Zrozumienie ewolucji na przykładzie łososi
Populacje łososia atlantyckiego świadczą wiele usług ekosystemowych na rzecz człowieka, przy czym całe swoje życie spędzają w dwóch typach siedlisk podatnych na zmiany wywołane działalnością człowieka: akwenach słodkowodnych i oceanach. Niektóre z samców łososia zdolne są do osiągnięcia dojrzałości przed migracją z akwenów słodkowodnych do oceanu, a zjawisko to znane jest jako wczesne dojrzewanie łososi w stadium parr (EMPM). Chociaż wiadomo, że EMPM ma podstawy genetyczne, jest ono szczególnie powszechne u występującej najdalej na południe populacji łososia atlantyckiego, co sugeruje, że owa cecha zachowań rozrodczych może mieć podłoże środowiskowe. W ramach inicjatywy badawczej GENEARLY (Genetic determination of early male parr maturation in Atlantic salmon natural populations) naukowcy zbadali rozwój, płeć oraz wczesne dojrzewanie tej populacji łososia w warunkach kontrolowanych, aby określić przyczyny zjawiska EMPM. W projekcie zintegrowano metody ekologii behawioralnej, genetyki ilościowej oraz genomiki populacji. Wykorzystano również nowoczesną technologię sekwencjonowania, tak aby wyjaśnić determinizm genetyczny oraz genomiczną architekturę fenotypu EMPM w naturalnych populacjach łososia atlantyckiego. Badacze przeprowadzili eksperymenty terenowe, aby zidentyfikować czynniki środowiskowe i genetyczne związane z wczesnym dojrzewaniem samców łososia. Podczas eksperymentów badacze skontrolowali czynniki środowiskowe podczas odchowu potomstwa w środowisku półnaturalnym oraz czynnik genetyczny poprzez wykonanie kontrolowanych krzyżówek. Badacze odkryli, że cecha EMPM zawiera silny składnik genetyczny. Następnie badacze określili regiony genomiczne oraz markery genetyczne, które można powiązać z EMPM. Wszystkie zidentyfikowane markery genetyczne zostały wykorzystane w celu opracowania macierzy genotypowej polimorfizmów pojedynczego nukleotydu służącej uzupełnieniu danych genotypowych. Pozwoliło to na przeprowadzenie analizy genów cech ilościowych na zmapowanej populacji oraz wykonanie skanu genomicznego naturalnej populacji przy zintegrowanych neutralnych i funkcjonalnych polimorfizmach. Podejście integracyjne zastosowane w projekcie GENEARLY pozwoliło na lepsze zrozumienie wpływu środowiska na łososia, a zwłaszcza na EMPM. Tego typu wiedza na temat ewolucji reprodukcji łososia atlantyckiego może prowadzić do ulepszenia praktyk ochrony gatunku w obliczu globalnej zmiany klimatu.
Słowa kluczowe
Łosoś atlantycki, genetyka, wczesne dojrzewanie łososi w stadium parr, GENEARLY, fenotyp, polimorfizm pojedynczego nukleotydu, geny cech ilościowych
