Genetisk mångfald - variation som gör skillnad
Förvaltningen av havets biologiska mångfald har hittills mest handlat om arter. Forskare menar nu att det är hög tid att rikta blicken mot den mångfald som finns inom arterna - den genetiska variationen. Utan den har arterna ingen möjlighet att anpassa sig till framtida miljöförändringar.
Östersjön är ett speciellt hav på många sätt. Få marina arter överlever i den låga salthalten, men dessa har å andra sidan ofta stor betydelse för hela ekosystemet. Exempelvis är torsk den dominerande rovfisken och blåstång den enda alg som kan bilda stora tångskogar med viktiga livsmiljöer för många andra arter. Att förvalta och nyttja Östersjön på ett sätt så att dessa nyckelarter inte försvinner är därför avgörande.
För bara några decennier sedan trodde forskarna att de marina arterna i Östersjön helt enkelt bara var tillräckligt tåliga för att klara den låga salthalten. I dag vet vi att det handlar om evolution av nya anpassningar och, i flera fall, mycket stora genetiska skillnader. Så stora att det är relevant att betrakta några Östersjöbestånd som helt egna arter.
Stora skillnader inom arter
Att laxen i Östersjön är genetiskt unik stod klart redan på 1980-talet. Sedan dess har även torsken öster om Bornholm i praktiken kommit att betraktas som en egen art. Genetiskt anpassade bestånd har även konstaterats hos gädda, havsgråsugga, sill och skarpsill. Och detta är bara toppen på ett isberg, eftersom de flesta av arterna i Östersjön fortfarande återstår att undersöka genetiskt.
Blåstång har sitt ursprung i Atlanten med salthalter runt 25-30 promille. Östersjöbestånden i Kvarken och i inre Finska viken har utvecklat genetiska anpassningar som gör att de klarar en salthalt på under 3 promille. Foto: Hans Kautsky/Azote
Inom forskningsprojektet BAMBI försöker nu forskare råda bot på detta, genom egna kartläggningar och genom att sammanställa befintlig kunskap.
"Forskarna har bland annat undersökt genetiken hos blåstång, och bilden som framträdde var väldigt komplex", berättar Kerstin Johannesson, forskare vid Göteborgs universitet, som leder projektet.
Genetiska skillnader finns mellan bestånd som ligger bara någon kilometer från varandra. Blåstången i Finland och Estland avviker rejält från övriga bestånd, och i Bottenhavet har systerarten smaltång utvecklats.
Bristande förvaltning
Förmågan hos några marina arter att anpassa sig så snabbt och effektivt till förändringar i sin yttre miljö ger hopp inför framtidens klimatförändringar.
"Men sådan anpassning är bara möjlig om den genetiska mångfalden bevaras", poängterar Kerstin Johannesson. "Därför behöver värdefulla bestånd och habitat förvaltas inte bara med tanke på arternas mångfald utan hänsyn måste även tas till den genetiska mångfalden inom arter. Våra undersökningar visar tyvärr att det finns stora brister där."
"Det finns tydliga mål för att den genetiska mångfalden ska skyddas och bevaras, såväl internationellt som nationellt. Men det är när dessa mål ska omsättas i praktiska planer för marina skyddade områden som problemen uppstår", förklarar Linda Laikre, forskare vid Stockholms universitet. "Att gennivån saknas i planerna beror inte bara på att så få arter är undersökta. Ett problem är bristande kunskap hos tjänstemännen. Därför har vi nu bland annat sammanställt den genetiska kunskap som finns och vi lämnar konkreta råd för hur den bör beaktas i förvaltningen," fortsätter Linda Laikre.
Det finns tydliga mål för att den genetiska mångfalden ska skyddas och bevaras, såväl internationellt som nationellt. Men det är när dessa mål ska omsättas i praktiska planer för marina skyddade områden som problemen uppstår...
Kapplöper med klimatet
Klimatmodeller förutspår att Östersjön kommer att värmas upp och sötas ut snabbare än andra kustområden. Det kommer förmodligen att gynna sötvattensarterna, men hur kommer det att gå för arterna med marint ursprung?
I projektet har matematiska modeller utvecklats som kan förutsäga arters utbredningsområden i ett framtida Östersjön. Modellerna baseras på kunskap om olika arters känslighet, men tar även hänsyn till andra faktorer som till exempel spridningsförmåga.
"Våra modeller visar att exempelvis blåstången inte kommer att hinna med miljöförändringen i Östersjön. För att säkra en framtida förekomst av blåstång i södra och mellersta Östersjön skulle lokala populationer som är anpassade till salthalter runt 3-6 promille behöva sprida sig dit från Bottenhavet med en hastighet av upp till 70 kilometer per decennium. Så fort går det inte", säger Kerstin Johannesson.
"Men med kunskap om beståndens genetik så kan åtgärder vara möjliga. Till exempel kan tångplantor flyttas söderut, för att preparera sydliga bestånd med genetiska varianter som tål låga salthalter", fortsätter hon.
Övervakning på gång
Modellerna kan också användas för att utröna vad som krävs för att bibehålla genetisk mångfald inom en art och därmed förmågan till framtida evolutionär anpassning - hur stora bestånden måste vara, och hur mycket kontakt och genetiskt utbyte som krävs mellan olika bestånd.
Exempel på en art där sådan information behövs i förvaltningen är den havsvandrande öringen. Öring förekommer i många lokala bestånd som är genetiskt anpassade till sina respektive lekälvar och bäckar. Men för att undvika genetisk utarmning behövs ett utbyte mellan olika områden och bestånd.
Öring ingår i ett nytt pilotprojekt för genetisk övervakning där forskarna nu fått i uppdrag att ta fram ett programförslag.
"Övervakning behövs för att öka vår kunskap om hur den genetiska variationen inom och mellan bestånd av arter förändras över tid. Förhoppningen är att vi ska dra lärdomar från denna pilotstudie som sedan kan överföras på andra arter", säger Linda Laikre.
Öring förekommer i många små, lokalt anpassade bestånd i bäckar och älvar. För att undvika genetisk utarmning måste kontakten mellan de olika bestånden upprätthållas. Foto: Stefan Beskow/Azote
Plattform för samverkan
Pilotprojektet kommer att utvecklas i dialog med länsstyrelser, sportfiskare, samer och andra sakägare. Dialog och samverkan var också temat för en tvådagars workshop, BaltGene 2017, som arrangerades tidigare i höstas. Mötet samlade drygt 50 deltagare från forskning, förvaltning och intresseorganisationer i länderna runt Östersjön. Det fanns en stor enighet om att det behövs mer kunskapsutbyte och samtal kring genetisk mångfald och marin förvaltning.
"Nu har vi lagt en viktig grund. Vi är mycket nöjda och ser fram emot att arrangemang som detta upprepas inom en snar framtid", säger Annica Sandström, forskare vid Luleå tekniska universitet, som har lett det tvärvetenskapliga arbetet i projektet.