Innavl kan være gunstig for noen arter på lang sikt

Svalbardreinen, blant alle reinsdyrunderarter, skiller seg ut for sitt høye innavlsnivå og sitt spesielt lave genetiske mangfold.

For rundt 7000 eller 8000 år siden reiste den første reinen til Svalbard, trolig fra Russland via New Zealand og øyene Franz Joseph Land. Starter med kanskje bare en håndfull, deres ankomst til den arktiske skjærgården kan virke som et vaklende grunnlag basert på evolusjonsteorien.

Høye forekomster av innavl kan føre til en opphopning av skadelige genetiske mutasjoner som kan forårsake sykdom og redusere overlevelsesraten.

Tilpass deg raskt til ekstreme miljøer.

Nicolas Dussex, postdoktor ved Institutt for naturhistorie ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU), studerte dette fenomenet nærmere. Dussex bemerket at til tross for disse innledende utfordringene, overlevde Svalbards rein ikke bare, men trivdes. Befolkningen overstiger nå 20 000 dyr.

Dussex fremhever sin bemerkelsesverdige utvikling for å tilpasse seg de ekstreme forholdene i Arktis. Sammenlignet med andre reinsdyr og nordlige karibu-underarter, er de mindre, har kortere ben, kan fordøye mose i fravær av lav, og kan justere døgnrytmen for å tilpasse seg de drastiske sesongendringene på Svalbard.

Et forskningssamarbeid mellom NTNU og andre institusjoner har fordypet seg dypere i den genetiske sammensetningen til svalbardreinene. Ved å undersøke genetiske prøver fra 91 reinsdyr, hadde studien som mål å oppdage forskjeller mellom dem og deres slektninger på fastlandet.

Professor Michael D. Martin, fra NTNUs institutt for naturhistorie, fremhevet den verdifulle informasjonen som kan hentes fra å studere slike isolerte bestander, spesielt gitt historien om nesten utryddelse av Svalbardrein på begynnelsen av 1900-tallet på grunn av overdreven jakt.

Forhindre utryddelse gjennom innavl

Denne nesten-utryddelsen, som resulterte i bare noen få overlevende, er kjent som en «flaskehals» i populasjonsbiologien. Et slikt scenario gir vanligvis undergang for en art på grunn av økt innavl.

Denne innavlen kan imidlertid ha en positiv side. Denne prosessen, kjent som «rensing», kan potensielt bidra til å eliminere skadelige mutasjoner. Ettersom skadelige mutasjoner manifesterer seg raskere i innavlede populasjoner, har berørte avkom en tendens til å reprodusere mindre, noe som sikrer at disse skadelige genene er mindre sannsynlig å bli ført videre. Dussex fremhevet paradokset at innavl på lang sikt kan ha positive effekter.

Paralleller som finnes hos andre dyrearter.

Forskningen trakk også paralleller med New Zealands Kakapo-papegøyer, som etter en lang periode med isolasjon og innavl viste tegn til å utrydde skadelige genetiske varianter fra deres bestand.

Brage Bremset Hansen, seniorforsker ved NTNU og Norsk institutt for naturforskning, trakk frem viktigheten av disse resultatene for populasjonsforvaltning og bredere genetiske studier. Han snakket om den gode genetiske helsen til Svalbards rein, til tross for mulige skadelige mutasjoner.

Dussex sa imidlertid at det fortsatt er ubesvarte spørsmål om hvor raskt disse mutasjonene hindres, enten det er over korte perioder av århundrer eller årtusener. Dette er et forskningsområde de ønsker å utvikle ved å bruke DNA-prøver fra eldgamle bein- og gevirrester.

I tillegg er teamet også investert i å forstå de fordelaktige mutasjonene som har gjort det mulig for reinsdyr å trives i Svalbards unike miljø. Forsker Mathilde Le Moullec var sentral i denne prosessen, og samlet inn flertallet av beinprøver fra hele Svalbard.

Overvinn hastigheten på klimaendringene

En overhengende trussel mot disse reinsdyrene er imidlertid akselerasjonen av klimaendringene. Ettersom Svalbard står overfor noen av de raskeste klimaendringene i verden, er det usikkerhet om reinens tilpasningsevne til endrede forhold. Raske transformasjoner av snødekke og vegetasjon vil kunne by på betydelige utfordringer.

Hansen advarte om at tilpasningsevnen rein viste etter den første koloniseringen av øyene kanskje ikke strekker seg til den nåværende raske oppvarmingen. Den reduserte genetiske variasjonen kan være en hindring.

Denne situasjonen kan gjenspeile vanskelighetene til mange landdyr med begrenset mobilitet ettersom de håndterer de raske og forstyrrende endringene forårsaket av global oppvarming. Likevel er Martin fortsatt optimistisk og antyder at denne forskningen legger grunnlaget for en dypere forståelse av arters tilpasningsevne i stadig skiftende miljøer.

Hele studien ble publisert i iScience.

Mer informasjon om innavl

Innavl, parring av nære slektninger, er et fenomen som observeres i hele dyreriket. Dette påvirker i stor grad det genetiske mangfoldet og den evolusjonære banen til arter.

Innavl fungerer som et tveegget sverd. Det kan fremheve skadelige mutasjoner og paradoksalt nok føre til utrensing av disse skadelige allelene fra genpoolen. Dette forbedrer da tilpasningen og overlevelsen til en art.

Biologisk mangfoldskrise

Innavl skjer vanligvis når populasjoner blir isolert eller reduseres i størrelse, noe som fører til en reduksjon i genetisk mangfold. Dette øker homozygositeten, så avkom arver identiske alleler fra begge foreldrene.

Denne genetiske likheten bringer ofte recessive og skadelige mutasjoner i forgrunnen, forårsaker en rekke genetiske lidelser og reduserer generell kondisjon og overlevelse.

Mange arter, inkludert geparden og kjempepandaen, lider av de skadelige effektene av innavl. Dette skyldes nedgangen i deres isolerte populasjoner og tap av habitat. Redusert genetisk mangfold gjør disse artene mer utsatt for sykdom og reduserer deres evne til å tilpasse seg miljøendringer.

Rensing og gunstige mutasjoner.

Tvert imot kan innavl også være en mekanisme for genetisk foredling. Etter hvert som skadelige mutasjoner blir mer uttalt, er det mindre sannsynlig at individer som bærer dem reproduserer seg, og eliminerer gradvis disse skadelige allelene fra befolkningen.

Som nevnt ovenfor er denne prosessen kjent som «rensing» og kan teoretisk føre til mer robuste populasjoner på lang sikt. Tilfeller av innavl, som det som er observert hos Svalbardrein, illustrerer hvordan isolerte bestander kan overleve og til og med trives til tross for høye nivåer av innavl. De skylder sin overlevelse til eliminering over tid av skadelige genetiske varianter.

Adaptiv evolusjon

Innavl kan også akselerere fikseringen av fordelaktige mutasjoner i en populasjon, og dermed fremme adaptiv evolusjon.

Når gunstige alleler dukker opp, kan innavl bidra til å raskt spre disse gunstige egenskapene i hele befolkningen. Dette gjør at arten kan tilpasse seg raskere til miljøet.

Dette er spesielt viktig i isolerte eller nylig etablerte populasjoner, hvor rask tilpasning kan være avgjørende for overlevelse.

Håndtering av innavl

Å erkjenne de komplekse konsekvensene av innavl er avgjørende for bevaring og forvaltning av biologisk mangfold. Forskere studerer aktivt mønstre for innavl og deres konsekvenser for å utforme strategier for å opprettholde genetisk mangfold i truede populasjoner.

I mange tilfeller brukes intervensjoner som translokasjoner for å introdusere nytt genetisk materiale i innavlede populasjoner. Denne prosessen forbedrer deres genetiske helse og adaptive potensial.

Dyrehager og dyrelivsbevaringsprogrammer bruker ofte forsiktige avlsstrategier for å forhindre innavlsdepresjon og opprettholde den genetiske kraften til truede arter.

Oppsummert spiller innavl en kompleks dobbel rolle i dyreriket. Selv om det ofte fører til en reduksjon i genetisk mangfold og kan fremheve skadelige mutasjoner, baner det også vei for eliminering av disse skadelige allelene og forsterkning av fordelaktige alleler, og fremmer dermed adaptiv evolusjon.

En nyansert forståelse av innavl og dens virkninger er avgjørende for effektiv bevaring og forvaltning av biologisk mangfold i en verden i rask endring.

—

Liker du det du leser? Abonner på vårt nyhetsbrev for å motta interessante artikler, eksklusivt innhold og de siste oppdateringene.

—