Öxlar og ferlar sveigjanlegs svipfars og þróunarlegs breytileika - verkefni lokið
Fréttatilkynning verkefnisstjóra
Niðurstöðurnar úr verkefninu hafa aukið skilning á breytileika í útliti og virkni lífvera, sem skiptir máli fyrir vistfræði og þróunarfræði. Þær hjálpa okkur einnig með aðgerðir til að vernda og stýra nýtingu á laxfiskastofnum hérlendis. Bleikja er mikilvægur veiðifiskur og einnig notuð í fiskeldi. Tegundinni hnignar á heimsvísu og hérlendis, að öllum líkindum vegna loftslagsbreytinga. Aukinn skilningur á sveigjanleika sjóbleikja og afbrigða vatnableikja hérlendis getur upplýst okkur um hvort og þá hvernig þessir stofnar geti brugðist við yfirstandandi breytingum á loftslagi.
Sveigjanlegt svipfar getur aukið hæfni lífvera með því að leiða til bættrar svipgerðar við vissar umhverfisaðstæður. Samkvæmt einu líkani gerir sveigjanleiki stofns honum kleift að nema nýjar vistir, en síðan mun sveigjanleikinn minnka samfara aðlögun að nýja svæðinu. Samkvæmt öðru líkani eykst sveigjanleikinn samhliða nýtingu nýrra vista.
Við gerðum tilraun til að meta sveigjanleika í náttúrulegum stofnum bleikju, sjóbleikju (forföður) og vistgerðum úr tveimur vötnum. Gögnin sýna mun á milli afbrigða, áhrif fæðumeðferðar og samspil á milli breyta, sem hefur áhrif á vöxt og form höfuðs og kjálka. Niðurstöðurnar benda til að sveigjanleiki sé mismikill eftir eiginleikum og stofnum. Þrátt fyrir að í nokkrum eiginleikum væri samhljómur með sveigjanlega svarinu og þróunarmunur á milli afbrigða, styðja gögnin ekki líkanið um að sveigjanleiki ýti undir þróun. Æxlanir á milli gerða sýndu litla skörun milli erfða, eiginleika og sveigjanleika í þeim, líklega vegna ólíkra gena. Við gátum ekki greint genatjáningu í verkefninu, m.a. vegna Covid, en hyggjumst gera það í framtíðinni. Niðurstöðurnar benda til að sveigjanleiki og þróunarbreytingar kunni að vera tengd, en eiginleiki þroskunar og lífvera gerir mögulega mósaíska þróun margra eiginleika og sveigjanleika í þeim vegna svörunar við umhverfisþáttum.
Fjögur handrit eru í vinnslu. Þau byggja á niðurstöum um vöxt, höfuðlögun, tiltekna eiginleika fæðuöflunarfæra og samband sveigjanleika og þróunar útlits. Að auki eru þrjú handrit í vinnslu, sem byggja á samstarfi sem nýtir efnivið úr verkefninu. Einn meistaranemi hefur útskrifast og tveir í viðbót ljúka prófi í júní 2022. Nokkur þúsund ljósmyndir af fiskum, gagnaskrár og raðgreiningargögn úr verkefninu verða gerð aðgengileg á Figshare, Data.dryad.org og NCBI samhliða birtingu handrita.
English:
Adaptive plasticity has been found in many organisms, and it may enable them to respond to environmental factors to improve fitness. It was hypothesized that plasticity in ancestral populations enables colonization of new habitats but then is reduced in derived populations as they adapt, while one alternative model posits that plasticity will increase with colonization of new habitats. We conducted a plasticity experiment with natural populations of Arctic charr, including putative ancestor and derived morphs from two lakes. The data show clear differences between morph, impact of the diet treatment and interactions between these variables, in growth and multiple aspects of head and craniofacial morphology. The data suggest plasticity varies substantially by traits and morphs, and do not support the hypothesis that high levels of ancestral plasticity promote divergence. However, several traits showed congruence of plastic responses and divergence. Genetic crosses suggest the inheritance of traits and plasticity in them are not highly related, suggesting influence of different genes. Analyses of gene expression were not conducted because of covid. The results suggest plasticity and divergence may be related, but the modular development of organismal form enables mosaic evolution of multiple traits and their capacity for plastic responses to specific environmental conditions.
∙ Information on how the results will be applied
The results from this study improve our understanding of morphological and ecological variation in organisms, that has relevance for studies of ecology and evolution. But the results also help us with conservation and management of natural resources. Arctic charr are a major sport fish in Iceland, but also breed for Aquaculture. The species has experienced decline in the subarctic region most likely due to environmental challenges, and understanding of the plastic capacity of the river charr and lake populations may tell us if these populations can cope with those or not.
∙ A list of the project’s outputs
Four manuscripts are in preparation based on data from this project, summarizing results on growth, head morphology, overall body and craniofacial morphology and relationship of plasticity and divergence. Additionally, three other manuscripts from colloborations based on material from this project are in preparation. One MS student working on this project has defended and two more are graduating in June 2022. Thousands of images of fish from the project, along with datafiles and sequencing data will be made available on Figshare, Data.dryad.org and NCBI-genebank in junction with publication of relevant manuscripts.
Heiti verkefnis: Öxlar
og ferlar sveigjanlegs svipfars og þróunarlegs breytileika / Shared or
diverging axes of developmental plasticity and evolutionary change
Verkefnisstjóri: Arnar Pálsson, Háskóla
Íslands
Tegund styrks: Verkefnisstyrkur
Styrktímabil: 2018-2020
Fjárhæð styrks: 56,1 millj. kr. alls
Tilvísunarnúmer Rannís: 184897
