Eksperimentel evolution:Marine copepoder kan genetisk tilpasse sig skiftende havforhold

Copepoder er blandt de vigtigste organismer i havet. De millimeter-små dyr er føde for mange fiskearter og er derfor af central betydning for livet i havet. Havbiologer frygter, at klimaændringer kan påvirke de små krebsdyr i fremtiden - og at dette kan ødelægge den vigtigste fødekilde for fisk og mange andre havdyr.

Et hold fra GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, University of Connecticut og University of Vermont har derfor for første gang undersøgt mere detaljeret, om copepoder genetisk kan tilpasse sig ændrede livsbetingelser i løbet af evolutionen. Derved har de taget højde for både effekten af ​​højere vandtemperaturer og havforsuring. Den amerikansk-tyske gruppes arbejde er specielt, fordi det var et af de første, der udsatte havdyr for flere stressfaktorer i laboratoriet.

Resultaterne er for nylig offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences , er forsigtigt optimistiske. Holdet, ledet af professor Dr. Reid Brennan, havøkolog ved GEOMAR, og professor Dr. Melissa Pespeni fra University of Vermont, fandt gennem detaljeret genetisk analyse ud af, at de små krebsdyr faktisk kan tilpasse sig de nye forhold i løbet af omkring 25. generationer – hvilket svarer til en periode på godt et år, da flere generationer af krebsdyr kan modnes på et år ved moderate vandtemperaturer.

Forskerne fandt ud af, at efterhånden som vandtemperaturen stiger, og forholdene bliver surere, bliver genvarianter udbredt i copepodernes genom, der resulterer i, at dyrene bedre kan modstå miljøbelastning. "Disse mekanismer hjælper blandt andet til at sikre, at copepod-æg udvikler sig ordentligt på trods af ugunstige miljøforhold, og at vigtige metaboliske processer fortsætter," siger Reid Brennan.

Flere stressfaktorer forstærker effekten

I sin undersøgelse undersøgte holdet først, hvordan havopvarmning og havforsuring hver for sig påvirker dyrene; og for det andet hvordan de to interagerer. Sammenligningen viste, at opvarmning har en væsentlig større effekt end forsuring. Det betyder, at under varmere forhold reagerer betydeligt flere gener, og varianter skifter i frekvens. Effekten var endnu større, da forskerne udsatte copepoderne for både stressfaktorer - opvarmning og forsuring. Eksperterne gjorde en foruroligende opdagelse:Man kunne have forventet, at under kombineret varme- og syrestress ville de gener, der reagerer på varme og dem, der reagerer på forsuring, ændre sig, det vil sige, at de to simpelthen ville lægge sammen. Faktisk reagerede en hel række andre gener dog under dobbelt stress. For copepoder betyder det, at metabolisk stress fortsætter med at stige, og at det sandsynligvis bliver endnu sværere at tilpasse sig.

"Resultaterne viser os også, at vi har svært ved at vurdere, hvordan organismer vil reagere på et stadigt mere foranderligt havmiljø, når flere stressfaktorer interagerer," siger Reid Brennan.

"Selv hvis vi ved, hvordan individuelle stressfaktorer virker, vil det være udfordrende at forudsige, hvordan organismen vil reagere, når for eksempel ilt- eller næringsstofmangel tilsættes blandingen," siger Melissa Pespeni. "Et plus en er ikke altid lig med to, når det kommer til stressfaktorer for globale forandringer."

Dette kan især være problematisk for organismer, der ikke kan reproducere sig og tilpasse sig skiftende miljøforhold lige så hurtigt som copepoder. For at lære mere om havdyrs usikre fremtid følger yderligere eksperimenter, hvor andre stressfaktorer vil blive undersøgt.

Denne forskning følger op på en tidligere undersøgelse offentliggjort af det samme hold, ledet af professor Dr. Hans Dam fra University of Connecticut, der viser, at dyr tilpasser sig hurtigt, men i en begrænset kapacitet, til havopvarmning og forsuring. + Udforsk yderligere

Havets liv kan tilpasse sig klimaændringer, men med skjulte omkostninger