Denne artikkelen er produsert og finansiert av NTNU - les mer.

Rachael Morgan med sebrafiskene hun forsker på. Sebrafisk er mye brukt til mange slags eksperimenter.
Rachael Morgan med sebrafiskene hun forsker på. Sebrafisk er mye brukt til mange slags eksperimenter.

Laboratoriefisk mister evnen til å tilpasse seg endringer i miljøet

I laboratoriet lever sebrafiskene i vann som holder 28 grader. Når de møter store variasjoner i forhold som villfisk må tåle, så taper de konkurransen.

Sebrafiskene er et vanlig syn i akvarier. De små fiskene er tilsynelatende beskjedne skapninger. De kan få opptil 200 barn i uka, er billige og lette å få til å formere seg, og barna deres er små og gjennomsiktige.

Men det viktigste ved dem, i hvert fall for forskere, er at de har flere genetiske, anatomiske og fysiologiske trekk felles med mennesker.

Helt siden den ungarske forskeren og pioneren Georg Streisinger begynte å bruke disse små, men viktige fiskene i 1972, har naturforskere funnet måter de kan bruke sebrafisk til å studere alt fra epilepsi til miljøgifter.

Sebrafisken er perfekt for eksperimenter

Alle disse årene med avl og fangenskap kan ha gitt oss opptil 150 generasjoner med sebrafisk, ifølge én biologs anslag. Dette fikk en forskergruppe til å forstå at de hadde et perfekt eksperiment for å studere evolusjon.

Forskerne lurte på hva som hadde skjedd med sebrafisken i laboratoriet gjennom alle disse generasjonene. Hva hadde skjedd med fiskenes evne til å tilpasse seg miljøet, det som forskere kaller fenotypisk plastisitet?

Sebrafisken (Danio rerio) er like uunnværlig i laboratoriet som rotter. Nå har de gitt forskerne enda mer innsikt.
Sebrafisken (Danio rerio) er like uunnværlig i laboratoriet som rotter. Nå har de gitt forskerne enda mer innsikt.

Mister de tilpasningsevnen?

– Plastisiteten gjør at levende vesener kan tilpasse seg ulike miljøer, for eksempel at de kan være like effektive under flere temperaturforhold, sier Rachael Morgan.

Hun tok nylig doktorgraden ved Institutt for biologi ved NTNU.

– Men plastisiteten, denne evnen til å justere fysiologien, altså organer og celler, kan komme til en pris. Det kan derfor være at sebrafisk som er avlet frem i fangenskap under ekstremt stabile forhold kan miste denne plastisiteten etter noen generasjoner, sier Morgan.

Forskerne utførte et eksperiment med både ville sebrafisk og laboratoriefisk for å se om de fant noen forskjell i tilpasningsevnen deres.

Funnene er nå publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States, PNAS.

Lever i Syden-forhold hele året

Sebrafisker vokser opp i laboratoriet under en optimal temperatur på rundt 28 grader. Forholdene gir både sunn vekst og best fruktbarhet.

Over tid har sebrafisken i fangenskap tilpasset seg dette. I tillegg har de tilpasset seg livet i et lite akvarium sammen med mange andre fisker. De har dessuten vent seg til tørrfôr og at mennesker håndterer dem.

Morgan og kollegene bestemte seg derfor for å sammenligne hvordan laboratoriefiskene greide å takle ulike temperaturer sammenlignet med vill sebrafisk.

300 unge laboratoriefisker og 300 ville fisker ble utsatt for 15 ulike temperaturer i 35 dager. Temperaturen varierte fra 10 til 38 grader: Dette er spennvidden som ville sebrafisker kan regne med å oppleve.

Rachael Morgan og doktorgradskandidat og medforfatter Mette Finnøen gjør klar miniakvarier for fisken.
Rachael Morgan og doktorgradskandidat og medforfatter Mette Finnøen gjør klar miniakvarier for fisken.

Syden-fisken presterer dårligere

Etter den 35 dager lange akklimatiseringsperioden måtte både villfisk og laboratoriefisk gjennom en rekke tester. De ble blant annet målt på svømmeaktivitet, maksimum svømmehastighet, forbrenning og vekstrate.

Ifølge resultatene har laboratoriefisken mistet evnen til å tilpasse seg på flere av feltene, konstaterer Morgan.

– Vi undersøkte om det er en kostnad ved tilpasningsevnen, og om det finnes et kostnadsnivå der vi må forvente at tilpasningsevnen blir selektert bort om det ikke finnes noen grunn til å beholde den, sier Morgan.

– Og det er i stor grad det vi finner. Vi viser også at endringer har funnet sted for flere ulike trekk og over flere nivåer i organismen, fra det genetiske nivået til hele individet, noe som er ganske så unikt.

Fredrik Jutfelt, leder for Fish Ecophysiology Lab ved NTNU. Her har de flere fiskearter, også sebrafisk.
Fredrik Jutfelt, leder for Fish Ecophysiology Lab ved NTNU. Her har de flere fiskearter, også sebrafisk.

Mister evne til å tilpasse seg omgivelsene

Professor Fredrik Jutfelt forteller at studien viser hvordan to populasjoner, eller isolerte grupper av en art, har tilpasset seg omgivelsene de lever i gjennom evolusjon. Sebrafisker i laboratoriet har altså tilpasset seg temperaturene i laboratoriet.

– Til gjengjeld har de mistet evnen til å klare seg like godt under høyere eller lavere temperaturforhold enn det de har opplevd, sier han.

Villfiskene opplever på sin side et stort spenn i temperaturene.

– Fiskene er tilpasset dette, sånn at de kan justere fysiologien ved hjelp av plastisiteten for å greie seg like godt under ulike forhold.

Studien er også en påminner om at organismer som sebrafisk, som har blitt adoptert av forskere for en rekke forskningsemner og er avlet frem gjennom flere tiår, ikke er prikk like artsfellene i det fri.

Endringer ser nemlig ut til å kunne skje raskt i en organisme.

– Studien illustrerer hvordan modellorganismer, som sebrafisk i laboratoriet, kanskje ikke gir en nøyaktig representasjon av det som skjer med deres ville motstykker, sier Jutfelt.

Referanse:

Rachael Morgan mfl.: Reduced physiological plasticity in a fish adapted to stable temperatures. PNAS, 2022.(Sammendrag) https://doi.org/10.1073/pnas.2201919119

Powered by Labrador CMS