Genetiska faktorer har stor betydelse för vilken tid på året sillen leker

Det är av största vikt för olika arter att föröka sig vid en tidpunkt på året då avkomman har störst chans att överleva. En ny studie, där DNA från 25 populationer av sill från både västra och östra Atlanten undersökts, visar att genetiska faktorer har stor betydelse för när leken sker. I hög utsträckning är det samma genvarianter på båda sidorna av Atlanten som förklarar om sillen leker på våren eller hösten.

Sillen är en av de vanligaste fiskarna i världen och har under en stor del av Sveriges och norra Europas historia haft kritisk betydelse för vår livsmedelsförsörjning. Ett enda stim av sill kan bestå av en miljard fiskar. Sillen (såväl som strömmingen i Östersjön) leker under vår, sommar eller höst. Detta utgör olika strategier för en framgångsrik reproduktion. Vilken strategi som är mest framgångsrik varierar mellan år och över långa tidsperioder beroende på hur klimatet påverkar planktonproduktionen som sillen är beroende av. I början av 1900-talet var höstlek dominerande i Östersjön men nuförtiden dominerar vårlek kanske på grund av övergödningen av Östersjön som ökat på planktonproduktionen.

Studien som nu publiceras i den amerikanska vetenskapsakademins tidskrift PNAS
är ett samarbete mellan forskare vid Uppsala Universitet, Stockholms Universitet och Dalhousie University (Halifax).

- I den här studien har vi jämfört höst- och vårlekande sill från västra och östra Atlanten (inklusive strömming från Östersjön) för att undersöka genetiska faktorer som påverkar när på året sillen leker, förklarar Sangeet Lamichhaney nydisputerad forskare från Uppsala universitet nu verksam som post-doktor vid Harvard University.

Studien har gett flera intressanta resultat. För det första, så kunde forskarna konstatera att sill från båda sidor av Atlanten är genetiskt sett mycket lika vilket betyder att det troligen förekommer visst genflöde mellan olika sillpopulationer i hela dess utbredningsområde. Trots dessa likheter kunde forskarna påvisa tydliga genetiska skillnader mellan höst- och vårlekande sill både i västra och östra Atlanten. I stor utsträckning fann man att det var samma genvarianter som var associerad med höst- respektive vårlek oberoende av varifrån i Atlanten eller Östersjön proverna kom.

- Vi har nu en lång lista med gener associerade med sillens lektid och det är några av dessa som sticker ut som särskilt intressanta, berättar Leif Andersson, professor vid Uppsala universitet, SLU och Texas A&M University, som har lett studien.

- Den kanske mest intressanta är TSHR (thyroid-stimulating hormone receptor) eftersom tidigare studier på fåglar och däggdjur har visat att TSHR har en central betydelse för den mekanism som gör att däggdjur och fåglar kan känna av en förändrad dagslängd och på så sätt ”veta” när det är dags att skaffa ungar, till exempel under våren för de flesta fåglar i vårt land. Det faktum att TSHR var den gen som visade det mest tydliga sambandet till sillens lektid talar starkt för att en liknande mekanism förekommer hos fiskar. Det skulle vara mycket spännande om vi kan klargöra den genetiska mekanismen som gör att den ökande dagslängden på våren gör att vårlekande sill blir lekmogen medan den höstlekande inte blir det förrän i augusti-september, berättar Leif Andersson.

Denna studie har betydelse för att förstå hur ett förändrat klimat kan påverka sillen och andra marina fiskar. Det är väl känt att vissa insektsätande fåglar har fått försämrade häckningsresultat på senare år eftersom de startar häckningen för sent eftersom klimatförändringar har gjort att den topp i förekomsten av insekter kommer tidigare på våren numera.

- Vår bedömning är att sillen står väl rustad att möta denna typ klimatförändringar. Dels finns det en plasticitet i sillens lekbeteende och leken påverkas bland annat av vattentemperaturen så blir det varmare tidigare på våren så kommer antagligen leken att börja tidigare. Dessutom ser vi att det finns en betydande genetisk variation för lektid så det finns förutsättningar för en genetisk anpassning om klimatet förändras inom rimliga gränser, säger Leif Andersson.

Studien har också viktiga praktiska tillämpningar. För att kunna förvalta den otroligt viktiga naturresurs som sill och strömming utgör så är det av central betydelse att kunna följa utvecklingen av olika bestånden av sill och strömming för att kunna bedriva ett långsiktigt uthålligt fiske.

- Det kommersiella sillfisket är det femte största fisket i världen. De genetiska markörer vi nu tagit fram kan användas för att särskilja olika bestånd av sill och strömming med olika lektid. Till exempel, så undersökte vi tre stickprov från Gävlebukten insamlade i maj, juli och september. Det visade sig att dessa tre stickprov kom från populationer som visade tydliga genetiska skillnader vilket man bör ta hänsyn till i förvaltningen av dessa bestånd, säger Sangeet Lamichhaney.

För mer information kontakta:

Professor Leif Andersson, Uppsala universitet, SLU & Texas A&M University, Telefon: 018-471 49 04 eller 070-425 0233, e-post: Leif.Andersson@imbim.uu.se

Sangeet Lamichhaney, Angela P. Fuentes-Pardo, Nima Rafati, Nils Ryman, Gregory R. McCracken, Christina Bourne, Rabindra Singh, Daniel E. Ruzzante, and Leif Andersson (2017) Parallel adaptive evolution of geographically distant herring populations on both sides of the North Atlantic Ocean, PNAS
Doi: 10.1073/pnas.1617728114