Skindet bedrager! Zebraer er meget mere forskellige end antaget
Dansk studie, der fuldstændig ændrer vores syn på zebraer, vækker begejstring i udlandet.
Zebra flere arter populationer genom analyse danske forskere Københavns universitet historie oprindelse genetik savannen

Danske forskere har brugt zebraernes gener som en slags tidsmaskine til at rejse 370.000 år tilbage i tiden og vise, at zebraernes vugge formentlig lå i det sydlige Afrika. (Foto: Shutterstock)

Et nyt, dansk studie har netop løftet sløret for overraskende hemmeligheder hos et af de mest ikoniske dyr fra den afrikanske savanne, steppezebraen.

Genetiske analyser viser nu, at skjult under pyjamas-dragten er zebraerne slet ikke dem, man troede de var.

Biologerne har nemlig traditionelt brugt dyrenes udseende som striber og hovedform til at opdele zebraerne i forskellige underarter, men de inddelinger afspejles ikke i generne.

»Her viser vi, at zebraerne faktisk er endnu mere forskellige, så selvom to zebra-populationer [grupper af individer af samme art, red.] ser ens ud, så er de det faktisk ikke,« siger førsteforfatter, biolog Casper-Emil Pedersen ved Københavns Universitet, til Videnskab.dk.

Omvendt viser gen-analysen, at en uddød zebra-variant, Quagga, trods dens meget specielle udseende faktisk 'bare' var en af de almindelige zebraer.

Zebra flere arter populationer genom analyse danske forskere Københavns universitet historie oprindelse genetik slægtskab savannen

Den særprægede Quagga lignede en halv hest og halv zebra. Læs mere om Quaggaen i boksen under artiklen. (Foto: Frederick York)

Har brugt generne som en tidsmaskine

Studiet begejstrer professor i genetik ved Senckenberg Forskningsinstitut på Goethe Universitet Frankfurt, Tyskland, Axel Janke, som for nyligt viste, at giraffen ikke er én, men fire arter.

»Det er vigtigt studie, fordi det viser, at vi hidtil ikke fuldt ud har forstået graden af biodiversitet, som de nye genetiske redskaber kan afsløre,« skriver Axel Janke i email til Videnskab.dk.

Endelig har forskerne brugt generne som en slags tidsmaskine til at rejse 370.000 år tilbage i tiden og vise, at zebraernes vugge formentlig lå i et forhistorisk vådområde omkring de to store vådområder Okavango-deltaet og Zambezi-floden i det sydlige Afrika.

Historien kort
  • Danske forskere har analyseret genomet af 167.000 genetiske markører fra 59 steppezebraer, der omfatter alle nulevende underarter.
  • Analysen afslører både zebraens historie, og at de traditionelle klassifikationer, baseret på udseende, ikke kan genfindes i generne.
  • Studiet viser, at klassifikation bør suppleres med genetisk analyse, ikke mindst i forhold til bevarelse af zebraen.
  • Studiet peger desuden på, at zebraen potentielt kan være nøglearten til at forstå hele savannens historie.

»Det er vigtigt at kende zebraens historie, ikke kun for zebraen, men for at forstå hele savannefaunaen,« siger adjunkt ved Biologisk Institut, Københavns Universitet, Rasmus Heller, som har ledet studiet.

Det nye studie er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature Ecology & Evolution.

Zebraen - 8, 6 eller 5 underarter?

Biologer og genetikere har længe diskuteret, om den almindelige zebra - steppezebraen - var opdelt i flere underarter, eller om der snarere var en kontinuerlig variation, som ikke lod sig opdele i klare enheder:

  • Biologer har ment, at der var flere adskilte underarter uden dog at kunne blive enige om, hvorvidt det var 8, 6 eller 5 - og heller ikke om, hvor de geografiske skel skulle trækkes.
  • Genetikerne derimod mente, at der var tale om et kontinuum (ubrudt rækkefølge), men har været begrænset af få simple genetiske markører, som kun gav en ret lav opløsning, det vil sige gjorde det vanskeligt at skelne små forskelle mellem populationer.

Nu har de danske forskere imidlertid set på spørgsmålet med de nye og stærke genetiske værktøjer, og at zebraerne kan inddeles i 9 forskellige populationer.

»Vi finder, at der er adskilte enheder, men de stemmer ikke overens med det, morfologien [udseendet, red.] siger,« fortæller Rasmus Heller.

Zebra flere arter populationer genom analyse danske forskere Københavns universitet historie oprindelse genetik savannen

Det nye studie afslører, at zebraerne kan inddeles i 9 forskellige populationer. (Foto: Shutterstock)

Unik ressource i fryseren på Københavns Universitet

For at opklare spørgsmålet har forskerne skullet bruge arvemateriale fra mange zebraer fordelt over store geografiske afstande og mange lande i Afrika.

»Vi har været meget heldige at have adgang til en helt unik ressource af prøver, som blev indsamlet af en professor ved Biologisk Institut i 1990'erne,« siger Casper-Emil Pedersen.

Professoren var Peter Arctander, som var meget dygtig og driftig gen-pioner inden for genetik på store pattedyr. Han indsamlede vævsprøver fra pattedyr i hele verden. Prøver, som i dag ligger i fryserne ved Københavns Universitet.

Zebra flere arter populationer genom analyse danske forskere Københavns universitet historie oprindelse genetik savannen

Med de genetiske markører kan forskerne nu regne baglæns og tegne de forhistoriske migrationer, som har ført frem til nutidens udbredelsesmønstre af zebrapopulationer. De finder, at zebraerne er ‘pumpet’ ud fra et forhistorisk sø-system, Makgadikgadi, mellem Botswana og Zambia. (Grafik: Pedersen et al./Nature)

Denne samling er i dag en enestående ressource for genetisk forskning, fordi det er så vanskeligt og dyrt at indsamle prøver fra vilde arter i naturen.

»Jeg tvivler på, at der overhovedet er andre steder i verden, man har så omfattende materiale fra Afrika. Så det er et stærkt trumfkort her hos os,« siger Rasmus Heller.

Det nye studie viser, at samlinger som denne er afgørende for at besvare spørgsmål om vilde dyrearters biologi.

Mønstre i genomerne afslører slægtskab

Fra prøverne kan forskerne kortlægge arvemateriale fra 59 steppezebraer, dækkende lande som Tanzania, Kenya og Uganda i Østafrika til Namibia og Botswana i det sydlige Afrika samt tre bjergzebraer og tre Grevy's zebraer til sammenligning.

Hvert dyr er kortlagt som et slags 'light-genom', der repræsenterer cirka 1 procent jævnt fordelt over zebra-genomet.

Det lyder måske som lidt, men faktisk er der tale om mange millioner positioner i genomet, fordi zebraens genom indeholder hele 2,5 milliarder basepositioner.

Det afgørende er, at den metode giver forskerne flere hundrede tusinde bidder med genetiske markører, som dermed kan tegne et mere detaljeret billede i langt højere opløsning end de tidligere simple genetiske analyser.

zebra genom arter

Studiet giver en indsigt, som er vigtig for at kunne bevare zebraen, f.eks. ved at pege på, hvordan den genetiske variation bedst kan opretholdes. (Foto: Mogens Trolle)

Da de genetiske markører nedarves fra en generation til den næste, vil forskellige mønstre af markører blive kendetegnende for adskilte populationer, og her fandt forskerne ni forskellige populationer, hvoraf kun to-tre overlappede med de traditionelle underarter (afhængigt af, hvor man trækker underartsgrænserne).

Når en gruppe splitter ud, opstår nye genetiske mønstre

Forskerne kan også bruge mønstrene til at skrue tiden baglæns og så at sige beregne, hvor de nutidige mønstre må være skabt.

Princippet er måske lettest at forstå med et nutidigt eksempel - de nytilkomne danske ulve, som er indvandret fra Tyskland og Polen.

Når sådan en gruppe splitter ud fra sin oprindelige population, tager individerne et bestemt udsnit af genetiske markører med sig, og de mønstre vil præge de nye danske populationer og med andre ord optræde meget mere hyppigt blandt ulve i periferien af udbredelsesområdet end blandt ulvene i den centrale del af området.

Zebra flere arter populationer genom analyse danske forskere Københavns universitet historie oprindelse genetik savannen

Her ses Grevy's zebra, der er den største art med en skulderhøjde på 140-160 cm og en vægt på 350-450 kg. (Foto: Shutterstock)

Kan finde zebraens vugge

Når forskerne på den måde analyserer hyppigheden af bestemte mønstre af markører i zebraerne, finder de et meget klart billede af et centrum i et område mellem det nuværende Botswana og Zambia, hvorfra zebraerne er spredt ud i først to, siden mindst fire forskellige retninger.

»Det er som en hjertepumpe, der gennem de sidste 300.000 år har pumpet zebraerne ud, i takt med at det globale klima skiftevis har gjort landskabet frodigt og tørt,« siger Casper-Emil Pedersen.

Zebraer har brug for adgang til vand og vegetation, og området omkring Okavango og Zambezi har i mange tusinde år været et stabilt refugium, hvor der indtil for ca. 20.000 år siden desuden fandtes kæmpe søer.

Det udpeger forskerne nu som zebraernes vugge, og de kan beregne, at den sidste fælles forfader til alle de nulevende steppezebraer levede for cirka 370.000 år siden.

Zebra flere arter populationer genom analyse danske forskere Københavns universitet historie oprindelse genetik savannen

De zebra-populationer, forskerne identificerer i Namibia, Botswana, Zambia, sydvestlige Tanzania, sydøstlige Tanzania, Uganda/Tanzania, Tanzania/Kenya, central Kenya og nordøstlige Uganda. (Grafik: Pedersen et al./Nature)

Zebraen er en art med mobilitet

Dermed tegner forskerne et billede af, at de stribede dyrs bestande gennem mange hundrede tusinde år er blevet formet af den hjertepumpe, og at mobilitet over store afstande så at sige er blevet en integreret del af den zebra, vi kender i dag.

»Det er jo rigtigt interessant og en kæmpe udfordring at opretholde, og evt. genoprette, denne bestandsstruktur i et Afrika med den store befolkningstilvækst, der er,« siger en af Danmarks førende forskere i geografisk økologi, professor ved Aarhus Universitet, Jens-Christian Svenning, som ikke har deltaget i studiet.

Zebraen kan rumme grundplanen for hele savannen

Omvendt giver studiet en indsigt, som er vigtig for at kunne bevare zebraen, f.eks. ved at sikre specifikke migrationskorridorer og pege på, hvordan den genetiske variation bedst kan opretholdes.

Visse af de nyopdagede populationer har f.eks. meget lavere genetisk diversitet end de andre og bør derfor overvåges nøje i fremtiden.

Zebra flere arter populationer genom analyse danske forskere Københavns universitet historie oprindelse genetik savannen

En bjergzebra af arten Hartmanns zebra (E. z. hartmanni). Bjergzebraen har et karakteristisk gittermønster over krydset, hvor rygstriberne fortsætter helt ud til halen. (Foto: Shutterstock)

»Det er vigtigt at forstå, hvor de forskellige arter kommer fra og har bevæget sig hen over tid,« siger Rasmus Heller og peger på, at zebraen potentielt kan være indikator-art til at forstå hele savannens historie.

»Zebraen er en vigtig økologisk pioner-art, der er en af de første, der kommer frem til et nyt område og gør det klart til de næste arter såsom gnuer og gazeller. Det kunne være nærliggende at teste, om de andre arter, der typisk ankommer efter zebraen i et givent område, har bevæget sig videre på samme måde.«

Det er en hypotese indtil videre, men ideen er, at man i zebraen kan læse en grundplan for hele savannens udviklingshistorie.

Quaggaen var en underart til steppezebraen
Zebra flere arter populationer genom analyse danske forskere Københavns universitet historie oprindelse genetik savannen

Genetisk analyse viser, at Quaagaen (rød) lander lige oven i steppezebraen fra Namibia (grøn). En population af steppezebraer fra det nordligste af udbredelsesområdet i Uganda (blå) ligner ikke nogen af de andre og kan være et eksempel på 'live'-evolution af ny arts-dannelse. (Grafik: Pedersen et al./Nature)

Quaggaen uddøde sidst i 1800-tallet og blev i 1984 den første uddøde art, som det lykkedes at kortlægge DNA fra, hvilket forskerne bag The Quagga Project bruger i et forsøg på at gen-skabe quaggaen.

Nu har de danske forskere sammenlignet Quagga’ens genom med de nulevende zebrapopulationer og kan bekræfte tidligere studier, at quaggaen udseendet til trods faktisk var en underart til steppezebraen.

De finder samtidig, at Quaggaen var nært beslægtet med de nuværende zebra'er i Namibien.

»Det er jo interessant i forhold til genetablering og 'rewilding' i det sydlige Sydafrika, at den blot var en variant af den almindelig zebra, som jo dermed er oplagt at arbejde med som erstatning,« siger Jens-Christian Svenning.


Ugens Podcast

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