niðurstöðurnar ekki sérstaklega til að ofveiði á sögulegum tíma hafi valdið stofnhruninu. Það er líklegt að hrunið megi skýra með breytingum á umhverfi sjávar á þessum tíma, mögulega tengt loftslagsbreytingum, en á sama tímabili kólnar á Norður-Atlantshafssvæðinu," segir Guðbjörg Ásta.

Ítarefni.

Historical DNA reveals the demographic history of Atlantic cod (Gadus morhua) in medieval and early modern Iceland Guðbjörg Ásta Ólafsdóttir, Kristen M. Westfall, Ragnar Edvardsson og Snæbjörn Pálsson. Proc. R. Soc. B 22 February 2014 vol. 281 no. 1777 20132976 doi: 10.1098/rspb.2013.297

Martin Kreitman Nucleotide polymorphism at the alcohol dehydrogenase locus of Drosophila melanogaster 1983 Nature 304, 412 - 417 (04 August 1983); doi:10.1038/304412a0

Casey Bergman Ágúst 2013 On the 30th Anniversary of DNA Sequencing in Population Genetics

Þorskurinn hrundi á 16. öld