10 000-årigt DNA visar när fiskar koloniserade våra sjöar

DNA i sjösediment utgör ett naturligt ”arkiv” där man kan se när olika fiskarter koloniserade sjöar efter istiden. Det visar forskare vid institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap, Umeå universitet, i en studie publicerad i tidskriften Methods in Ecology and Evolution. Deras analyser av förekomsten av sik-DNA i sediment avslöjar att siken kom till Stora Lögdasjön i Västerbotten redan för cirka 10 000 år sedan, medan sjön Hotagen i Jämtland, fick sin sik för 2 200 år sedan.

– Det är en fantastisk nyhet att DNA bevaras så länge i sjösediment. Normalt bryts fria DNA-molekyler ner inom några dagar, men vissa DNA-fragment binds till lerpartiklar och det förhindrar vidare nedbrytning, säger professor Göran Englund, en av forskarna bakom studien.

NA-molekylerna i sjösediment är få och hårt bundna till partiklar. Det innebar svåra utmaningar i analysarbetet och krävde att nya metoder utvecklades, både för att få fram tillräckligt rent DNA och för statistisk bearbetning av data. Här har doktoranden Fredrik Olajos och forskaren Folmer Bokma gjort avgörande insatser.

– Att vi nu kan kartlägga förekomsten av DNA i sjösediment öppnar ett nytt fönster till historien som låter oss se hur naturen utvecklats under mycket långa tidsrymder, säger Göran Englund. Vi har redan startat ett projekt för att studera hur sjöekosystemen påverkats av tidigare klimatförändringar. Det kan ge viktiga ledtrådar för att bättre förstå hur den nutida uppvärmningen kommer att påverka ekosystemen.

Forskarna valde Stora Lögdasjön och Hotagen till studien eftersom de förväntade sig att siken koloniserat dessa sjöar vid olika tidpunkter. Stora Lögdasjön stod i förbindelse med Östersjön när inlandsisen smälte undan för cirka 10 000 år sedan. Förbindelsen bröts för 9 200 år sedan då landhöjningen skapade ett vattenfall, Storforsen, som siken inte kan forcera.

– Vår hypotes var att siken koloniserade Stora Lögdasjön vid isavsmältningen och sedan funnits kvar, och det stämde ju bra, säger Göran Englund. Nära Hotagen däremot fanns vattenfall som förhindrade siken att kolonisera sjön när isen smälte.

Historiska skriftliga källor visar emellertid att sik funnits i Hotagen åtminstone sedan 1700-talet. Vidare kunde forskarna se att den artbildning som sker i många sjöar, det vill säga att siken delar upp sig i småsik och storsik, inte hunnit så långt i Hotagen.

– Baserat på denna information antog vi att siken koloniserat sjön långt efter isavsmältningen, men före 1700-talet, säger Göran Englund. Att det skedde redan för 2 200 år sedan var dock något av en överraskning!

– Vi kan förstås inte veta säkert hur siken spred sig till Hotagen. Fiskätande djur som utter, björn, fiskgjuse och strömstare kan vara inblandade, men den starkaste teorin är nog att de jägare och fiskare som bebodde området för 2000 år sedan har ett finger med i spelet. Vi ser nämligen allt fler bevis för att fisk har flyttats till nya vatten så länge det funnits människor i Skandinavien, avslutar Göran Englund.

Läs mer om studien:
Estimating species colonization dates using DNA in lake sediment, Fredrik Olajos, Folmer Bokma, Pia Bartels, Erik Myrstener, Johan Rydberg, Gunnar Öhlund, Richard Bindler, Xiao-Ru Wang, Rolf Zale, Göran Englund, Methods in Ecology and Evolution, DOI: 10.1111/2041-210X.12890

För mer information, kontakta gärna:

Göran Englund, professor, Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap, Umeå universitet
Telefon: 090-786 97 28
E-post: goran.englund@umu.se

Högupplösta pressbilder