Små snegler kan gi svar på store spørsmål

Påvirker temperaturen hvordan sneglene sprer sine gener i naturen? Anja Marie Westram leder en internasjonal forskergruppe som skal finne svaret på dette.

​​​​​​​​​​​​​​​​​​Forskere har kartlagt over 50 000 sneglearter på jorden. Av disse lever omkring 500 ulike arter i havet eller i fjæra fra subtropiske til arktiske farvann.

– Det er få arter i økosystemet som er så mangfoldige og tilpasningsdyktige som snegler.

Det forteller evolusjonsbiolog Anja Marie Westram. Hun er forsker ved Nord universitet og Institute of Science and Technology (IST) i Wien. 

I perioden 2021-2025 er Westram prosjektleder for en gruppe av marinbiologer og genforskere fra universiteter i Storbritannia, Spania, Sverige og Norge, som skal forske på snegler (gastropoder). 

FRIPRO-støtte til banebrytende forskning

Klikk her for å endre bildet

Banebrytende forskning.
 Forsker Anja Marie Westram er prosjektleder for The genomic basis of temperature adaptation across space. FRIPRO-prosjektet er blitt tildelt 11,2 millioner kroner i støtte fra Forskningsrådet. Foto: Joost Andre M. Raeymaekers.
Anja Marie Westram, som er tidligere Maria Sklodowska-Curie-stipendiat , og professor i evolusjonsbiologi, Joost Raeymaekers, Nord universitet har fått 11 millioner kroner i støtte fra Forskningsrådet til FRIPRO-prosjektet The genomic basis of temperature adaptation across space

Tildelingen gis til forskere som stiller dristige forskningsspørsmål som kan karakteriseres som «banebrytende forskning». 

I dette prosjektet skal forskerne kartlegge og undersøke populasjoner av marine strandsnegler, fra varmt havvann i Spania og Italia, til kaldere vann langs kystene av Storbritannia, Island og Norge og til den arktiske delen av Russland.
 
– Klimaet blir varmere og strandsnegler kan gi oss kunnskap om hvordan endringer i temperaturen påvirker artsgener, sier Westram.

Slekten vanlig strandsnegl (Littorina saxatilis) er nemlig en ekspert på lokal tilpasning, skal vi tro forskerne.

Forskerne vil studere strandsneglene på svabergene, i saltvannet og på fjæresteinene ved ulike temperaturer, og sneglegenene skal analyseres ved å bruke kraftige datamaskiner, såkalt gensekvensering. ​

Hvordan tilpasser sneglene seg endringer i temperaturen?

Klikk her for å endre bildet
Sneglejakt på svenskekysten. Tidevannsonen har et unikt mangfold av arter, og strandsnegler er en populær marin snegleart for evolusjonsgenetikere. Bildet er fra Bohuslän på den svenske vestkysten. Foto: Roger Butlin.

– Målet vårt er å forstå og forklare hvordan populasjoner av spisstrandsneglen genetisk tilpasser seg endringen av temperaturen i tidevannsonen. Hensikten med prosjektet er å bidra til forståelsen av hvordan arters gener tilpasser seg klimaendringene, slik de er dokumentert av FNs klimapanel (IPCC), sier Westram.

Vanlig strandsnegl lever i tidevannsonen, hvor det er ekstreme svingninger i temperaturer og i tilførselen av oksygen. Littorina saxatilis har utviklet en lungelignende struktur i tillegg til gjeller for å overleve i dette ekstreme miljøet.

Snegler som lever høyere eller lavere i tidevannsonen har ulik fysiologisk tilpasning.
Strandsneglene som bor i den høyere delen av strandbergartene har tilpasset seg høyere oksygennivåer enn sneglene ved vannkanten.

– Det er fortsatt mye vi ikke vet om genetisk tilpasning, til tross for mye og stadig ny forskning på dette feltet. Vi vil analysere grundig det genomiske datagrunnlaget for hvordan denne marine sneglen tilpasser seg temperaturen, fordi dagens modeller ikke omfatter alle store og viktige økosystemer. Som for eksempel det myldrende livet mellom flo og fjære, sier hun.

Sneglene lever noen få meter fra hverandre


En temperaturmåler​ i fjæra? Den marine sneglearten Littorina saxatilis er vanlig i tidevannssonen. Foto: Joost Andre M.  Raeymaekers.​

Strandsneglene lever i små samfunn og som regel bare noen få meter fra hverandre, men de er likevel forskjellige både av utseende og størrelse. 

Forskerne vet at Littorina saxatilis-slekten inneholder rikelige mengder av tilpasningsdyktige gener. 

– Denne store genetiske variasjonen og forskjellene i hvordan de tilpasser seg på et lite og begrenset geografisk område, gjør også arten interessant å studere. Vi håper å kunne finne svar på hva det er som gjør at bestandene gradvis utvikler seg til å bli totalt ulike arter.

– Vi vet at lokal tilpasning innebærer genetisk tilpasning til lokale forhold, men vi
vet ikke så mye om hvordan reproduksjonshindre begrenser flyten av gener i og mellom populasjonene av strandsnegler. 

– ​Hovedpoenget er at prosessen endrer det genetiske landskapet og derved også mangfoldet av arter, sier Anja Marie Westram.

Noen begreper i evolusjonsbiologien​


Studier av små genetiske ulikheter, eller genflyten, i arvematerialet mellom populasjoner og utbredelsen av samme art, er sentrale spørsmål i evolusjonsbiologien.  

Naturlig utvalg er den biologiske motoren i evolusjonen av artene. Individer har vanligvis to genetiske varianter (alleler) – en allele fra fars kromosom og en allele fra mors kromosom. «Nyttige» alleler som øker tilpasningen av artene, blir ført videre til neste generasjon i et større antall enn varianter av gener som ikke gir fordeler.

Genflyten forårsakes av at individer av samme art beveger seg mellom populasjonene og formerer seg, og derfor bytter gener. Denne utveksling kan øke det genetiske mangfoldet. 

Mutasjon er en varig forandring i rekkefølgen av byggesteinene, eller nukleotidene, i DNA-et. Mutasjoner kan være små endringer på ett bestemt sted i DNA-tråden eller store endringer av et kromosom.

Hva hindrer formeringen?


Biologer er ofte interesserte i reproduksjonsbarrierer mellom populasjoner eller arter, som ofte skyldes lav fruktbarhet mellom individene eller geografiske barrierer. 

Reproduksjonsbarrierene i populasjoner kan utvikles raskt, i løpet av én generasjon, eller svært  sakte, over millioner av generasjoner.
Reproduktive barrierer blir ikke nødvendigvis høyere over tid – noen ganger kan barrierene avta og faktisk forsvinne. 

(Kilder: UiO, Bioteknologirådet, Store Norske Leksikon, biologyonline.com)

 Kontaktperson