Forskerne Matthew Baranski og Celeste Jacq i Nofima er blant forfatterne på artikkelen i det prestisjetunge tidsskriftet Nature (foto: Jon-Are Berg-Jacobsen/Nofima)..

Fant laksens pubertetsgen

En Nature-publikasjon

Ett enkelt gen spiller en helt sentral rolle for om en laks går opp i elva for å gyte som smålaks eller storlaks. Nå har forskere funnet genet og avslørt dets hemmelighet.

Kontaktperson
Portrettbilde av Celeste Jacq
Celeste Jacq

Forsker
Tlf.: +47 482 54 804
celeste.jacq@nofima.no

Om prosjektet

Det er forskere fra NMBU, Nofima, AquaGen, Norsk institutt for naturforskning (NINA), Universitetet i Turku, Rådgivende biologer, Universitetet i Edinburgh og Natural Resources Institute i Finland som har deltatt i prosjektet. Forskningen er en del av prosjektet QuantEscape, som er finansiert av Norges forskningsråd. Målet er å forstå mer om de genetiske effektene av rømt oppdrettslaks på ville laksebestander.

Jo lenger en laks oppholder seg i sjøen før den blir kjønnsmoden, jo større blir den, og desto flere avkom kan den få. Store laksehunner legger flere egg, og store laksehanner vinner lettere slåsskampen med andre gyteklare hanner i elva. Størrelsen teller, med andre ord.

– Vi har funnet ett enkelt gen som forklarer hele 39 prosent av variasjonen i alder ved kjønnsmodning hos laks, og dermed også størrelsen, forklarer Sigbjørn Lien, professor ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU).

Dette er i seg selv uvanlig siden alder ved kjønnsmodning er regnet for å være en egenskap som blir styrt av svært mange gener.

– Hos mennesker er det funnet veldig mange gener som påvirker pubertetsalder, men til sammen forklarer alle disse genene under 3 prosent av variasjonen, sier Lien.

Genet forskerne fant har to hovedvarianter.

– Laks som arver den ene varianten av genet vil kunne ha en forskjell i pubertetsalderen på nesten ett år sammenliknet med den andre varianten, fortsetter Lien.

Det er imidlertid bare starten på oppdagelsen.

Størrelsen teller mest for hunnlaksen

Å tilbringe mer tid i sjøen for å bli større medfører en betydelig fare for å ikke overleve fram til gyting. Dette dilemmaet har ulike optimale løsninger for de to kjønnene.

En liten hann har nok spermier til å få mange avkom, men han må bli veldig stor om han skal vinne slåsskampene i elva. Det er altså ikke noe poeng å bli bare litt større for en laksehann. En hunn derimot, får flere avkom jo større hun er.

Hannene og hunnene har i all hovedsak det samme genetiske materialet. Så hvordan unngår laksen at den naturlige seleksjonen blir en dragkamp mellom kjønnene, der hverken hannene eller hunnene kjønnsmodnes ved den optimale alderen?

Svaret som norske og finske forskere har funnet, ble nylig publisert i tidsskriftet Nature.

Kjønnet påvirker hvilken genvariant som dominerer

Genet som styrer alder ved kjønnsmodning finnes altså i to varianter. Vi kan kalle dem storlaksvarianten og smålaksvarianten, siden alder ved kjønnsmodning henger sammen med størrelse.

– Det vi kaller en smålaks har kun vært én vinter i sjøen før den går opp i elva for å gyte, mens en storlaks har tilbrakt tre vintre i sjøen før den er gyteklar, forklarer Kjetil Hindar, som er forskningsleder i NINA.

En laks som har to storlaksvarianter av genet kjønnsmodnes sent, mens en laks som har to smålaksvarianter av genet kjønnsmodnes tidlig.

– Det virkelig overraskende er at det viser seg at laks som har en av hver variant vil bli stor dersom laksen er en hunn, men liten dersom det er en hann, forklarer Hindar.

Det er altså kjønnet til fisken som bestemmer hvilken genvariant som dominerer dersom fisken har begge variantene, og det er den genvarianten som er optimal for det aktuelle kjønnet.

Det er derfor sannsynlig at laks som har begge genvariantene i gjennomsnitt etterlater seg flest avkom. Dette forklarer hvorfor begge genvariantene blir bevart i bestanden.

ingressimage_laksLette blant 220 000 genetiske markører i 1500 fiskeskjell

Forskerne tok utgangspunkt i fiskeskjell fra 1500 laks i fra 57 laksebestander (54 elver) i Norge og Finland.

Fiskeskjellene kan benyttes både til å isolere og kartlegge DNAet, det vil si hver enkelt fisks genetiske kode, i tillegg til at de fungerer som en ferdskriver som gir unik innsikt i livet til en laks. Som årringer i et tre, har også fiskeskjell ringer. Årringene dannes etterhvert som fisken vokser, og vekstsonene mellom hver årring forteller hvor raskt fisken vokser, hvor mange år den tilbrakte som laksunge i ferskvann og hvor lenge den var i havet før den ble kjønnsmoden.

I DNAet som forskerne isolerte fra fiskeskjellene, testet de 220 000 genetiske markører og koblet disse opp mot ulike egenskaper hos villaksen. Ett av genene som ble avdekket ved å lese av disse markørene, skilte seg ut ved at det varierte mye mellom smålaks og storlaks.

‒ Dette hadde ikke vært mulig uten arbeidet som har vært gjort med kartleggingen av laksegenomet, sier seniorforsker Matthew Baranski i matforskningsinstituttet Nofima.

Også hos mennesker

Da forskerne sjekket hva slags gen dette var, så fant de genet Vestigial-Like Family Member 3, eller VGLL3, som tidligere er kjent fra mennesker. VGLL3 påvirker også pubertetsalderen hos pattedyr, og studier på mus viser at det er med på å regulere hvor mye fett kroppen lagrer.

Gir forvaltningen tryggere grunnlag

– For utenforstående er det kanskje vanskelig å se hvor stort dette er, men det representerer et kvantesprang for forståelsen av laksens biologi, sier Hindar.

Den nye kunnskapen har først og fremst betydning innen forskning og overvåkning, og kjennskapen til genet gir forskerne et mer presist verktøy for å følge med på genetiske forandringer som følge av menneskeskapte påvirkninger.  En av påvirkningene forskerne er interessert i, er såkalt størrelsesselektivt fiske, det vil si at de store laksene blir oftere fanget enn de små laksene. Om dette fisket skjer over mange generasjoner, vil det etterhvert redusere størrelsen til laksen. Det kan også tenkes at kunnskapen kan brukes til å hjelpe naturen litt på vei for å reetablere storlaks i elver der den har dødd ut.

̶ Kunnskapen gir forvaltningen et tryggere grunnlag for å ta gode beslutninger for å opprettholde bærekraftige laksebestander, avslutter Hindar.

Lenke til publikasjonen i Nature er: http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature16062.html 

 Avl og genetikk  

Les mer om:

Relatert innhold

  • Nyheter
  • Prosjekter
  • Filer og lenker