Tilbake til søkeresultatene

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

Towards conservation genomics: studying migration of adaptation in a threatened non-model plant species

Alternativ tittel: På vei mot bevaringsgenomikk: et studium av spredning av tilpasning i en truet, ikke-modell planteart

Tildelt: kr 5,0 mill.

En av de største utfordringene innen bevaringsbiologi er å forstå hvilke prosesser som former arters utbredelse og genetiske diversitet. Nesten alle bevaringsgenetiske studier har fram til nå studert det nøytrale genetiske mangfoldet i ulike arter, altså det som ikke påvirkes av naturlig seleksjon. Men dette sier lite eller ingenting om artenes potensiale til å tilpasse seg for eksempel klimaendringer eller forandringer i leveområdet. I dette prosjektet har vi brukt moderne DNA-metoder for å studere hvordan genomet til grønlandsstarr (Carex scirpoidea) varierer. Denne arten er vidt utbredt i hele Nord-Amerika og på Grønland, men på vår side av Atlanteren finnes det bare tre kjente bestander, alle i Nordland. Vårt hovedfokus har vært å finne ut om dette er en art som har vært tilstede i Norge siden før siste istid, og derfor vil ha et særegent genetisk mangfold som vi bør ta ekstra godt vare på. Vi har samlet inn grønlandsstarr fra Alaska i vest til Norge i øst, og våre DNA-resultater viser at de norske bestandene har en veldig lang historie i Norge. Det har vært diskutert i snart 150 år om planter kan ha overlevd siste istid i små isfrie områder i Skandinavia, og resultatene våre er kontroversielle og støtter faktisk dette for grønlandsstarr. Dette er formidlet til nasjonalparkforvalter med ansvar for bestandene i verneområder, og vil inngå i framtidige rødlistevurderinger av arten. Det er sjelden det foreligger bevaringsgenomiske undersøkelser av rødlistede planter, og resultatene våre viser viktigheten av å inkludere dette for utvalgte arter som for eksempel er truet av klimaendringer. Resultatene våre bidrar til den videre diskusjonen av hvordan planter kan holde ut eller tilpasse seg store klimaendringer. Naturen er i rask forandring på grunn av menneskeskapte klimaendringer, og det at plantearter reagerer individuelt vil være viktig å ta med seg inn i modelleringer, forklaringer og mulige løsninger for framtiden. I Nord-Amerika vokser grønlandsstarr hovedsakelig i tuer i mange ulike leveområder som myr, strand og på tundraen, mens den i Norge vokser hovedsakelig i matter i næringsrik fjellvegetasjon som er påvirket av sigevann. Dette gjør at de norske bestandene er sårbare ovenfor klimaendringer som påvirker akkurat dette leveområdet. Derfor står grønlandsstarr på den norske rødlista for truede arter. Nå kobler vi resultatene fra DNA-analysene med den økologiske variasjonen vi har samlet fra dens voksesteder. På den måten håper vi å finne ut mer om hva som begrenser arten fra å ha en større utbredelse i Europa. Resultatene våre vil bidra til å øke forståelsen av en arts tilpasningsdyktighet ved klimaendringer, og til at strategier for å bevare sjeldne og truede arter i framtiden vil bli mer kunnskaps- og erfaringsbaserte.

En virkning er et godt understøttet bidrag til den 150 år lange diskusjonen om istidsoverlevelse og langdistansespredning av planter. Ved å studere grønlandsstarr, en svært sjelden art i Norge med en helt spesiell plass i denne diskusjonen, har vi nå genomiske resultater som klart støtter istidsoverlevelse i Norge. Dette er formidlet til nasjonalparkforvalter med ansvar for bestandene i verneområder, og vil inngå i framtidige rødlistevurderinger av arten. Det er sjelden det foreligger bevaringsgenomiske undersøkelser av rødlistede planter, og resultatene våre viser viktigheten av å inkludere dette for utvalgte arter som feks er truet av klimaendringer. Resultatene våre bidrar til den videre diskusjonen av hvordan planter kan holde ut eller tilpasse seg store klimaendringer. Naturen er i rask forandring på grunn av menneskeskapte klimaendringer, og det at plantearter reagerer individuelt vil være viktig å ta med seg inn i modelleringer, forklaringer og mulige løsninger for framtiden.

The application of genomics to species of conservation concern shows great promise, and will transform our understanding of the amount, distribution and functional significance of neutral and adaptive genetic diversity in natural populations. Understandin g how northern species have responded to Quaternary environmental changes, either by surviving in extreme and unfavourable refugia over considerable time periods, or by escaping unfavourable conditions in more southern or eastern refugia is important to p redict species' future responses to climate change. Furthermore, understanding the genetic basis of adaptation in response to environmental variation is fundamental, as adaptation plays a key role in the extension of the ecological niche to marginal habit ats. The present project aims to use RADseq to identify SNPs in a first step towards investigating both neutral and adaptive genetic composition of a threatened, non-model plant species (Carex scirpoidea) in order to disentangle the effects of historical gene flow, genetic drift and selection, combining large-scale phylogeographic and outlier analyses coupled with local ecological data to find candidate loci for local adaptation. To test if the outlier loci actually are related to adaptations, we will tes t their selective advantage in selection experiments. Further, we will evaluate how the inclusion of data on adaptive divergence adds information on the species' evolutionary potential, and how this affects the delimitation of conservation units. The resu lts of this study will be of profound interest, not least for understanding processes associated with the adaptive potential and persistence of populations during environmental changes, which will enable more empirically based and sustainable conservation strategies for threatened and fragmented populations.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

Finansieringskilder