Varför växter förökar sig som de gör och vilka följder det får är något som biologer i många generationer, redan sedan Darwin intresserat sig för.

Växten fjälltrav ansamlar skadliga mutationer i Skandinavien

En av DEEPs forskargrupper som är ledd av Tanja Slotte har i samarbete med en internationell grupp forskare vid bland annat Uppsala universitet och Max Planck-institutet i Tyskland studerat genetisk variation hos fjälltrav, en fjällväxt som kan föröka sig olika sätt.

Fjälltrav från en skandinavisk populaiton. Foto: Benjamin Laenen.
Fjälltrav från en skandinavisk populaiton. Foto: Benjamin Laenen.

Tanja Slottes forskargrupp med Benjamin Laenen och Andrew Tedder i spetsen, kunde visa att fjälltrav efter den senaste istiden har återkoloniserat Skandinavien med endast ett fåtal individer. Detta har lett till förlust av genetisk variation och var troligen möjligt eftersom de koloniserande individerna var självbefruktande. Självbefruktande växter kan nämligen bilda en ny population från en enda individ. Ett självbefruktande parningssystem kan alltså bidra till att snabbt sprida en art som en följd av klimatförändringar, men detta kan ha skadliga genetiska följder. Ansamling av skadliga mutationer har i andra studier kunnat ses hos mammutpopulationer med väldigt små populationsstorlekar.

En av försteförfattarna till artikeln, Benjamin Laenen håller växten fjälltrav.
En av försteförfattarna till artikeln, Benjamin Laenen håller växten fjälltrav.

Nu när vi återigen står inför klimatförändringar, är detta ett ytterligare ett hot mot biologisk mångfald.

– Det finns förstås många andra negativa aspekter av klimatförändringar som leder till mer omedelbara hot för populationers överlevnad, men de genetiska aspekterna är ytterligare en faktor som kan vara viktig i det långa loppet, säger Tanja Slotte.

På lång sikt kan de skadliga mutationerna till exempel leda till sämre anpassning till nya miljöförhållanden och sjukdomar.

En mix av självbefruktning och utkorsning effektiv

Att självbefruktande växter ansamlar skadliga mutationer har redan visats i andra studier, och detta bekräftas av studien. Det som tidigare inte var lika välstuderat är att växter som använder sig av en mix av självbefruktning och utkorsning inte ansamlar skadliga mutationer och de har även ungefär lika hög genetisk variation som vissa utkorsande populationer. Detta tyder på att mixen av självbefruktning och utkorsning kan vara en bättre strategi än man tidigare trott, och att den här kombinerade typen av befruktning kan vara stabil över längre tid.

– Redan Darwin visade att upprepad självbefruktning kan ha negativa följder, men han saknade en genetisk förklaring för detta. Men med nya genomiska metoder och populationsgenetiska analyser kan vi svara på dessa klassiska evolutionära frågor, säger Tanja Slotte.

Inget som blotta ögat kan se

Tittar man på fjälltraven i Skandinavien kan man inte direkt se att den på något sätt mår sämre än fjälltraven i till exempel Grekland. Men växternas respektive genetiska kod berättar en annan historia. Den skandinaviska fjälltraven har till exempel många genetiska varianter som leder till att gener slås ut. Forskargruppen har alltså undersökt hur effektivt det naturliga urvalet är mot skadliga genetiska varianter över tusentals generationer.

– Fördelen med den ökade tillgången till genomiska data och de nya analysmetoder vi har använt är att man även kan detektera små skillnader som är relevanta för naturligt urval över evolutionär tid, men vars effekt skulle vara mycket svår att mäta med tillräcklig tillförlitlighet i ett experiment, utvecklar Tanja Slotte.

Däremot kan forskargruppen inte utesluta att det också skett anpassningar till skandinaviska förhållanden utifrån analyserna de gjort, och det finns också en studie som visat på det.

– Men det är något vi tänkte återkomma till i fortsättningen, avslutar Tanja Slotte.

Här kan du läsa den vetenskapliga artikeln.

Fjälltrav från en skandinavisk population. Foto: Benjamin Laenen.
Fjälltrav från en skandinavisk population. Foto: Benjamin Laenen.