Artiklene på den kanadiske gaupa som har blitt publisert i Science, Nature og Proceedings of National Academy of Science (PNAS) - og som kommer til å bli publisert i framtiden - er unike på verdensbasis.

For første gang i forskningsverdenen viser genetikere, evolusjonsbiologer, økologer og statistikere sammen at nettopp disse fire fagfeltene satt i kontekst må til for å kunne forklare hvorfor den kanadiske gaupa er genetisk skrudd sammen som den er - og hva som driver evolusjonen av den.

“En pakke med vær” og snøkonsistens er stikkord.

Bak forskningen står økologen Nils Christian Stenseth, genetikeren Kjetill S. Jakobsen og post.doc Eli K. Rueness fra Centre for Ecological and Evolutionary Synthesis ved Universitetet i Oslo, samt statistikere og samarbeidspartnere i Canada og USA.

Oppstart 1999

Foreløpig siste fase i arbeidet med den kanadiske gaupe startet i 1999, da Eli K.
Rueness var doktorgradsstudent. Noe av bakgrunnen for å se på nettopp denne arten var at Rueness, Jakobsen og Stenseth hadde samarbeidet med svenske forskere på gaupa i Norge og Sverige.

Samme år hadde Stenseth publisert en økologi-artikkel i Science sammen med en rekke andre. I artikkelen konkluderte forskerne at det ser ut til at gaupa er delt inn i tre populasjoner i Canada, noe som kan være klimatisk betinget.

Fire år tidligere hadde Stenseth publisert en kommentar til en artikkel av Krebs et. al i Science, hvor forfatterne så på svingningene mellom snøskohare og den kanadiske gaupa.

Rueness, Jakobsen og Stenseth satte fram en hypotese om at den genetiske struktureringen av gaupe kunne være lik den økologiske fordelingen av dyrene, og de bestemte seg for å teste dette.

De samlet dermed inn materiale for DNA-analyse fra kanadisk gaupe fra hele Canada og Alaska, med hjelp av jegere og viltforvaltere.

Stemmer overens

Rueness analyserte så mitokondrielt DNA og mikrosatellitt DNA fra gaupene. Selv om den kanadiske gaupa er den samme arten over hele kontinentet, kan analyser av DNA avsløre om det finnes populasjoner eller grupperinger av gaupene som er lite i kontakt med hverandre.

Det vil si at disse grupperingene vil ha litt ulik genetisk sammensetning, som lett sees på mikrosatellitt DNA som muterer raskere enn annen type DNA.

Analysene viste da at det finnes tre populasjoner av kanadisk gaupe; én i vest på Stillehavskysten i området British Columbia, en annen midt i Canada som dekker de kontinentale områdene, og en tredje som befinner ved Atlanterhavskysten.

Disse tre gaupe-grupperingene stemte overraskende godt overens med de økologiske observerte populasjonene. Men hvorfor?

Usynlig barriere

Den genetiske og økologiske forskjellen mellom gaupene i vest ved British Columbia og resten av gaupene i Canada kan trolig forklares med en fysisk barriere som er lik Rocky Mountains.

Men forskjellen mellom kontinentalgaupene og de atlantiske gaupene er ikke opplagt. Mellom disse to populasjonene finnes ingen barrierer, i alle fall ikke fysiske, så i Nature-artikkelen i september 2003 hvor de norske forskerne lanserer funnene sine, foreslår de en “usynlig barriere”.

Den “usynlige barrieren” bestemmes muligens av været - eller av en hel “pakke med vær”, som for eksempel North Atlantic Oscilliation (NAO): På samme måte som været er forskjellig fra Vestlandet og Østlandet i Norge, deler NAO Canada sørøst for Hudson Bay. På den ene siden av “delelinja” er været motsatt av hvordan det er på den andre siden av delelinja.

Men kan NAO forklare de genetiske og økologiske populasjonene av den kanadiske gaupa? Og hvorfor stemmer økologisk og genetisk populasjon overens?

Litt usynkronisert

I deres nye artikkel i PNAS forklarer de norske forskerne hvilke mekanismer som ligger bak de genetiske forskjellene mellom de tre observerte gaupepopulasjonene.

Ved hjelp av antall gaupeskinn fra pelsindustrien fra Hudson Bay Company records - 1897 til 1934 - og Statistics Canada Records - 1920 til 1994 - og statistiske simuleringer av en økologisk populasjonsmodell, kommer de norske forskerne opp med mønstre som stemmer med de observerte geografiske mønstret.

Det viser seg at de tre grupperingene er usynkroniserte i sine populasjonssvingninger seg i mellom, men ikke innad. Populasjoner innen de tre grupperingene er litt ute av fase med hverandre. Det vil si at gaupetoppår kommer til litt forskjellige tidspunkter i den vestlige, kontinentale og østlige delen av kontinentet.

I tillegg viser modellen at gaupene innad i en populasjon migrerer når populasjonsstørrelsen er i nedgangsfasen.

Årsaken til denne oppførselen mener Stenseth og hans kolleger at kan være det lokale klimaet i området gaupene bor på. Det vil si at det er klima som er grunnen til at de tre populasjonene er usynkroniserte.

At det er ulikt klima fra vest til øst i Canada er forholdsvis logisk, men hva er det som skaper ulikt klima mellom kontinentale og østlige eller atlantiske deler av Canada?

Igjen er muligens svaret “den usynlige barrieren” forårsaket av NAO eller “en pakke med vær”, sier de norske forskerne.

Snøkonsistens

Når det er mange varmeperioder i det kontinentale Canada, er det stort sett kaldt på den atlantiske delen av Canada - og visa versa. Dette gir annerledes snøforhold om vinteren i de to områdene.

I den neste artikkelen de norske forskerne publiserer om den kanadiske gaupa er det dette som er temaet. Her viser de at det mest trolig er hvordan snøkonsistensen er i ulike deler av Canada som gir opphav til de genetiske og økologiske geografiske grupperingene.

For snøskoharene har en fordel i bløt snø i forhold til gaupa, da bruker den snøskoene sine til å flyte på snøen, mens gaupa synker ned og sliter med å bevege seg og fange middagsmat.

For å se på denne delen av forklaringen har forskerne samarbeidet med kanadiske forskere som har observert ulik jakteffektivitet hos gaupe ved ulik snøkonsistens, det vil si i bløt og hard snø.

Tverrfaglig samarbeid

Alt arbeidet med den kanadiske gaupa etter artikkelen i Nature, er med å bekrefte hypotesen om at klima kan være en driver av den observerte økologiske og genetiske forskjellen mellom Canada sine tre gaupegrupperinger, sier Rueness.

- Artikkelen i PNAS viser noe nytt innen forskning fordi vi er de første til å integrere økologi og genetikk på den måten som vi gjør, sier Stenseth.

Han mener dette er et eksempel på hva CEES vil og skal være; et samarbeid mellom statistikere, økologer og genetikere for å bringe fram ny kunnskap på hvordan ting henger sammen i den biologiske verden.

Les mer:

Nature

Science

PNAS