Det har snart gått femti år siden en dansk havforsker oppdaget at torsken langs Norskekysten har to forskjellige utgaver av det viktige hemoglobinmolekylet, som sørger for å binde oksygen i de røde blodlegemene.

Den livlige polartorsken og skreien i Barentshavet har en hemoglobinvariant som er svært effektiv til å ta opp oksygen i kaldt vann, mens nordsjøtorsken har en hemoglobinvariant som er overlegen til å binde oksygen i varmere vann. Det har istorsken også, sjøl om den liker seg i kaldt vann, og dermed er den noe tregere enn polartorsken.

Hemoglobin er et stort molekyl bygd opp av fire proteiner som hver gir plass til å binde et oksygenmolekyl. Hemoglobinmolekylet transporterer så oksygenet rundt til alle kroppens celler. Det finnes mange varianter av hemoglobin rundt om i dyreriket, som gjennom evolusjonen har tilpasset seg forskjellige temperatur- og oksygenforhold.

Nå har forskere ved Nofima Marin funnet årsaken til forskjellige torskestammers tilpasning til ulike temperaturer og oksygenforhold: Stammene har forskjellige varianter av genet som inneholder oppskriften for ett av hemoglobinets proteiner. Hvert protein er bygd opp av 150 aminosyrer, og den store forskjellen mellom torskens hemoglobinvarianter skyldes at kun to viktige aminosyrer er byttet ut.

Andesgås med torskens mutasjon

Ved å identifisere genet som er årsaken til torskestammers forskjellige evne til å binde oksygen til hemoglobinet i blodet, har forskerne løst en nærmere 50 år gammel gåte. De har også oppdaget at skreien i Barentshavet har den samme mutasjonen som torsken i Østersjøen.

Men forskerne har oppdaget en enda mer forbløffende sammenheng: Også gås i Andesfjellene (Chloephaga melanoptera) – en art som står mildest talt langt fra torsken i dyrerikets stamtre – har nøyaktig den samme mutasjonen!

Samme problem, samme løsning

– Andesgåsa og østersjøtorsken har det samme problemet, nemlig at det er vanskelig å få tak i nok oksygen til alle kroppens funksjoner, forklarer Øivind Andersen. Han er seniorforsker ved Nofima Marin (tidligere Akvaforsk) og professor ved Universitetet for miljø og biovitenskap på Ås. I slutten av april presenterte han resultater fra sin forskning under Forskningsrådets Havet og kysten-konferanse.

– Østersjøen er til dels svært oksygenfattig gjennom store deler av året. Andesgåsa lever i høyder opp til ca 6000 meter over havet hvor lufta er tynn og oksygenfattig, sier Andersen. I Barentshavet er ikke vannet oksygenfattig, men til gjengjeld er temperaturene så lave at skreien trenger mye oksygen for å holde livsprosessene gående. 

– Det er veldig interessant at så ulike arter som gås og torsk har utviklet nøyaktig den samme mekanismen for å skaffe seg det oksygenet de trenger, påpeker Andersen.

Østersjøtorsken sitter med svarteper

Det er nå identifisert ti ulike hemoglobingener hos atlanterhavstorsk, og til sammen gir dette muligheter for svært mange varianter. Torsken som art har dermed store muligheter til å tilpasse seg kommende klimaendringer. Men for østersjøtorsken ser det mørkt ut hvis temperaturen i havet øker.

– Våre funn viser at østersjøtorsken er den mest sårbare bestanden av atlanterhavstorsk. Torsken i Østersjøen har allerede problemer nok som det er, på grunn av mye forurensning og et sterkt innslag av brakkvann.

Heldigvis er østersjøtorsken utstyrt med den hemoglobinvarianten som er mest effektiv til å binde oksygen ved lave temperaturer. Østersjøen er nemlig fortsatt kald gjennom store deler av året, sier Andersen.

Nå frykter forskerne at klimaendringer på grunn av den globale oppvarmingen vil kunne gi fisken store problemer.

- Østersjøtorsken vil søke stadig dypere i vannmassene for å finne temperaturer og saltholdighet den trives med. Men der nede er oksygeninnholdet faretruende lavt. Det ser ut til at østersjøtorsken har trukket «svarteper», advarer Andersen.

Praktiske konsekvenser

Øivind Andersen og kollegene har oppdaget en mutasjon som illustrerer Darwins evolusjonsteori på en forbilledlig måte, og det i selve Darwin-året.

 – Men dette er også en oppdagelse som kan få praktiske konsekvenser. Hvis man for eksempel skal drive torskeoppdrett både i Tromsø og i Bergen, bør man vurdere om den samme stamfisken skal benyttes.

- Under ekstreme forhold vil kaldtvannstorsken fra Tromsø muligens ikke trives i Bergen. Og omvendt vil varmtvannstorsken fra Bergen ikke trives i Tromsø, antyder Øivind Andersen.

Les mer:

Forskningsrådets program: Havet og kysten (HAVKYST)