Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Tilpasning og artsdannelse hos europæiske ål

Èt af de vigtigste emner indenfor biologi handler om processerne, som er involveret i tilpasning hos arter og populationer til forskellige miljømæssige betingelser. Emnet er blandt andet vigtigt i forhold til at forstå, i hvilken grad tilpasning til klimaændringer kan finde sted. Epigenetik, defineret som modificering af DNA’et uden at ændre den genetiske kode, har vækket stor interesse i den seneste tid. For eksempel kan methylering af DNA’et (kemisk modificering af cytosin, én af de fire kemiske baser i DNA) tænde eller slukke for udtrykket af de enkelte gener, hvorved organismen nøje kan tilpasses forskellige miljøer. Imidlertid er det i de fleste tilfælde vanskeligt at skelne mellem de epigenetiske og genetiske faktorer.

Dette projekt fokuserer derfor på en organisme, som ikke gennem genetisk variation (ændringer i selve den genetiske kode, som foregår ved evolution over generationer) kan tilpasse sig til det lokale miljø, nemlig den europæiske ål, (Anguilla anguilla). Ålen gyder i Sargassohavet, hvorefter larverne føres med havstrømme til kystområder i Europa og Nordafrika, som repræsenterer en ekstrem variation fra subarktiske til subtropiske klimaer. Forskning har vist, at den europæiske ål er 'panmiktisk', hvilket vil sige, at alle individer indenfor arten tilhører én tilfældigt parrende population, uanset hvilken kontinental region de er vokset op i. Med andre ord kan en ål fra Island få afkom med en ål fra Marokko, og deres afkom kan ende i Irland. Det følger heraf, at de ikke gennem adskillige generationer kan tilpasse sig genetisk til lokale miljømæssige forhold, da det jo ikke er de samme forhold, de lever under fra generation til generation. I stedet må de benytte sig af andre mekanismer, som for eksempel epigenetiske.

Projektet tester en hypotese om, at ål, som ender i forskellige geografiske regioner, tilpasser sig lokale miljøer gennem forskelle i methylering af deres genomer. For at undersøge dette, sekventerer vi genomerne hos ål fra områder, der strækker sig fra Island til Marokko. Vi afdækker både den genetiske variation og variation i methyleringsgraden og er derfor i stand til at analysere, om methylering af specifikke gener er associeret med specifikke miljøfaktorer som for eksempel temperatur og primærproduktion. Vi tester desuden på hybrider mellem den europæiske og den amerikanske ål (A. rostrata), som er tæt beslægtede, om 'forstyrrelse' af methyleringsprocesserne spiller en rolle i arternes reproduktive isolation fra hinanden og dermed også i de processer, der har ført til deres artsdannelse.

Projektet har modtaget støtte fra Det Frie Forskningsråd | Natur og Univers.

Hvad har isbjerge med ål at gøre? Den europæiske og amerikanske ål gyder i et overlappende område af Sargassohavet, hvor der også foregår hybridisering mellem arterne. Vores hidtidige analyser af de to arters genomer viser imidlertid, at det ikke altid har været sådan. Således har arterne været reproduktivt isolerede i lange perioder, som svarer til de seneste istider. Muligvis skyldes det afsmeltning af kæmpestore isbjerge. Den øgede tilførsel af ferskvand har svækket Golfstrømmen og isoleret de to arters gydeområder. Siden er kontakten blevet genoprettet, således at der nu foregår en begrænset udveksling af genetisk materiale mellem arterne (Nikolic et al. 2020. Molecular Ecology 29, 565-577). Vi er interesserede i at undersøge, om denne ufuldstændige artsdannelse også betyder, at der ikke i samme grad er tale om 'forstyrrelse' af methyleringsprocesser, som man ellers har set i hybrider mellem andre arter.