Et nyt studie kaster lys over måden, arterne tilpasser sig, når omgivelserne forandrer sig hurtigt.
Genetikere, har studeret en nu uddød sommerfuglebestand i Finland, der blev udslettet, da deres naturlige levesteder blev opdyrket.
På trods af tegn på genetisk tilpasning i denne stadigt svindende og isolerede bestand af sommerfugle kunne den genetiske tilpasproces i sidste ende ikke holde trit med miljøforandringerne.
»Landbrugets generelt forandrede jordbrugsmetoder er en af de største drivkræfter bag tabet af flere europæiske sommerfugle,« forklarer Toby Fountain, der er studiets hovedforfatter og post doc. forsker ved Metapopulation Research Centre ved Universitetet i Helsinki, Finland.
Forskningen er det første genetiske eksempel på, at den genetiske evolution ikke kan følge med et miljø under stadig forandring.
»Sommerfuglene var faktisk i gang med at tilpasse sig det forandrede miljø. Og dét ved vi, fordi vi observerede en stigning i de genetiske varianter, associeret med stigende kolonisering og øget levestedsfragmentering,« fortæller Toby Fountain.
»Men det var ikke nok til at stoppe dem fra at uddø,« siger han og tilføjer, at de gentiske tilpasningsproblemer kan blive en almindelig hændelse i fremtiden.
De nye forskningsresultater er udgivet i tidsskriftet PNAS.
DNA-analyser af 100 år gamle museumseksemplarer
Den okkergule pletvinge-sommerfugl (Melitaea cinxia) uddøde i det sydvestlige Finland i 1970'erne, i takt med at deres levesteder i engene i rivende hast blev opdyrket til landbrugsarealer.
Det betød, at Fountain og hans kollegaer var nødt til at bede om hjælp på museerne for at finde eksemplarer til undersøgelsen.
Heldigvis har mange amatør-entomologer (insektforskere) gennem hele det 20. århundrede doneret deres sommerfuglesamlinger til museer. De har desuden forelagt detaljerede optegnelser om, hvor sommerfuglene stammede fra, og hvor de blev indsamlet.
Denne altafgørende baggrundsinformation hjalp forskerne med at rekonstruere den okkergule pletvinge-sommerfugls genetiske historie, som de efterfølgende sammenlignede med levende sommefuglebestande, der havde overlevet andre steder i Finland.
I de uddøde sommefugles DNA fandt forskerne afslørende tegn på en genetisk isoleret bestand.
»Når en bestand bliver isoleret, forventer vi, at de mister den genetiske forskelligartethed, fordi bestanden ikke længere migrerer eller udsættes for migranter (der kan skabe afveksling i genpuljen, red.) Og dét er nøjagtigt, hvad vi observerede,« fortæller Fountain.
Tabet af den genetiske forskelligartethed er et advarselsflag for de isolerede bestande. Det betyder, at arterne ikke rigtig formår at tilpasse sig miljøforandringerne, og det forøger risikoen for genetiske sygdomme som følge af indavl.
Genetisk tilpasning som følge af tab af levesteder
Men de nu uddøde sommerfugle udviste også tegn på, at de var i gang med at tilpasse sig deres foranderlige omgivelser.
»Vi har i tidligere studier allerede identificeret visse gener, som er vigtige for koloniseringen og fragmenteringen af levestederne,« udtaler Fountain.
Disse gener har vigtige biologiske funktioner, der relaterer til flyvning, spredning og fordeling. Og det er funktioner, der hjælper sommerfuglene med at finde egnede steder at lægge æg og med at kolonisere nye områder.
»Vi så, at de nu uddøde bestande udvalgte disse gener, så de var i gang med at tilpasse sig det foranderlige miljø,« forklarer Fountain.
Men han fortæller også, at evolutionen ikke skete hurtigt nok til at følge med den belastning, som tabet af levesteder og isolationen udgjorde.
Kollega: Interessant studie, men vi har brug for flere prøveeksemplarer
Erik Svensson, der er professor i evolutionær økologi ved det biologiske fakultet ved Universitetet i Lund, beskriver forskningsresultaterne som 'meget interessante', men han mener, at konklusionerne ville blive forstærket ved hjælp af endnu flere sommerfugleeksemplarer.
»Det er meget svært at studere tidligere udryddelser, netop fordi der ikke findes en bestand, man kan studere, og man er nødt til at sætte sin lid til museumseksemplarer. Problemet er, at det (relativt lave antal af prøveeksemplarer, red.) svækker konlusionerne,« mener Svensson.
Han understreger, at denne formaning ikke bør bortlede opmærksomheden fra det faktum, at Fountain og hans kollegaer adresserer »nogle meget vigtige spørgsmål« om den såkaldte evolutionære undsætning, hvor arterne forsøger at tilpasse sig et miljø under forandring gennem genetisk udvikling.
En vigtig problematik ift. klimaforandringerne
Ifølge Svensson er det nye studie en af de første gange, der bliver leveret direkte evidens på, at tilpasningsprocessen ikke kan følge med hastigheden på de miljømæssige forandringer.
»Der er stor interesse for hele konceptet omkring evolutionær undsætning; kan arterne reagere hurtigt nok på miljøforandringerne? Det er for eksempel et vigtigt spørgsmål inden for klimaforandringerne,« udtaler Svensson. Han slutter:
»Det handler ikke kun om, de kan tilpasse sig forandringerne, men om de overhovedet kan nå at gøre det.«
Denne artikel er oprindeligt publiceret hos ScienceNordic.
Oversat af Stephanie Lammers-Clark
Okkergule pletvinge-sommerfugle uddøde i det sydvestlige Finland i 1970'erne, men DNA-analyser af museets prøveeksemplarer afslører historien om en art, der forsøgte at tilpasse sig et hurtigt tab af levesteder. (Foto: Tari Haahtela)
Okkergule pletvinge sommerfugle lægger deres æg på værtsplanter i enge, der udklækkes som larver. Men deres levesteder svinder ind og bliver fragmenteret, hvis engarealerne opdyrkes til en andet jordbrug. (Foto: Saskya van Nouhuys)
Opdyrkningen af engarealer i det sydvestlige Finland betød, at Okkergule pletvinge-sommerfugle kæmpede for at finde værtsplanter, hvor de kunne lægge deres æg. Som bestanden svandt, blev den isoleret og mistede sin genetiske forskelligartethed - et advarselstegn om en bestand på randen af udryddelse. (Foto: Tari Haahtela)
Hvert år kommer og går sommerfuglebestandene på Ålandsøerne i takt med, at de lokale bestande uddør, og andre bestande bevæger sig ind for at kolonisere de nye områder. Dette geografisk afgrænsede netværk af bestande er indbyrdes forbundne i kraft af migration af individer. Migrationen har betydning for artens overlevelse inden for området. (Foto: Marjo Saastamoinen)
Der findes mange andre arter, hvis mønster af udryddelse og kolonisering kan beskrives gennem migration. For eksempel almindelig dafnier - Daphnia pulex - der lever i lever i ferskvand som søer, damme, grøfter og gadekær. (Foto: Wikipedia / PLoS Biology)
