- Sidan Atlanterhavstorsken held til i områder der det er påvist til dels høge nivå av miljøgifter, vert denne fisken mykje nytta som en indikatorart for å fortelje oss om tilstanden i havet, skriv forskarane. (Illustrasjonsfoto: Shutterstock / NTB scanpix)
- Sidan Atlanterhavstorsken held til i områder der det er påvist til dels høge nivå av miljøgifter, vert denne fisken mykje nytta som en indikatorart for å fortelje oss om tilstanden i havet, skriv forskarane. (Illustrasjonsfoto: Shutterstock / NTB scanpix)

Torsken manglar eit viktig gen i forsvaret mot miljøgifter

FORSKEREN FORTELLER: Korleis kan eit gen som er så viktig i nokre virveldyr gå tapt i evolusjonen av andre artar?

Published

Havets helse er under hardt press. For å overvake og studere det marine miljøet vert det gjort målingar på ulike artar som kan fortelje oss korleis det står til i havet, blant anna torsken.

Men skal vi få fullt utbytte av kva torsken kan fortelje oss treng me detaljert kunnskap om korleis denne fisken responderer på og handterer framandstoffer. Nye studiar visar at torsk manglar eit gen som er viktig for å mobilisere forsvaret mot miljøgifter.

Mottakar for miljøgifter manglar i torsk

Eit protein som heiter pregnan X reseptor (PXR) møter kjemikal som er komen inn i organismen. Hos menneske kan den kjenne att og binde til både hormon, miljøgifter og medisinar, og regulerer blant anna uttrykking av enzym som bidreg i nedbrytinga av over halvparten av alle reseptbelagde medisinar.

Forskingsgruppa vår har lenge jobba med å studere PXR og tilhøyrande enzym i ulike fiskeartar, og har sett at trass små skilnader er funksjonane deira lik som i menneske. Men i ein nyleg artikkel i tidsskriftet Scientific Reports, syner me at genet for PXR ikkje er til stades i genomet til torsk.

Dette tyder at torsken har ei viktig endring i handteringa av framandstoff samanlikna med meir studerte organismar.

Torskelevera inneheld tran og løyndommar

Levera i torsk, lik som i andre virveldyr, er hovudorganet for nedbryting av framandstoff. Det er her dei fleste proteina som bidreg i desse prosessane er uttrykt, inkludert PXR, og samla dannar dei det «kjemiske forsvaret».

Sidan proteina i det «kjemiske forsvaret» har så viktige oppgåver, er oppskrifta deira, gena, oftast bevart i ulike dyr gjennom evolusjonen, inkludert i fisk. Vidare skil levera frå torsk seg frå andre fiskeartar grunna dei store mengdene lagra feitt, råstoffa for tran, som kan verke som ein magnet for lite vassløyselege framandstoff.

I skjergarden og norske fjordar kan nivå av miljøgifter i torskelever verte så høge at det norske Mattilsynet åtvarar mot å ete lever frå torsk fanga her. Med så høge nivå av miljøgifter er det underleg at torsken overlever trass i at ein så viktig forsvarsbrikke som PXR manglar.

Me omgjev oss med kjemikal

I løpet av dei siste femti åra har menneska sin produksjon og bruk av kjemikaliar auka dramatisk, og dermed også belastinga på miljø og alt det som lever rundt oss. Nokon av desse stoffa veit me er direkte giftige og vert strengt regulert gjennom internasjonale avtalar og konvensjonar, som Stockholmkonvensjonen, medan andre kjemikaliar kan ha meir løynde trugslar som enno ikkje er godt nok karakterisert.

Stoffa som er farlegast for miljøet kjenneteiknast gjerne ved å vere svært giftige, ha lang nedbrytingstid og verta lett teke opp av dyr og planter. Slike kjemikal kan verta verande i miljøet i generasjonar og spreiast over store geografiske avstandar, og kan finnast att i målbare mengder sjølv i urørte områder.

Vidare kan nokre miljøgifter ha ein kjemisk struktur som liknar på naturlege hormon og påverke hormonsystemet til organismar. Desse eigenskapane er ikkje like enkelt å måle som klassisk giftigheit, men kan ha ein alvorleg effekt på viktige prosesser som utvikling, vekst, reproduksjon og immunsystem.

På denne måten kan såkalla hormonforstyrrande miljøgifter vere skadelege ved svært låge konsentrasjonar, og påverke ikkje berre enkeltorganismar men heile populasjonar.

Havet verkar som sluk for miljøgifter

Miljøgiftene vert spreia med vatn og luftstraumar, og endar ofte til slutt opp i havet. Det er difor viktig å følgje med på påverkinga av marine artar, og Norge deltek i fleire miljøovervakingsprogram langs kysten.

Sidan Atlanterhavstorsken held til i områder der det er påvist til dels høge nivå av miljøgifter, vert denne fisken mykje nytta som en indikatorart for å fortelje oss om tilstanden i havet. I tillegg er torsk ein økonomisk, økologisk og kulturelt viktig fisk i norske fjordar og langs Norskekysten, og det er knytt ekstra uro kring påverking av bestanden.

Likevel er det viktig å sjå torsken og deira utvikling i samanheng med andre fiskeartar.

PXR er tapt frå mange fiskeartar gjennom evolusjonen

Gjennom samarbeid med forskarar på Universitetet i Oslo søkte me etter PXR i genomet til 76 ulike fiskeartar.

Av desse mangla genet i over halvparten av artane, samstundes som tapa av PXR verkar å ha skjedd vilkårleg gjennom evolusjonen. I torskeordenen, til dømes, var genet berre bevart i lysingfiskar (Melanonus og Merluccius), noko som tyder på at sjølv innan ei relativ nær slekt av fisk har det skjedd fleire uavhengige tap av PXR.

Korleis kan eit gen som er så viktig i nokre virveldyr gå tapt i evolusjonen av andre artar? Og kva konsekvensar har det for desse artane?

Torsken manglar viktige gen i fleire forsvarssystem

Då genomet til torsk vart sekvensert for nokre år sidan var eit av hovudfunna at immungenet MHCII mangla. Dette genet er viktig i forsvaret mot sjukdomsframkallande organismar, som bakteriar, sopp og parasitter.

Forskarane synte vidare at ei annan gruppe immungen knytt til dette immunkomplekset har utvikla seg for å kompensere for dette tapet. Torsken er dermed ikkje meir sårbar for sjukdommar enn andre fisk.

Me veit derimot framleis lite om sårbarheita for miljøgifter hos torsk samanlikna med andre fiskar, spesielt ikkje med omsyn til stoff som vanlegvis bind og vert kjenna att av PXR. Me veit altså ikkje om torsk har eit meir eller mindre effektivt kjemisk forsvar enn andre artar. For å undersøke korleis torsken handterer miljøgifter som vanlegvis bind PXR har me eksponert torskelever i laboratoriet og målt kva andre gen som vert påverka, og det ser ut som andre reseptorar og signalvegar er involvert samanlikna med organismar som har PXR.

Lik som for immunsystemet, tydar dette på at kompenserande mekanismar også har utvikla seg i forsvaret mot framandstoffer.

Torsk som indikator på havets helse

Torsk har i ei årrekkje blitt brukt som ein viktig indikatorart i miljøovervaking langs Norskekysten, men det er fyrst no me kan kartlegge alle gena som deltek i handteringa av miljøgifter.

Funna våre syner korleis sjølv artar i nær slekt kan ha fundamentale skilnader i både å kjenne att, handtera og vera sårbar for miljøgifter. Dette poengterer vidare viktigheita av å ha god kjennskap om artane me nyttar i risikoanalysar og miljøovervaking, og at ein må vere forsiktig når ein vurderer sårbarheit for miljøgiftar mellom ulike artar.

No samarbeider me med bakgrunn i toksikologi og biologi med matematikarar og informatikarar for å sjå på effektar av miljøgifter i torsk og byggje matematiske modellar som kan nyttast i framtidige risikovurderingar. Ei tverrfagleg tilnærming er naudsynt for å gjere gode vurderingar i komplekse spørsmål om miljø og natur, og vil verta stadig viktigare for å ta vare på havets helse.


Les forskningsartikkelen her:

Marta Eide, Halfdan Rydbeck, Ole K. Tørresen, Roger Lille-Langøy, Pål Puntervoll, Jared V. Goldstone, Kjetill S. Jakobsen, John Stegeman, Anders Goksøyr & Odd A. Karlsen «Independent losses of a xenobiotic receptor across teleost evolution» Scientific Reports, 2018. DOI: 10.1038/s41598-018-28498-4

Arbeidet er finansiert av Noregs Forskingsråd, gjennom prosjekta iCod 2.0 (244564) og dCod 1.0 (248840, dcod.no), og er del av Senter for Digitalt Liv Norge (digitallifenorway.org)