Jyväskylän yliopisto

Väitöstutkimus värikkäistä perhosista avaa mekanismeja geneettisen monimuotoisuuden säilymisen taustalla (De Pasqual)

Jaa

Luonnossa jopa saman lajin saman populaation yksilöiden ulkoasu eli fenotyyppi voi vaihdella suuresti. Tunnettuja esimerkkejä ovat perhosten siipien väritys tai lintujen höyhenpeite. FM Chiara De Pasqual tutki väitöskirjassaan värikkään täpläsiilikäs-perhosen, Arctia plantaginis, lisääntymiskäyttäytymistä ja löysi mekanismeja, jotka edistävät fenotyyppisen ja geneettisen monimuotoisuuden säilymistä.

M.Sc. Chiara De Pasqual
M.Sc. Chiara De Pasqual

Monimuotoisuus lisää populaatioiden kykyä sopeutua ympäristön muutoksiin, minkä vuoksi on oleellista ymmärtää, millaiset prosessit ylläpitävät geneettistä ja fenotyyppistä vaihtelua. Värit vaikuttavat merkittävästi eläinten käyttäytymiseen, ja niiden tutkiminen tarjoaa erinomaisen tilaisuuden ennustaa, miten muutokset ympäristössä vaikuttavat eliöihin ja niiden kykyyn sopeutua.

Täpläsiilikkään koiraan takasiipien värityksen määrää geeni, jossa sijaitsee joko valkoinen alleeli W tai keltainen alleeli y. Valkoinen väri on vallitseva, ja siksi kaksi eri genotyyppiä, WW ja Wy tuottavat valkoisen ulkoasun. Keltaisella perhosella on aina kaksi samaa y-alleelia. De Pasqual tutki perhosten lisääntymismenestystä sekä sitä, kuinka eri värigenotyypin omaavat yksilöt houkuttelivat, löysivät ja valitsivat pariutumiskumppaninsa.

Heterotsygootin etu pitää yllä geneettistä monimuotoisuutta

Mekanismi nimeltä ”heterotsygootin etu” vaikuttaa voimakkaasti monimuotoisuuden säilymiseen, De Pasqual havaitsi. Mekanismi on havaittu ihmisillä liittyen tautien vastustuskykyyn, mutta on epäselvää, kuinka tärkeä mekanismi on luonnonpopulaatioissa. Tunnettu esimerkki on sirppisoluanemia: maissa, joissa malaria on yleistä, kahden tyyppisiä punasoluja omaavilla ihmisillä, heterotsygooteilla, on huomattavasti paremmat mahdollisuudet selviytyä taudista verrattuna heihin, joilla on vain yhden tyyppisiä punasoluja.

Täpläsiilikkäiden tapauksessa kahta eri värialleelia (eli Wy) kantavat naaraat tuottivat enemmän jälkeläisiä kuin muut genotyypit. Keltainen (y-)alleeli liittyy heikkoon lisääntymismenestykseen, mutta heterotsygootin etu estää tätä alleelia katoamasta populaatiosta säilyttäen geneettistä muuntelua.

Lisääntymisen jokaisella vaiheella voi olla roolinsa monimuotoisuuden säilymisessä

De Pasqual havaitsi myös, että erivärisiä yksilöitä, joilla on erilainen geneettinen tausta, suosittiin lisääntymisprosessin eri vaiheissa. Potentiaalista kumppania etsiessään valkoiset (WW, Wy) koiraat tavoittivat naaraat nopeammin korkeissa populaatiotiheyksissä, kun taas keltaiset (yy) koiraat onnistuivat paremmin matalammissa populaatiotiheyksissä. Keltaiset (yy) naaraat olivat tyypillisesti houkuttelevampia kuin valkoiset naaraat aikaisemmasta kutsumisstrategiasta johtuen. Pariutumisen jälkeen puolestaan heterotsygoottinaarat (Wy) saivat enemmän jälkeläisiä. Tämä ”kontekstista riippuva pariutumisetu” myös osaltaan ylläpitää geneettistä monimuotoisuutta, koska mikään strategia yksin ei tuo optimaalista tulosta.

”Väitöstutkimukseni osoittaa, että yksittäisellä geenillä voi olla suuria vaikutuksia lajin biologiaan, aina yksilön käyttäytymisestä lisääntymismenestykseen. Tämä puolestaan edistää populaation geneettisen monimuotoisuuden säilymistä”, De Pasqual summaa. Lisäksi väitöskirjatyö korostaa ominaisuuksien geneettisen perustan, eläinten käyttäytymisen ja ympäristön välisten monimutkaisten vuorovaikutusten tutkimuksen tärkeyttä, jotta voisimme ymmärtää, kuinka geneettinen variaatio säilyy luonnossa.

Väitöskirja on julkaistu Jyväskylän yliopiston väitöstutkimusten JYU Dissertations -sarjassa, numero 579, Jyväskylä 2022, ISBN 978-951-39-9244-6 (PDF), URN:ISBN:978-951-39-9244-6, ISSN 2489-9003. Linkki verkkojulkaisuun: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-9244-6

M.Sc. Chiara De Pasqualin väitöskirjan ”On the maintenance of intrapopulation genetic variation: the interplay between sexual selection, chemical communication and fitness in the wood tiger moth (Arctia plantaginis)” tarkastustilaisuus 2.12.2022 klo 12. Vastaväittäjänä Associate Professor Matthew Symonds (Deakin University, Australia) ja kustoksena professori Johanna Mappes (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Chiara De Pasqual
chiara.c.depasqual@jyu.fi

Kuvat

M.Sc. Chiara De Pasqual
M.Sc. Chiara De Pasqual
Lataa
Täpläsiilikäs, Arctia plantaginis. Kuva: Chiara De Pasqual.
Täpläsiilikäs, Arctia plantaginis. Kuva: Chiara De Pasqual.
Lataa
Täpläsiilikkäiden takasiipien väritys vaihtelee. Kuva: Chiara De Pasqual.
Täpläsiilikkäiden takasiipien väritys vaihtelee. Kuva: Chiara De Pasqual.
Lataa

Tietoja julkaisijasta

Jyväskylän yliopisto
PL 35
40014 Jyväskylä

http://www.jyu.fi

Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto

Solmuun menevät molekyylit, mutaatiot lajien synnyssä, matematiikan murtuvat muurit – mittava EU-rahoitus kolmelle JYU:n tutkijalle31.1.2023 13:18:41 EET | Tiedote

Kolme Jyväskylän yliopiston matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan tutkijaa sai Euroopan tutkimusneuvoston myöntämän erittäin kilpaillun, viisivuotisen ERC Consolidator Grant -rahoituksen. Rahoitetuissa projekteissa pyritään kehittämään tehokkaampia katalyyttejä tekemällä pitkiin molekyyleihin solmuja, selvitetään mutaatioiden vaikutuksia uusien lajien synnyssä ja ratkotaan fraktaaligeometrian ongelmia.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme