Náttúrulegt val og þróun svipfarsbreytileika meðal íslenskra dvergbleikju stofna - verkefni lokið
Fréttatilkynning verkefnisstjóra
Aðalmarkmið þessarar rannsóknar er að bæta skilning á lífssögu dvergbleikjustofna (Salvelinus alpinus) í lindakerfum Íslands og að skoða hvaða þátt umhverfið gegnir í að móta þessa lífssögu.
Sérstaða þessarar rannsóknar felst í því að sýni eru tekin úr fjölmörgum stofnum sem hafa nýlega þróast (<12,000 ára) samhliða og tiltölulega hratt. Þeir hafa þá sérstöðu að svipgerð einstaklinga er mjög breytileg á meðal stofna.
Stofnerfðafræðilegar rannsóknir hafa sýnt að fjölmargir dvergbleikjustofnar hafa þróast sjálfstætt í aðskildum vatnakerfum, gjarnan í lindakerfum á eldvirkum svæðum á Íslandi. Fiskar úr þessum stofnum eru mjög líkir, bæði í svipgerð og lífsferlum, en sýna samt sem áður lítillegan breytileika í svipgerð og er sá breytileiki talinn tengjast umhverfisþáttum. Lítið er vitað um lífssögu dvergbleikju í lindakerfum Íslands. Í þessari rannsókn er breytileiki í lífssögu skoðaður á milli stofna og einstaklinga innan stofna sem finna má í aðskildum en vistfræðilega svipuðum búsvæðum. Þetta gefur okkur einstakt tækifæri til þess að meta hvaða áhrif umhverfið og náttúrulegt val hefur á lífssöguþróun.
Samtals voru rúmlega 3000 einstaklingum safnað úr 35 dvergbleikjustofnum (~60 úr hverjum stofni) um allt land. Fiskar voru rafveiddir, lengdarmældir (mm), vigtaðir (g), myndaðir, lógað, krufnir, kyngreindir og kvarnir úr þeim teknar. Umhverfismælingar (sýrustig, hiti, leiðni, straumur) voru einnig teknar á hverjum stað. Kvarnir voru notaðar til þess að aldursgreina fiska á svipaðan hátt og er gert þegar tré eru aldursgreind. Upplýsingar um aldur voru svo notaðar til að meta meðaltal vaxtarhraða einstaklinga innan stofna, aldurs hænga og hrygna við kynþroska, lengd hænga og hrygna við kynþroska og lengd hænga og hrygna við þriggja, fjögurra og fimm ára aldur. Þessi gögn voru svo borin saman við umhverfisgögnin.
Niðurstöðurnar benda til þess að marktækur breytileiki sé í öllum lífssöguþáttum á meðal allra stofnanna. Einnig fannst marktæk fylgni á milli umhverfis- og lífssöguþátta. Með öðrum orðum sýndu allir lífssöguþættir sem mældir voru, marktæka fylgni við sýru- og hitastig. Þessar niðurstöður benda til þess að lífssöguþættir séu mjög breytilegir á meðal stofna. Breytileiki lífssöguþátta á milli stofnanna og tengsl þeirra við umhverfismælingarnar benda sterklega til þess að umhverfi og náttúrlegt val gegni lykilhlutverki í mótun breytileika lífssögu dvergbleikjustofna á Íslandi.
English
This study aims to shed light on the life history of small benthic (SB) Arctic charr (Salvelinus alpinus) populations in spring-fed systems throughout Iceland and also to determine the role that the environment may play in shaping the life history of these populations. The originality of the study lies in using a high number of populations and repeatedly sampling from systems in which recent and rapid diversification has led to the independent parallel evolution of multiple populations of SB charr which display fine scale life history variation.
A multitude (>500) of populations of SB Arctic charr (Salvelinus apinus) have evolved in parallel, and in complete isolation from one another throughout the neo-vocanic zone of Iceland. SB Arctic charr all have a similar dwarf body form, yet populations and individuals within populations vary slightly in certain morphological characteristics and this is thought to be due to the influence of ecological factors. However, little is known about the life history of SB Arctic charr in Icelandic spring-fed systems. Here we focus on fine scale life history differences among and within populations of the same species which occupy separate, yet ecologically similar environments. This provides a unique opportunity to assess the influence that the environment and natural selection may have in the evolution of life history.
We sampled ~60 individuals from each of the 35 populations of SB Arctic charr chosen throughout the neo-volcanic zone. Fish were captured using electrofishing equipment and were then measured (mm), weighed (g), photographed, euthanized, dissected, sexed and had their otoliths (inner ear bones) removed. Environmental factors such as pH, temperature, conductivity and current were also measured at each location. Otoliths were used to determine the age of individual fish in much the same way as tree rings can be used to age trees. This information was then used to determine the average growth rate of individuals within populations, the mean age of males and females at maturity, the mean length of males and females at maturity, as well as the mean length of males and females at ages 3, 4, and 5. This was then compared to the environmental data.
Our results indicate significant variation among all populations in all life history charactersistics tested. Moreover, we also found significant, and consistent relationships between environmental factors and life history characteristics. That is to say, all life history factors correlate with pH & temperature. These results show that life history characteristics of SB Arctic charr populations are quite variable among populations. Moreover, our results also provide a strong indication that the environment and natural selection may be playing an instrumental role in driving life history diversification among these populations.
Heiti verkefnis: Náttúrulegt val og þróun
svipfarsbreytileika meðal íslenskra dvergbleikjustofna/ Natural selection and the evolution of
phenotypic diversity of small benthic Arctic charr (Salvelinus alpinus) in
Iceland
Verkefnisstjóri: Sigurður Halldór Árnason, Háskólanum á Hólum
Tegund styrks: Doktorsnemastyrkur
Styrktímabil: 2017
Fjárhæð styrks: 4,76 millj. kr. alls
Tilvísunarnúmer Rannís: 174553
