Lohen geenit paljastavat puberteetin ja evoluution salaisuuksia

Tutkijat havaitsivat, että VGLL3-geeni säätelee tuhansia muita lohen sukupuoliseen kypsymiseen liittyviä geenejä.

– Kuvittele, että yksi kytkin määrittäisi, alkaako ihmisen murrosikä 13- vai 20-vuotiaana. VGLL3-geeni toimii samoin lohissa: se vaikuttaa esimerkiksi lohen lisääntymissolujen kehittymiseen, kasvurytmeihin ja käyttäytymisen muutoksiin. Tuloksemme selittävät, miten yksittäisen geenin vaihtelu voi vaikuttaa merkittävästi murros- ja sukukypsyysiän kaltaisiin erittäin monimutkaisiin ja -tahoisiin piirteisiin, kertoo norjalaisen Nord-yliopiston apulaisprofessori Jukka-Pekka Verta, joka johti tutkimusta osana tutkijatohtorivaihettaan Helsingin yliopistossa. 

Löydös selittää, miten sukupuolisen kypsymisen kaltaiset monimutkaiset piirteet kehittyvät ja vaihtelevat, ja valaisee pleiotropiaksi kutsuttua prosessia, jossa yksi geeni ohjaa useaa ominaisuutta orkesterin kapellimestarin tavoin. 

VGLL3-geeni vaikuttaa ihmisen murrosiän ajankohdan määräytymiseen, vaikkakin sen vaikutus on paljon vähäisempi. Sillä on huomattavasti suurempi vaikutus erääseen ihmisen ihon autoimmuunisairauteen, jonka ”kytkimenä” se toimii. Kyseinen sairaus, lupus eli ihohukka, on merkittävästi yleisempi naisilla kuin miehillä. 

Voimalaitospadot voivat vaikuttaa lohen sukukypsyyteen

Tutkijoiden löydöksillä on kauaskantoisia vaikutuksia erityisesti sen ymmärtämiseen, miten voimalaitospatojen rakentaminen ja muu ihmisen toiminta vaikuttaa lohikantojen nopeisiin kehityksellisiin muutoksiin. 

Koska lohi on vaelluskala, se tarvitsee vapaan reitin jokien lisääntymisalueiden ja valtamerten saalistusalueiden välille. Monilta voimalaitospadoilta puuttuu toimivat kalatiet, joita pitkin kalat voivat nousta patojen yläpuolisille lisääntymisalueille. 

– Jos patojen alapuoliset lisääntymisalueet soveltuvat esimerkiksi vain pienille lohiyksilöille, luonnonvalinta saattaa suosia vahvasti muuta kuin myöhäisen sukukypsyyden VGLL3-varianttia, mikä tarjoaa lohikannalle tavan sopeutua muuttuneisiin olosuhteisiin, mutta myös vähentää kannan monimuotoisuutta. Tällä voi olla kielteisiä pidemmän aikavälin vaikutuksia. Ymmärrämme nyt aiempaa paremmin, mihin muihin geeneihin ja prosesseihin tällaiset muutokset voivat vaikuttaa, toteaa Helsingin yliopiston bio- ja ympäristötieteellisen tiedekunnan professori Craig Primmer.

Muuttamalla tiettyjen VGLL3-varianttien esiintymistiheyttä luonnonvalinta voi vaikuttaa suuresti koon, munien määrän ja käyttäytymisen kaltaisiin ominaisuuksiin. Uusi tutkimus korostaa evoluution perustutkimuksen merkitystä luonnonkantojen hallinnassa ja ympäristömuutosten ekosysteemivaikutusten ennustamisessa.

Alkuperäinen artikkeli
A complex mechanism translating variation of a simple genetic architecture into alternative life histories