Er laboratoriedyr repræsentative for deres vildtlevende slægtninge?
Selvom laboratoriedyrene er både født og opfostret i laboratoriet, indikerer vores forskning, at de ikke er så forskellige fra de vilde dyr endda. Derfor er de perfekte, når forskerne skal afdække vilde dyrs respons på miljø og omgivelser.
forsøgsdyr bananflue laboratoriedyr vildtlevende modstykker sammenlignelige respons reaktion studier korrelationskoefficienter korrelation

Bananflue-slægten, Drosophila, er et populært laboratoriedyr, der bruges til at granske, hvordan deres vildtlevende slægtninge vil reagere på ændringer i miljøet, eller hvordan visse træk nedarves. (Foto: Shutterstock)

Gør et beskyttet miljø dig tykkere? Mere doven? Mindre tolerant over for stress? Kan 20-100 generationer i et laboratorie ophæve flere millioner års evolution i naturen?

Historien kort
  • Livet i laboratoriet forekommer bekvemt; nem adgang til føde, vand og parringskandidater.
  • Men udvisker det de mange millioner års evolution? Kan man sammenligne laboratoriedyrene med fritlevende dyr i felten?
  • Her forklarer forsker fra Aarhus Universitet resultaterne af forsøget på at svare på dette spørgsmål.

Det er almen biovidenskabelig praksis at studere dyrepopulationer i laboratoriet for at drage konklusioner om økologi og evolution blandt vildtlevende dyr.

Eksempelvis er vores forståelse af insekternes respons på klimaforandringerne baseret på målinger af laboratoriedyr.

Studierne beror på antagelsen, at laboratoriepopulationerne er repræsentative for deres vildtlevende slægtninge. Men hvordan kan vi vide, at det forholder sig sådan?

Hvis vores formodning om at de er repræsentative er forkert, er en stor del af vores viden måske på et eller andet niveau forkert. Det gælder vores viden om fredning og bevarelse, hvorfor visse egenskaber nedarves fra den ene generation til den næste samt faktorerne, som forklarer den globale distribution af mange arter.

Derfor satte vi os for at afprøve denne antagelse ved hjælp af laboratorie- og nyindfangede bananfluer. 

Vi nåede frem til, heldigvis, at vores antagelse passer i adskillige afgørende sammenhænge. Vores resultater er publiceret i Jounal of Evolutionary Biology.

Tidligere studier afslørede ikke forskelle

Der er ingen grund til at genopfinde den dybe tallerken, så derfor ledte vi som det første efter mønstre i tidligere studier.

Hvis vi fandt overordnede regler om laboratoriedyr, ville vi tage højde for dem. Eksempelvis hvis dyrene i laboratorie-bestanden altid lever 25 procent længere, ville vi følgeligt justere vores estimater, når vi overførte resultaterne til vildtlevende populationer.

Vi fandt 28 relevante studier omhandlende 7 hvirveldyrarter, hvilket samlet resulterede i 77 egenskaber.

Overraskende nok var vi ikke i stand til at se signifikante tendenser i størrelse, levealder eller tolerance over for stress blandt de udvalgte dyr.

forsøgsdyr laboratoriedyr vildtlevende modstykker sammenlignelige respons reaktion studier korrelationskoefficienter korrelation

Dette er blot ét eksempel på de mange forskellige bananfluearter, vi benyttede. Bananfluerne har nem adgang til føde og vand samt gode muligheder for at finde en parringskandidat. (Foto: Heidi MacLean)

Hvis laboratoriedyrene havde forandret sig i kraft af livet i laboratoriet, kunne vi ikke se evidens på det. End ikke da vi begrænsede vores søgning til én eneste bananflue-slægt, Drosophila, observerede vi konsistente mønstre.

Alle studierne blev udført i en række forskellige laboratorier i adskillige lande og i løbet af flere forskellige årtier – var de overhovedet sammenlignelige?

Så vidt vi ved, har man aldrig før udført et studie med mange forskellige arter om mange forskellige egenskaber specifikt for at granske, om livet i laboratoriet ændrer komparative mønstre.

Derfor besluttede vi os for at foretage ét selv.

Nye eksperimenter 

Bananfluer af slægten Drosophila er ét af de mest studerede forsøgsdyr, og der er derfor en rigelig lagerbeholdning af dem i laboratorier verden over.

Denne lagerbeholdning er en afgørende ressource for forskere, der hverken har tid eller ressourcer til indfangning i naturen. Derfor var de også det perfekte dyr til vores studie.

Forskere fra Australien, Japan og USA hjalp os, så vi til sidst stod med ni nyindfangede populationer fra samme lokation som vores eksisterende Drosophila laboratorie-bestand.

Derefter testede vi 12 egenskaber. Blandt andet:

  • Evnen til at håndtere barske temperaturer og stress – specifikt manglen på føde og vand 
  • Hvor store og hvor tykke de var
  • Hvor meget de formerede sig
  • Hvor længe de levede
  • Hvor aktive de var

Vi opdagede, at der kan være forskel på de vildlevende bananfluer fra felten og laboratorie-bananfluerne, men vi så ingen konsistente forskelle.

For eksempel levede laboratorie-bananfluerne ikke altid lige så længe som deres vildtlevende slægtninge. Men det indikerer ikke, at bananfluerne fra laboratoriet var grundlæggende forskellige fra de vildtlevende bananfluer.

Vi kunne se, at de største forskelle forekom mellem de forskellige arter, og altså ikke i om bananfluerne blev undfanget og levede i henholdsvis laboratoriet eller i naturen.

Det betyder, at det angiveligt er okay at bruge dem til komparative studier (for eksempel til at måle de tre forskellige arters metaboliske rate). Men hvad med økologiske studier?

Kan man bruge laboratoriedyr til at beregne, hvordan vildtlevende dyr vil reagere i deres naturlige omgivelser?

Kan det udviske millioner års evolution?

For at finde svaret på dette spørgsmål granskede vi forholdet mellem de egenskaber, vi målte og hver arts gennemsnitsmiljø (årstemperatur, nedbør og bredde).

Det gjorde vi for både de nyindfangede dyr, som vi anså for at repræsentere det 'ægte' forhold og for laboratoriedyrene for at afdække, om de var forskellige.

Vores fund er som sød musik i forskerører. Vi fandt nemlig ikke signifikante forskelle i de økologiske egenskabskorrelationer mellem de nyindsamlede dyr og laboratoriedyrene.

Det betyder, at dyr fra kolde miljøer stadig håndterede kulden bedre end dyrene fra varme miljøer –  selv efter opholdet i det bekvemme laboratorie.

forsøgsdyr bananflue laboratoriedyr vildtlevende modstykker sammenlignelige respons reaktion studier korrelationskoefficienter korrelation

Korrelationskoefficienter for alle laboratoriedyr og indsamlede bananfluer fra felten. Egenskaber er inddelt i følgende kategorier: Tolerance, kropskomposition og livshistorie. Panelet til venstre panel (A) illustrerer korrelation mellem alle 12 egenskaber for alle arter og afslører, at opholdet i laboratoriet kan dæmpe, men ikke udviske, forholdet mellem egenskaberne. Panelet til højre (B) illustrerer sammenhæng mellem egenskaber og miljøvariabler. De høje korrelationer demonstrerer, at laboratorielivet ikke nedbryder denne association.

Laboratorielivet har ikke 'blødgjort' bananfluerne

Sagt med andre ord, 20 til 100 generationer i et laboratoriemiljø er ikke nok til at udviske de mange millioner års evolution, der skabte artsforskellene.

ForskerZonen

Denne artikel er en del af ForskerZonen, som er stedet, hvor forskerne selv kommer direkte til orde. Her skriver de om deres forskning og forskningsfelt, bringer relevant viden ind i den offentlige debat og formidler til et bredt publikum.

ForskerZonen er støttet af Lundbeckfonden.

Livet i det konstante laboratoriemiljø med nem adgang til føde, vand og parringskandidater havde ikke gjort vores bananfluer 'bløde'.

Det er et meget vigtigt fund for forskere som mig, der bruger laboratoriedyr til at forstå, hvor arterne lever, hvordan de overlever, og hvordan de vil reagere på forandringer i deres miljø.

Det betyder ikke alene, at vi kan have tillid til tidligere forskningsresultater, der sammenligner laboratoriedyr og vildtlevende dyr.

Det betyder også, at vi ikke skal ud i felten og indsamle prøveemner, hver gang vi skal foretage et nyt eksperiment.

Læs artiklen på engelsk hos ScienceNordic. Oversat af Stephanie Lammers-Clark.

Ugens Podcast

Lyt til vores ugentlige podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.



Det sker

26/09 kl. 19:00
Oplægsholder
Adresse
Chr. Hansen Auditoriet på Center for Sundhed og Samfund, Bartholinsgade 4A, 1356 København K
I samarbejde med