Genetikken giver os nye muligheder for at redde truede arter
KOMMENTAR: Miljøforandringer, indavl og tab af genetisk variation er skridt på vejen mod udryddelse for truede dyr og planter. Men vi kan faktisk hjælpe – metoden hedder genetisk redning og er klar til brug.
Dværgpungrotten (Burramys parvus) er et af to akut truede australske pungdyr. 

Dværgpungrotten (Burramys parvus) er et af de to akut truede australske pungdyr (Foto: Andrew Weeks). 

Dværgpungrotten (Burramys parvus) er et af de to akut truede australske pungdyr (Foto: Andrew Weeks). 

Vi hører det nærmest dagligt: arter og populationer uddør, og det går stærkt. Forklaringerne herpå er mange og i høj grad menneskabte. De inkluderer klimaforandringer, udledning af pesticider, og habitater der ændres og fragmenteres.

Det er alvorligt og har store konsekvenser for økosystemers velbefindende og for mange af de økosystemtjenester, som vi mennesker er så afhængige af.

Når en art trues eller uddør, sker det typisk over en lang tidsperiode, for det er faktisk ikke nogen nem sag at komme af med en art.

Forløbet vil ofte være sådan, at arten fra at være vidt udbredt over et stort geografisk område, forekommer i færre og mindre områder, som ofte er fragmenterede. Det vanskeliggør migration af individer og dermed udveksling af gener mellem populationer af arten.

Fragmenteringen kan skyldes naturlige eller menneskeskabte barrierer i landskabet i form af for eksempel have, bjerge, veje, byer, eller simpelthen bare, at der er langt mellem egnede levesteder for en given art.

Grunden til at en art reduceres i antal vil typisk være knyttet til forringede levevilkår, forårsaget af biotiske (fødetilgængelighed, tilstedeværelse af rovdyr, konkurrenter og sygdom) eller abiotiske (temperatur, nedbør, forurening) forandringer.

Evolutionen under pres

Næste skridt mod dommedag for en art vil ofte indbefatte genetiske problemstillinger som indavl og tab af genetisk variation, som kan bidrage til, at en art får det sidste skub ud over rampen og dermed vil uddø lokalt eller globalt.

Det sker, fordi indavl fører til reduceret 'fitness' i form af nedsat reproduktion, ringere tolerance over for miljømæssig stress, kortere levetid osv. 

En anden genetisk konsekvens af at være få dyr eller planter i en population er, at der mistes genetisk variation. Det kan skyldes en proces, som kaldes genetisk drift, som er tilfældige ændringer i gensammensætningen i en population fra en generation til den næste.

Genetisk drift spiller en langt større rolle i små end i store populationer og betyder, at tilfældigheder – ikke selektion – afgør gensammensætningen i populationer.

Det har den konsekvens, at evolution, altså ændringer i arvemassen på tværs af generationer, har ringere mulighed for at ske.

Det betyder, at populationer ikke kan tilpasse sig ændringer i miljøet via selektion: ændringer, der foregår med rasende hastighed i det 21. århundrede (genetisk variation og tilpasning).

Status for arter i tilbagegang er altså typisk: 

  • 1) At de oplever ugunstige forandringer i deres miljø.
  • 2) Disse forandringer fører til tilbagegang i populationsstørrelser,
  • 3) De reducerede populationsstørrelser medfører en stigning indavl, som fører til tab af fitness, og tab af genetisk variation, hvilket forringer muligheden for tilpasning.

Det er en ond spiral, som over tid kan føre til lokal eller global uddøen af en art.

Så hvad kan man gøre for at bryde spiralen? Den gode nyhed er, at vi allerede gør en del. Den endnu bedre nyhed er, at vi kan gøre meget mere.

LÆS OGSÅ: Selv Jordens ikke-truede dyrearter svinder hastigt

udryddelse

Figuren beskriver den proces, hvor flere faktorer virker sammen og forstærker hinanden, hvorigennem en population drives mod en lav populationsstørrelse og eventuelt mod udryddelse.

Artsbeskyttelse via genetisk redning

Egnede levesteder er en betingelse for arters overlevelse, og der gøres meget på det punkt. Vi etablerer nationalparker i Danmark, vi har miljøvenlige landbrugsordninger, skovgræsning, vådområder etableres, landbrugsjord tages ud af produktion, der sprøjtes og gødes mindre osv. – og det virker (se eksempler på forvaltningstiltag i Danmark).

Men egnede levesteder er ikke nok. Vi ser for eksempel, at lokale naturprojekter lykkes, men at fragmenterede moderne landskaber ikke tillader udveksling af individer mellem populationer af en art.

Derfor opstår genetiske problemer knyttet til indavl og tab af genetisk variation.

Her kommer genetisk redning ind i billedet. Begrebet dækker over det fænomen, at man udveksler individer mellem fragmenterede populationer: man flytter dyr eller planter – og det virker.

Tankegangen er en ny måde at tænke forvaltning og bevaringsbiologi på.

Den grundlæggende idé bag genetisk redning er, at man ved at introducere individer og dermed nye gener til en population: 

  • 1) Reducerer indavlen, hvilket fører til et 'fitness boost' 
  • 2) Og øger den genetiske variation, hvilket øger muligheden for, at populationen på lang sigt kan tilpasse sig miljømæssige ændringer gennem evolution.

Genetisk redning kan foregå ved at etablere korridorer i landskabet – sammenhængende natur. Disse muliggør udveksling af gener mellem populationer. 

Men sommetider skal der måske bruges mere radikale metoder, hvor mennesker aktivt flytter dyr eller planter mellem fragmenterede populationer.

Lidt forenklet kan man sige, at bevaringsbiologi siden disciplinens opståen i 1980'erne har beskæftiget sig med at holde liv i så mange populationer af en art som muligt.

Det er stadig aktuelt, men risikoen for at små populationer uddør over tid er stor, når der ikke udveksles gener mellem disse populationer. Derfor er der brug for et nyt paradigme, hvor genetisk redning spiller en hovedrolle.

LÆS OGSÅ: Gør det egentlig noget, at et dyr uddør?  

De kan Down Under

En række eksempler har påvist, hvordan genetisk redning kan hjælpe truede arter. Australien har en unik flora og fauna, hvilket ofte ses på øer.

Den lokalt tilpassede flora og fauna i Australien er under pres blandt andet grundet konkurrence med introducerede arter fra Europa som ræve, katte og kaniner.

To akut truede australske pungdyr er den stribede punggrævling (Perameles gunnii) og dværgpungrotten (Burramys parvus).

Disse arter forekommer i ganske få og isolerede populationer, som lider under de genetiske problemstillinger, som vi har nævnt tidligere.

Dværgpungrotten lever på isolerede bjergtoppe i Victoria og New South Wales, og der er ikke mulighed for naturlig migration af dyr mellem populationerne – faktisk er det ikke sket de seneste 20.000 år.

Den stribede punggrævling er forholdsvis udbredt på Tasmanien, mens den sidste vilde population på fastlandet uddøde i starten af 1990'erne.

Kort forinden, i 1988, indfangede man 40 individer i Hamilton, Victoria, og et avlsprogram blev oprettet, hvilket senere har dannet grundlag for genintroduktion til forskellige områder i staten. 

punggraevling_perameles_gunnii_og_dvaergpungrotten_burramys_parvus

Til venstre ses den stribede punggrævling (Perameles gunnii) og til højre ses dværgpungrotten (Burramys parvus). (Fotos: Andrew Weeks)

I Australien er man gået progressivt til værks for at redde disse unikke arter.

Dels via habitat-forbedrende tiltag, som blandt andet inkluderer indhegning af enorme områder for at holde disse rævefri, og ved at flytte dyr mellem populationer – altså genetisk redning.

Aalborg Zoo Conservation Foundation (AZCF) har støttet det projekt med henblik på videre undersøgelser af det 'genetiske helbred' i populationer, hvor genetisk redning foretages.

For både den stribede punggrævling og dværgpungrotten har genetisk redning ført til kraftig populationsvækst og markante stigninger i den genetiske variation i populationerne.

Dermed er arternes fremtidsudsigter forbedret markant.

Disse er blot to eksempler på progressiv bevaringsbiologi, hvor genetisk viden og muligheder udnyttes til at sikre en bestand af truede dyr eller planter for fremtiden.

bestandsudvikling_for_en_population_af_dvaergpungrotten

Bestandsudvikling for en population af dværgpungrotten (Burramys parvus) på Mount Buller i Victoria, Australien, før og efter (markeret med røde pile) igangsættelse af genetisk redning i form af introduktion af individer fra en nabopopulation. Data brugt med tilladelse fra Dr. Andrew Weeks, Melbourne Universitet (Illustration: Weeks et al, 2017).

Crowdfunding af naturprojekter

Finansiering af sådanne projekter er naturligvis altid en problemstilling. Også her kan vi finde inspiration i udlandet, hvor crowdfunding i stigende grad finansierer naturprojekter.

Dette er blandt andet tilfældet med de omtalte projekter med genetisk redning af stribet punggrævling i Australien. Privatpersoner med interesse i at støtte projektet har altså bidraget økonomisk.

De får til gengæld en aktie i projektet og får særlig adgang til at følge, hvordan det udvikler sig. Crowdfunding gør på mange måder op med, at staten og erhvervslivet som eksempelvis landbruget alene skal dække udgifter til bevaringsprojekter. 

LÆS OGSÅ: Dyr kan godt uddø, selvom der er mange af dem

Vi kan redde kirkeuglen i Danmark

Vores oplevelse med forvaltning af truede populationer herhjemme er, at vi tænker væsentligt mindre progressivt og ikke gør brug af de nye veldokumenterede genetiske muligheder, forskningen har givet os.

Tag den danske bestand af kirkeugler som et eksempel. Denne ugleart er vidt udbredt på verdensplan, men i Danmark er den gået fra at være en almindelig yngelfugl til at være fåtallig og på randen til at uddø (se genetiske konsekvenser af lille populationstørrelse i Kirkeuglen).

Arten har lille spredningsevne og de få individer der er tilbage i Jylland har lille genetisk variation, er indavlede og har ingen kontakt med populationer syd for grænsen.

Takket være diverse habitatforbedrende tiltag er der faktisk habitater til kirkeuglen. Genetisk redning kan her praktiseres ved at flytte individer opdrættet i fangenskab eller fra populationer i Tyskland til Danmark.

Kirkeuglen kan reddes.

Det kan altid diskuteres, hvordan kræfter bruges bedst, men dette er en oplagt case, hvor vi ser potentiale for at hjælpe en population af en lokalt truet art.

Et fodslæbende Danmark

Også når vi snakker truede populationer af husdyr og kæledyr (her er det typisk ikke arten, men racer som kan være truede) oplever vi i Danmark ind imellem manglende vilje til at sikre sunde bestande ved at udveksle gener mellem populationer inden for eller mellem racer.

Det Jyske kvæg er et eksempel på en bevaringsværdig gammel dansk husdyrrace, som Danmark har et særligt ansvar for at bevare. Inden for denne race, som består af mindre end 1.000 dyr, er der populationer/linjer, hvorimellem krydsning ikke (eller kun i ringe grad) foretages (se også genetiske problemstillinger i gamle husdyrracer).

Ud fra en genetisk synsvinkel argumenterer vi for, at krydsning vil være fordelagtigt, fordi gener bedst bevares i store bestande, og fordi respons på selektion (evolution) ligeledes er størst i store bestande.

Derfor skal vi have en plan for, hvordan genetisk redning kan anvendes proaktivt på arter eller populationer, som vi i Danmark har et særligt ønske om og ansvar for at bevare.

Det vil kræve en 'case til case'-vurdering af, om og hvordan et sådant projekt skulle udføres. Det er der heldigvis velbeskrevne fremgangsmåder for.

Og nej vi skal vi ikke gå flytte-amok

Genetisk redning kræver forarbejde: genetiske undersøgelser af de involverede populationer, af miljøforhold som populationerne er tilpasset osv. Vi skal tænke os om, bruge eksisterende viden og ikke gå ’flytte-amok’.

Der er nemlig en lang række forhold, der skal afdækkes for at kunne vurdere, om genetisk redning er sandsynlig i den enkelte case (se beslutningsværktøjer for genetisk redning).

Men vi skal væk fra tanken om, at alt hvad der minder om krydsninger og hybridisering er fy. Gadekrydset er den genetisk stærke hund – ikke den renavlede racehund.

Udveksling af gener mellem populationer og sågar arter er en naturlig ting og har fundet sted, så længe der har været liv på Jorden. Det unaturlige er, at vi forhindrer det i at ske.

Men det kan vi gøre noget ved. Det kræver 'bare', at vi tør tænke genetik ind i planlægning af natur i Danmark og derved øge biodiversiteten.

Egnede habitater vil altid være afgørende for en arts succes. Men genetik spiller en vigtig rolle i forhold til populationers muligheder for på sigt at overleve.

Vi ved også, at vi ikke kan tælle os til alt. En population som er rig antalsmæssigt kan være genetisk lille og sårbar.

Så hvor sært det end kan lyde, kan en bæverbestand i Vestjylland godt være sårbar trods populationsvækst, fordi den er grundlagt på basis af et (for) lille antal dyr. Og bæveren står ikke alene med dette problem.

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.

Mere fokus på genetik i bevaringsbiologi

Der er mange hensyn at tage, når en ny art introduceres, og det er nemt at sætte sig tilrette i Elfenbenstårnet og råbe 'slip 500 dyr løs'.

Vi kravler ned igen men fastholder, at der med fordel kan komme mere fokus på genetik – også når det gælder introduktion af populationer til nye områder. 

Genetisk redning, som vi har behandlet i denne artikel, er kun et blandt mange redskaber, som giver nye spændende muligheder inden for forvaltning af vores natur.

Kryopræservering af sæd, æg og embryoner, aktiv brug af frøbanker og gener repræsenteret i zoologiske haver samt revolutionen indenfor genom-analyser åbner også op for spændende muligheder.

Eksempelvis effektiv screening og udrensning af skadelige genetiske varianter eller introduktion af gunstige i en population.

Disse og mange andre teknikker gør, at bevaringsbiologien er i rivende udvikling, og vi skal se at komme med på vognen. 

LÆS OGSÅ: Forskere foreslår vildt projekt, der skal redde verdens dyr og planter

LÆS OGSÅ: Sådan sætter dyrene kroppen på pause for at overleve

LÆS OGSÅ: Her er dyret, der kommer til at overleve os alle

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Videnskab.dk Podcast

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


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Det sker