Denne artikkelen er produsert og finansiert av NMBU - Norges miljø- og biovitenskapelige universitet - les mer.
Kromosom 5 hos regnbueørret gir ulik effekt i hunner og hanner og gjør at hun drar til sjøs, mens han blir igjen i elva.
(Foto: Morgan Bond)
Supergen leder hunn-ørreten til havet
Forskere har avdekket den genetiske mekanismen som bestemmer hva som gjør at regnbueørret velger ulike strategier i livet. Skal jeg vandre til havet eller leve livet i ferskvann?
Noen bestander av regnbueørret lever hele livet sitt i ferskvann, mens andre gjerne vandrer ut til havet for en periode.
De fiskene som velger havet, kan tilbringe to eller flere år der før de vandrer tilbake til elva for å gyte. Denne ørreten har dermed en livssyklus som likner på den vi ser hos arten Atlantisk laks.
Genetikk og miljø bestemmer om en fisk vandrer ut i havet eller ikke, men også kjønn spiller en vesentlig rolle. Det er nemlig slik at hunnfisk kan ha en stor fordel av å tilbringe en tid i havet, der næringstilgangen er svært god.
Dette øker mulighetene for eggproduksjon og antall avkom en hunn kan få.
Hanner derimot kan produsere store mengder kjønnsceller og reprodusere med stor suksess selv om de forblir i ferskvann. De kan derfor være tjent med å ikke risikere livet på å vandre ut i havet med alle farer dette kan føre til.
Genetisk fordel å dra til sjøs
Hanner og hunner har dermed ikke samme strategi for å overleve og reprodusere. Dette resulterer i en såkalt «seksuell konflikt» mellom kjønnene.
Noen arter løser slike genetiske konflikter ved å utvikle bestemte kjønnskromosomer som kan inneholde ulike gener. Dette kan også gi kjønnene ulike egenskaper.
«Regnbueørreten har ikke tradisjonelle kjønnskromosomer, slik som X og Y hos menneske. I stedet har ørreten utviklet en annen genetisk mekanisme for å kunne gi hunnfisk en genetisk fordel for å kunne vandre til havs», skriver forskere i en artikkel som nylig er publisert i tidsskriftet Nature Ecology & Evolution.
Arbeidet har vært ledet av forskere ved NMBU. De har nå avdekket et «supergen» som fører til kjønnsforskjeller i havmigrasjon hos regnbueørret.
Mekanismen ble funnet ved det forskerne kaller å sekvensere genomet til regnbueørret.
Kromosomer og gener
Alle celler inneholder kromosomer, som igjen rommer arveanlegg – genene. Genene ligger etter hverandre på rekke og rad på kromosomene. Gener er oppskrifter på hvordan organismer skal se ut og fungere, og kromosomene kan sammenlignes med bøker som inneholder mange oppskrifter.
Kilde: Store norske leksikon
Sekvensering betyr å bestemme eller lese rekkefølgen på baseparene i arvestoffet DNA. Forskere får tilgang til organismens genetiske kode, og slik kan de få vite mer om hvordan gener er bygd opp og hvordan de blir uttrykt.
– Sekvenseringen avdekket at store deler av kromosom 5 er snudd rundt hos fisken som blir igjen i elva i motsetning til regnbueørret som vandrer ut i havet, forklarer Sigbjørn Lien.
Han er professor i genetikk og direktør for forskingssenteret CIGENE ved NMBU. Han har deltatt i forskningen som viser hvordan genetisk variasjon påvirker egenskaper og tilpasninger til miljø.
Lien forklarer videre at denne endringen hos regnbueørret blokkerer for utveksling av genetisk materiale, såkalt overkrysning, mellom de to variantene av kromosom 5. Dette isolerer et større område på kromosomet bestående av hundrevis av gener.
På fagspråket kalles slike områder ofte for «supergener» fordi de er nedarvet tett sammen. Tidligere studier i andre arter har vist at supergener gir spesielle muligheter for genetiske tilpasninger til ulike miljøforhold.
Et eksempel på dette er supergenet som forklarer store forskjeller mellom kysttorsk og skrei, som Sigbjørn Lien og andre forskere gjorde rede for i artikkelen Torsk eller skrei? Gåten er endelig løst i Aftenposten Viten i mars 2016. Torskegåten ble den gang endelig løst ved å sekvensere genomet til over hundre torsk fra familier av oppdrettet skrei og kysttorsk.
Resultatene viste at kromosomforskjellen mellom skrei og kysttorsk forhindrer at de utveksler genetisk materiale. Skreien har et stort kromosomområde som består av hele 763 gener som er snudd på hodet på grunn av en mutasjon. Dette forhindrer altså nye genkombinasjoner når skrei og kysttorsk krysses.
Supergenet som styrer ørret-hunnen
Det spesielle med supergenet på kromosom 5 hos regnbueørret er at det har ulik effekt i hunner og hanner.
Supergenet stimulerer til havmigrasjon hos hunner noe som er fordelaktig for dem.
Effekten i hanner er annerledes og bidrar til at de forblir i elva og ikke foretar en risikofylt havvandring med fare for livet.
– Supergenet opprettholder optimal genetikk for ulike livsstrategier hos hanner og hunner og bidrar til å løse den genetiske konflikten mellom kjønnene, sier Sigbjørn Lien.
Referanse:
Devon E. Pearse mfl.: Sex-dependent dominance maintains migration supergene in rainbow trout. Nature Ecology & Evolution, 2019. (Sammendrag).
Doi:10.1038/s41559-019-1044-6
