Erfðamengjafræði samhliða þróunar bleikjuafbrigða á Íslandi - verkefni lokið
Fréttatilkynning verkefnisstjóra
Þróun og tegundamyndun eru hugtök sem eru almenningi kunnug en skilningur á þessum ferlum er líkast til takmarkaður. Engu að síður má finna í íslenskri náttúru tegundir eins og bleikju sem býður upp á tækifæri til að svara mikilvægum spurningum er varða tilurð og viðhald tegunda.
Bleikjan (Salvelinus alpinus) nam land í íslensku ferskvatni fyrir um 10 þúsund árum þegar ísaldarjökullinn hopaði en síðan þá hafa myndast fjölbreytileg afbrigði í ám og vötnum. Þessi mikli breytileiki sem þróast hefur á tiltölulega stuttum jarðsögulegum tíma býður upp á kjöraðstæður til rannsókna á orsakasamhengi afbrigðamyndunar, t.d. hvort um sé að ræða samhliða (parallel) aðlögun. Rannsóknir okkar á íslenskum bleikjustofnum miða að því að skýra hvernig breytileiki í umhverfi þessara stofna hefur mótað þá á mismunandi vegu. Í þessu sambandi má benda á mýmörg dæmi um bleikjur í köldum lindum sem eru smávaxnar og svipaðar að lögun og lit. Þá eru og mörg dæmi um vötn þar sem finna má tvö til fjögur afbrigði sem nýta mismunandi vistir, og eru ólík að lit, stærð og lögun. Með því að skima hluta erfðamengis höfum við sýnt að dvergbleikjustofnar eru almennt erfðafræðilega aðskiljanlegir og hafa í flestum tilfellum þróast aðskildir, hver á sínum stað. Með sömu aðferðum höfum við sýnt að þrjú af fjórum afbrigðanna í Þingvallavatni, kuðungableikjan, dvergbleikjan og murtan, eru erfðafræðilega aðskilin. Fjórða afbrigðið, sílableikjan er skyldust murtunni og líklegast er að sílableikja sé í raun murta sem hættir að nærast á dýrasvifi og fer að éta smáfisk, hornsíli eða bleikjuseiði. Við þessi umskipti eykst vaxtarhraðinn og fiskarnir ná meiri stærð við kynþroska og erfðagögnin benda til þess að í sumum tilfellum geti sílableikjur makast með kuðungableikjum. Með því að samþætta ofangreind gögn og erfðagögn úr tjáningarmengi og heilraðgreiningu erfðamengis bleikjuafbrigða úr Þingvallavatni stefnum við að því að greina erfðasæti og breytileika sem tengjast eiginleikum sem aðgreina mismunandi afbrigði.
English:
Evolution and speciation are terms well known to the public but poorly understood or sensed from daily life. However, for Icelanders, Arctic charr, a common fish species in Icelandic freshwaters, provides great opportunities address fascinating questions regarding the evolution of diversity and speciation. Arctic charr (Salvelinus alpinus) colonized Icelandic freshwater systems following the retreat of the ice cap around 10,000 years ago, and since then have diversified into multiple forms, represented by anadromous, stream dwelling and lake dwelling populations. Given this scenario and the geologically short time frame, the Icelandic Arctic charr invite studies aimed at understanding the dynamics of adaptive divergence and parallelism. We have worked on Icelandic charr populations to understand how variable nature has shaped the fish populations into either small dwarf forms found in vocalnic spring-fed streams/ponds, or co-existing charr ecomorphs inhabiting different lake habitats and differing in size, color, head shape and reproductive preference. Using reduced genome-wide sequencing we found that Icelandic dwarf charr populations were genetically distinct and have in most cases evolved independently in different locations. In Lake Thingvallavatn we can confirm that three of the four morphs, the large- and small benthic charr and the pelagic charr, are genetically distinct. The fourth (piscivorous charr) are closely related to the pelagic charr and may arise when juvenile pelagic charr undergo a diet shift to piscivory. These fish sustain fast growth rate and mature at a larger size and the genetic data suggests that some may successfully mate with large benthic charr. By integrating the data on genomic and morphological variation and data on genetic variation from transcriptomics and whole genome sequencing of sympatric morphs from Lake Thingvallavatn we aim to evaluate the repeatability of genetic evolution and reveal loci and potentially variants associating with diverging traits.
Heiti verkefnis:
Erfðamengjafræði samhliða þróunar bleikjuafbrigða á Íslandi/Ecological
genomics of parallel evolution in Icelandic Arctic charr
Verkefnisstjóri: Han Xiao, Háskóla Íslands
Tegund styrks: Doktorsnemastyrkur
Styrktímabil: 2019
Fjárhæð styrks: 6,855 millj. kr. alls
Tilvísunarnúmer Rannís:
195908
