Evoluutiota turbovauhdilla – yhdestä kampelalajista tuli kaksi

Helsingin yliopiston tutkimusryhmä tutki kampeloita kansainvälisessä yhteistyöprojektissa ja löysi nopeimman tunnetun lajien eriytymisen meriselkärankaisten parissa. Löydöksellä on suuri merkitys ymmärrykseemme merieläinten evoluutiosta.

Tutkijat löysivät Itämerestä kaksi kampelaryhmää, jotka olivat eriytyneet omiksi lajeikseen hämmästyttävän nopeasti, vain 2 400 sukupolven aikana. Tämä on selvästi nopein koskaan havaittu meriselkärankaisten eriytyminen.

– Tämä saattaa olla paras näkemäni esimerkki ekologisesta lajiutumisesta. Ekologisella lajiutumisella tarkoitetaan prosessia, jonka kautta luonnonvalinta vaikuttaa uusien lajien kehittymiseen esim. meressä, missä lajit eriytyvät sopeutumalla erilaisiin ekologisiin rooleihin, eivätkä siksi, että maantieteelliset esteet erottaisivat yhteisöt toisistaan pitkiksi ajoiksi, selittää Paolo Momigliano, tutkijatohtori ekologisen genetiikan tutkimusyksiköstä.

Löydös on tärkeä siksi, että meriympäristön leviämiselle asettamat esteet ovat harvoin ehdottomia, koska virtaukset voivat kuljettaa munia ja aikuiset kalat voivat uida paikasta toiseen. Tästä syystä sympatriset lajiutumismallit, jotka eivät vaadi täydellistä maantieteellistä eristäytymistä, ovat luultavasti olleet tärkeitä tekijöitä meren monimuotoisuuden kehityksessä. Tästä huolimatta merestä on löytynyt vain vähän todisteita ekologisesta lajiutumisesta.

− Tutkimuksemme vaikuttaa merkittävästi siihen, miten ymmärrämme meressä tapahtuvaa evoluutiota, toteaa Momigliano.

Tutkijoilla on vielä monia mielenkiintoisia kysymyksiä ratkottavinaan, esimerkiksi miten lajit voivat syntyä vauhdilla, jota on pitkään pidetty mahdottomana.

− Vastaus saattaa piillä lajiutumiseen vaikuttavissa ominaisuuksissa (englanniksi magic traits), jotka aiheuttavat sivuvaikutuksena lisääntymisesteitä. Teoriassa tällaisten ”maagisten ominaisuuksien” valikoituminen saattaa olla ratkaisevaa nopeassa lajiutumisessa. Näiden kahden kampelalajin parittelustrategiat ja lisääntymiseen liittyvät piirteet saattavat olla juuri tällaisia ominaisuuksia, selittää Momigliano.

Tutkimuksen kampeloiden on siis todettu edustavan kahta eri lajia yhden sijasta, mutta miten ne eroavat toisistaan?

− Ulkonäöltään ne ovat lähes samanlaisia, mutta niiden kutukäyttäytyminen ja sopeutumat ovat erilaisia. Molemmat lajit talvehtivat syvissä vesissä ja ruokailevat kesäisin matalissa rantavesissä. Mutta keväällä toinen lajeista munii vapaasti kelluvia mätimunia syvillä vesialueilla, joiden suolapitoisuus on riittävän korkea ja munat voivat kellua vedessä nousematta pintaan. Toinen laji puolestaan laskee pienempiä mutta kestävämpiä mätimunia mataliin rantavesiin. Eroavaisuuksista on tiedetty jo pitkään, mutta vasta nyt tiedämme, että eri tavalla kutevat kampelat ovat kaksi eri lajia, joiden evoluutiohistoriat ovat erilaisia, kuvailee Momigliano.

Kampeloilla on suuri taloudellinen merkitys kalastajille, ja niiden määrä Suomen rannikoilla on laskenut rajusti. Nykyään pelagiset kampelat, jotka laskevat munansa kellumaan, ovat pieni vähemmistö Suomen rannikoilla, mutta nyt tehtävän tutkimuksen mukaan 1970- ja 1980-luvuilla ne olivat kampelakannan enemmistöä. Nämä kampelat eivät voineet kutea Suomen rannikolla, koska niiden munat vaativat suolapitoisempaa vettä. Kampelat kutivat luultavasti etelämpänä, missä olosuhteet olivat otollisemmat, ja merivirtaukset kuljettivat sitten mätimunat kohti pohjoista. Tämä tarkoittaa sitä, että Suomen rannikon pelaginen kampelakanta ei uusiutunut, mikä koski myös tuon ajan turskakantaa. Nykyään rannikkoalueilla tavataan lähes pelkästään rantaveteen munivaa kampelaa.

 

Alkuperäinen artikkeli:
 

Momigliano P, Jokinen H, Fraimout A, Florin A-B, Norkko A, Merilä J (2017). Extraordinarily rapid speciation in a marine fish. Proceedings of the National Academy of Sciences  (Published ahead of print May 22, 2017, doi:10.1073/pnas.1615109114)

 

Yhteystiedot:

Paolo Momigliano (yhteydenotot englanniksi), tutkijatohtori
Ekologisen genetiikan tutkimusyksikkö, biotieteiden laitos, bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta
sähköposti: paolo.momigliano@helsinki.fi, puh. +358 040 777 6419
ResearchGate: https://www.researchgate.net/profile/Paolo_Momigliano
Twitter: @PaoloMomigliano (https://twitter.com/PaoloMomigliano)

Juha Merilä (yhteydenotot suomeksi ja englanniksi)
Ekologisen genetiikan tutkimusyksikkö
Biotieteiden laitos, bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta
juha.merila@helsinki.fi, puh. +358 40 837 416

 

 

 

Lue lisää aiheesta: Elämäntieteet