Dambrugsfisk er ikke tilpasset livet i et naturligt miljø, og når de sættes ud i naturen og opblandes med en vild bestand, vil der ske en naturlig udvælgelse af individer med de gener fra vilde fisk, der gør dem tilpasset til et naturligt miljø. Kronik fra Ingeniøren af ph.d.-studerende Kristian Meier, DTU Aqua og Michael Møller Hansen, professor, Aarhus Universitet.
Af Kristian Meyer, ph.d.-studerende ved DTU Aqua og Michael Møller Hansen, professor, Aarhus Universitet.
Dambrugsfisk er ikke tilpasset livet i et naturligt miljø, og når de sættes ud i naturen og opblandes med en vild bestand, vil der ske en naturlig udvælgelse af individer med de gener fra vilde fisk, der gør dem tilpasset til et naturligt miljø. Det har vi fundet evidens for i en nylig afhandling om lokale tilpasninger hos den europæiske ørred (Salmo trutta). Studiet har ligeledes studiet givet indsigt i, hvilke gener der er involveret i temperaturtilpasning hos vilde ørreder, som kan have en betydning for fremtidige klimaforandringer.
I sidste halvdel af det 20. århundrede var mange vilde ørredbestande i tilbagegang på grund af menneskeskabte forringelser af ørredernes levesteder. I mange vandløb blev der derfor udsat dambrugsørreder for at kompensere for tilbagegangen af de vilde ørredbestande. I dag er disse udsætninger ophørt, fordi undersøgelser dokumenterede, at dambrugsfiskene, til trods for at de klarede sig dårligt i det naturlige miljø, fik afkom med de vilde fisk. Selv om denne type udsætninger er stoppet, er flere ørredbestande i dag imidlertid blevet opblandet med ikke-lokale dambrugsfisk i forskellig grad.
Det er nu blevet undersøgt, hvordan denne opblanding med dambrugsfisk påvirker vilde ørredbestande. Ved at analysere selektion på de enkelte gener har vi vist, at der er forskelle i tilpasninger mellem vilde ørreder og dambrugsstammer. Ideen er at sammenligne forskellige bestande fra forskellige miljøer og se på DNA-forskelle ved at benytte et stort antal molekylære markører. Herved er det muligt at vurdere, hvorvidt enkelte af disse markører er koblet til gener under selektion og adskille det fra neutrale processer som migration mellem bestande og tilfældig genetisk drift, der vil have en effekt på alle markører.
Undersøgelsen sammenligner en lang række nutidige vilde ørredbestande med dambrugsstammer, som er blevet brugt til udsætning. Vi benyttede også DNA fra gamle skælprøver helt tilbage fra 1940’erne og 50’erne af de vilde ørredbestande, fra før opblandingen med dambrugsfiskene fandt sted. Resultaterne viser, at der var forskellig selektion mellem dambrugsfisk og vilde bestande på mindst fire gener.
Selv om genernes funktion er delvis ukendt, tyder meget på, at de har betydning for saltvandstilpasning, gydetidspunkt, kropsvægt og temperaturtolerance. Dette kan betyde, at dambrugsfisk efter flere generationer i fangeskab har ændret deres gydetidspunkt, trives ved andre temperaturer end dem, de oplever i deres vilde miljø, er blevet tilpasset til et liv i ferskvand i disse dambrug, og at de har fået en anden optimal kropsvægt under disse forhold sammenlignet med vilde fisk.
Tilpasningen til disse anderledes miljøforhold i dambrug i forhold til i naturen kan forklare, hvorfor disse dambrugsfisk klarer sig dårligt i den vilde natur. Generne viste sig at være forskellige fra andre gener, der var under selektion mellem forskellige vilde bestande, og kan dermed være involveret i tilpasninger til forskellige naturlige miljøforhold. Endelig fandt vi evidens for, at der i en vild bestand, som var opblandet med dambrugsfisk, foregik en naturlig udvælgelse af individer som ikke havde genetisk materiale fra dambrugsfisk på de pågældende gener.
Alle disse resultater understreger, at dambrugsfiskene ikke er tilpasset livet i et naturligt vandløb. For de vilde bestandes vedkommende kunne vi vise, at selektion og dermed lokal tilpasning fik større betydning, jo større geografisk afstand der var mellem de enkelte bestande, et emne som har været meget omdiskuteret.
Et andet aspekt af lokale tilpasninger er, hvordan klimaforandringer vil påvirke vores ørredbestande. Fremtidige klimaforandringer kan vise sig at give lokalt tilpassede ørredbestande problemer. Fiskene risikerer, at de tilpasninger til lokale temperaturforhold, som i århundreder har givet dem fordelene i det lokale miljø ikke længere slår til, og de bliver ‘fremmede’ i deres eget vandløb.
Det er forventet, at temperaturtilpasninger spiller en vigtig rolle i den tidligste livshistorie i laksefisk. En tidligere dansk undersøgelse har således vist at, fra æggene er befrugtede og indtil ørredynglen kommer frem fra gydebankerne, er ynglen tilpasset de temperaturer, der findes i det lokale vandløb.
For at vurdere hvilke gener der kan være involveret i disse temperaturtilpasninger, anvendte vi ‘cDNA microarrays’. Dette er en teknologi, hvor udtrykket (ekspressionen) af flere tusinde gener bestemmes samtidigt, hvilket i forhold til andre metoder giver den fordel, at man får indsigt i, hvilke fysiologiske processer der er involveret i lokale tilpasninger. Vi benyttede et ‘common garden’-design, hvor vi opfostrede ørredyngel fra tre forskellige bestande under temperaturforhold svarende til dem i naturen.
Ideen med dette design er, at man holder ynglen under kontrollerede forhold, hvorved man kan adskille effekterne af miljø og arv. Herved kunne vi identificere gener og fysiologiske processer, der var udtrykt forskelligt mellem bestande og miljøer.
Det viste sig, at især gener involveret i stress- og immunresponser var involveret i lokale tilpasninger, og hvis bestandene fremover skal tilpasse sig ændrede temperaturforhold, er det således især i reguleringen af disse gener, vi vil forvente at se en effekt.
Kristian Meier er cand.scient., ph.d.-studerende ved DTU Aqua og har netop skrevet ph.d.-afhandling om ‘The molecular basis of local adaptation in brown trout’. Michael M. Hansen er dr.scient., ph.d., professor ved Institut for Bioscience ved Aarhus Universitet
Ovenstående artikel har været bragt som kronik i fagbladet Ingeniøren, 2. marts 2012.
Se artiklen på ing.dk