Klimatförändringar kan forma fiskars utveckling

Jingyao Niu vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) visar i sin avhandling att klimatförändringar inte bara påverkar fiskars beteende och utbredning, utan att de även kan driva på evolutionen. Genom att undersöka abborrar i ett uppvärmt område har hon kunnat se hur de har anpassat sig till att leva i högre temperaturer.

Jingyao Niu har använt data från över 40 år tillbaka, och jämfört abborrar från ett konstgjort uppvärmt ekosystem (den så kallade Biotestsjön utanför Forsmark som värms upp av kylvatten från kärnkraftverket) med dem från ett närliggande icke-uppvärmt ekosystem.

Hennes studier visar att de ”uppvärmda” abborrarna blev könsmogna vid en mindre storlek. När de hade levt i varmt vatten under flera generationer blev de könsmogna när de var ännu mindre. Det här tyder på att det har skett en evolutionär anpassning hos fiskarna.

- När det gäller adaptiv evolution – att maximera sin egen reproduktiva framgång – är det ofta en avvägning mellan olika egenskaper hos fisken. Till exempel kan det vara en fördel att under varma förhållanden bli könsmogen vid en mindre storlek. Det beror på att en liten kropp generellt sett förlorar mindre värme än en stor och använder mindre energi till tillväxt, och därför kan använda mer energi till reproduktion. Att kunna föröka sig så tidigt som möjligt ökar också chanserna att reproducera sig när miljön är instabil eller ogynnsam, berättar Jingyao Niu.

Genetiska spår av anpassning

Hon jämförde även DNA från abborrar i det uppvärmda och det icke-uppvärmda ekosystemet. DNA:t hade extraherats från äldre benprover och nyare muskelprover under fyra decennier. Resultaten tyder på att abborrarna i det uppvärmda området har förändrats genetiskt efter att ha levt i de högre temperaturerna.

Jingyao Niu genomförde dessutom ett experiment där hon kläckte fram larver från abborrägg som samlats in i de båda områdena. Larverna placerades i olika behållare tillsammans med växt- och djurplankton. Det visade sig att larverna från det uppvärmda området åt färre men större djurplankton än vad larverna från det icke-uppvärmda området gjorde, och kan därmed ha utvecklat anpassningar i sitt sätt att söka efter föda.

- Det här är viktigt eftersom det visar hur effekter av klimatförändringar på en trofisk nivå i ekosystemet kan ge kaskadeffekter ner till en annan nivå genom interaktioner mellan arter, säger Jingyao Niu.

Uppvärmda ekosystem kan driva på evolutionen

Hennes avhandling tydliggör att uppvärmning av ett ekosystem kan driva på evolutionära förändringar hos fiskar, och att de här förändringarna i sin tur kan påverka ekosystemen.

- Min forskning visar vikten av att ta hänsyn till evolutionära processer tillsammans med ekologiska faktorer när man utvärderar effekterna av klimatförändringarna. Jag har inte bara studerat effekterna av temperaturhöjningen i sig, utan, ännu viktigare, effekterna av att ett ekosystem värms upp, säger Jingyao Niu.

Foto: Josefine Karlsson/SLU