Over hele verden forsvinder arter i et tempo, der ikke er set siden de fem store masseudryddelser i Jordens historie.
Danmark er ingen undtagelse. Mange af vores dyre- og plantearter er i tilbagegang, selv når der bliver gjort en stor indsats for at bevare dem.
Årsagerne er mange – tab af levesteder, ændringer i landskabet, klimaforandringer – men resultatet er det samme: Bestande bliver mindre, mere isolerede, og dermed langt mere sårbare.
Der er kun ti bestande tilbage af hedepletvingen
Tag for eksempel hedepletvingen (Euphydryas aurinia), en lille, men iøjnefaldende sommerfugl med et mosaikmønster af rød-orange felter, sorte bånd og en karakteristisk række af sorte pletter langs vingens yderste kant.
Engang var den udbredt i store dele af landet, men i dag er der kun omkring 10 små, isolerede bestande tilbage i Nordjylland.
Det er med andre ord en truet art. Og det på trods af, at arten i årtier har været tæt overvåget og i centrum for målrettede naturplejeindsatser med formål at skabe bedre livsvilkår for arten.
Når arter lever i små bestande, opstår der indavl og tab af genetisk variation – en tilstand, der kraftigt øger risikoen for uddøen.
Derfor vil man ofte overveje såkaldt genetisk redning (på engelsk genetic rescue), som indebærer at flytte individer fra én bestand til en anden for at øge variationen, reducere forekomsten af indavl og alt i alt forbedre overlevelseschancerne.
Men strategien virker ikke altid efter hensigten. I nogle tilfælde har introduktionen af nye ubeslægtede individer ført til, at en bestand klarer sig endnu dårligere end før.
Dette fænomen kaldes udavlsdepression og skyldes at forskellige bestande kan passe dårligt sammen genetisk. Derfor er mange naturforvaltere tilbageholdende med at bruge redskabet – selv om det er en effektiv metode til at reducere indavl, når det fungerer.
Den gode nyhed
Vores helt nye studie, der netop er blevet publiceret i det videnskabelige tidsskrift PNAS, kommer imidlertid med en god nyhed for hedepletvingen. Og for alle andre truede arter, hvor man overvejer genetisk redning.
I studiet præsenterer vi et redskab til vurdering af, hvilke bestande man trygt kan blande - og dermed redde fra indavl - og hvilke man bør holde adskilt.
Metoden bygger på analyser af bestandenes arvemasse (genomer) og gør det muligt at måle, om de er så forskellige, at det kan være risikabelt at flytte individer mellem dem. Eller om de ligner hinanden nok til, at genetisk redning sandsynligvis vil virke efter hensigten.
For at genetisk redning kan udføres sikkert, skal nogle få grundlæggende betingelser være opfyldt.
Først og fremmest skal bestandene tilhøre den samme art og have det samme antal kromosomer. Ellers vil deres afkom ofte være sterile eller have svært ved at udvikle sig normalt.
Derudover må bestandene ikke have været adskilt i meget lang tid. Hvis to bestande har levet isoleret fra hinanden gennem mange generationer, øges risikoen for, at deres arvemasse har udviklet sig forskelligt.
Det kan betyde, at der er opstået nye varianter af enkelte gener, som fungerer udmærket i hver sin bestand, men ikke i kombination med hinanden. Det kan give store problemer, når individer fra forskellige bestande får afkom sammen.
Endelig skal bestandene være tilpasset nogenlunde de samme miljøforhold. Individer fra en bestand, som eksempelvis gennem generationer har tilpasset sig meget varme og tørre forhold, kan have svært ved at klare sig i meget kolde og våde områder. Og det samme vil ofte gøre sig gældende for dens afkom.
Hvis man blander bestande med forskellige tilpasninger til tørre og våde forhold, risikerer man altså at skabe afkom, der ikke passer til nogen af miljøerne.
Indavl kan undersøges via DNA
Vores studie demonstrerer, hvordan man trin for trin kan teste disse betingelser ved at analysere forskelle i genetiske mønstre mellem bestandene.
Et helt afgørende punkt i beslutningsredskabet er dog vurderingen af, om genetisk redning overhovedet er nødvendig.
Det kræver, at man kan se, om en bestand faktisk er ramt af indavl. Og her giver moderne metoder til kortlægning og analyse af DNA en mulighed, man tidligere ikke havde.
Når hele arvemassen er kortlagt, kan man nemlig direkte måle, hvor indavlet hvert enkelt individ er, og om indavlen i en bestand generelt er høj eller lav.
Da vi analyserede arvemassen fra de danske hedepletvinger, fandt vi store regionale forskelle i niveauet af indavl.
I den allernordligste del af Jylland er indavlen generelt lav, med en gennemsnitlig indavlskoefficient på omkring fem procent – et tegn på, at disse bestande stadig er så store, at der ikke forekommer udbredt indavl mellem tæt beslægtede individer.
Situationen er dog langt mere kritisk i de mere nordvestlige bestande, hvor flere individer udviste indavlskoefficienter på over 20 procent.
I ét tilfælde observerede vi endda en indavlskoefficient på næsten 40 procent, hvilket er sammenligneligt med niveauet i svenske ulve - et klassisk eksempel på meget stærk indavl i isolerede bestande.
\ Hvad er en indavlskvotient?
Indavlskoefficienten er et mål for, hvor indavlet et individ er. Den angiver sandsynligheden for, at to DNA-kopier i et individs arvemasse er identiske, fordi de er nedarvet fra forældre, der deler en fælles stamfader. Indavlskoefficienten udtrykkes i procent og kan i teorien antage alle værdier mellem 0 og 100: Jo højere tallet er, desto mere indavlet er individet.
I praksis ser man dog kun sjældent værdier, som nærmer sig 100. Selv meget ekstreme tilfælde af indavl – som når søskende får afkom med hinanden – resulterer kun i en gennemsnitlig indavlskoefficient på 25 procent hos afkommet. Afkom af fætre og kusiner ligger omkring seks procent.
Historisk set er indavlskoefficienter blevet beregnet ud fra stamtræer. Her kan man ud fra forældrenes slægtskab beregne den forventede indavlskoefficient for et individ ved hjælp af simpel sandsynlighedsregning. Denne metode siger dog kun noget om den gennemsnitlige forventede indavl - ikke om den præcise indavl hos det enkelte individ.
For eksempel vil 100 afkom af to søskende have en gennemsnitlig indavlskoefficient på 25%, men hvert enkelt afkom kan i virkeligheden arve mere eller mindre identisk DNA fra sine forældre end gennemsnittet, fordi nedarvningen sker tilfældigt. Kigger man kun på ét afkom, er det derfor meget sandsynligt, at indavlskoefficienten er enten højere eller lavere end forventet.
I dag kan man i stedet måle indavl direkte ved at kortlægge hele arvemassen fra enkelte individer. Det giver et langt mere præcis mål, fordi man kan observere de konkrete dele af arvemassen, hvor individet har arvet to identiske DNA-kopier fra en fælles stamfader. Det gør det altså muligt at måle den indavl, der faktisk er blevet realiseret i det enkelte individ – ikke bare den statistiske forventning til indavl. Metoden gør det også muligt at kortlægge indavl i vilde arter, hvor der ikke findes stamtræer.
For naturforvaltningen er dette vigtigt, fordi stigende indavl kan være et tidligt tegn på, at en bestand er ved at blive så lille og isoleret, at den ikke kan klare sig uden hjælp udefra.
Hedepletvingen kæmper med indavl, men der er håb
For hedepletvingen peger resultaterne altså på, at flere bestande er så hårdt ramt af indavl, at genetisk redning kan være nødvendig for at sikre deres overlevelse.
Derfor undersøgte vi også, om de danske bestande faktisk er egnede til at blive blandet med hinanden, uden at man skaber nye problemer med udavlsdepression.
Vores analyser viste her, at hedepletvingens bestande i Danmark kun har været adskilt i relativt kort tid, og at der har været udveksling af individer – og dermed genetisk variation – mellem selv de mest genetisk forskellige bestande inden for de seneste 500 år.
Og i praksis har flere af bestandene sandsynligvis udvekslet individer helt frem til for få årtier siden, ligesom de tættest liggende bestande stadig gør i dag.
Dermed er det usandsynligt, at bestandene har udviklet sig så forskelligt, at der er risiko for udavlsdepression.
Hedepletvingebestande kan med fordel blandes
Vi fandt heller ikke tegn på at bestandene er genetisk tilpasset forskellige miljøforhold. Og det er faktisk helt forventeligt for hedepletvingen. Sommerfuglen er en udpræget specialist og lever næsten udelukkende, hvor dens værtsplante djævelsbid (Succisa pratensis) trives.
Djævelsbid stiller meget snævre krav til fugtighed, lys og næringsforhold. Resultatet er, at hedepletvingens levesteder i Danmark i praksis minder meget om hinanden.
Derfor var det ikke overraskende, at vores analyser heller ikke identificerede genetiske mønstre, der tydede på lokale tilpasninger.
Alt i alt tyder resultaterne altså på, at genetisk redning af hedepletvingen kan udføres sikkert i Danmark, og at de mest indavlede bestande med stor sandsynlighed vil have gavn af at blive genetisk forbundet igen.
Redskab kan bruges på tværs af arter
Men hedepletvingen er kun ét eksempel. Det redskab, vi har udviklet, kan bruges på tværs af arter.
Det giver naturforvaltere - i samarbejde med forskere - en måde at vurdere, om genetisk redning er en realistisk og sikker mulighed, før man begynder at flytte individer mellem bestande.
I en tid, hvor mange arter bliver stadig mere isolerede, kan sådanne værktøjer være afgørende for at forhindre, at små bestande går tabt.
Studiet er publiceret i det videnskabelige tidsskrift PNAS og er udført af forskere fra Institut for Biologi og Institut for Ecoscience ved Aarhus Universitet samt Institut for Kemi og Biovidenskab ved Aalborg Universitet. Projektet er finansieret af Danmarks Frie Forskningsfond, Aalborg Zoo Conservation Foundation, 15. Juni Fonden og Danmarks Grundforskningsfond.
\ Kilder
"Evaluating inbreeding and assessing the risk of outbreeding depression in genetic rescue using whole-genome sequence data", PNAS (2025). DOI: 10.1073/pnas.2526216122
