Tilbake til søkeresultatene

FRIBIO2-FRIPRO forskerprosjekt, biologi

ColdRein: Palaeo-genomics to reconstruct the evolutionary responses of endemic high-arctic reindeer to past environmental change

Alternativ tittel: ColdRein: Palaeo-genomics to reconstruct the evolutionary responses of endemic high-arctic reindeer to past environmental change

Tildelt: kr 12,0 mill.

Å forstå hvordan—og hvor raskt—organismer responderer på miljøendringer er nøkkelen for å forutsi effektene av globale klimaendringer. Dette gjelder spesielt i Arktis, som opplever den mest markante oppvarmingen. Svalbard er en isolert, høy-arktisk øygruppesom er hjemsted for en endemisk underart av villrein, unikt tilpasset dens ekstreme arktiske hjem. Etter koloniseringen av Svalbard for flere tusen år siden har bestanden utviklet flere tilpasninger til et hardt arktisk miljø, inkludert tykk pels, liten kropp, spesialisert kosthold og endret metabolisme. Dette prosjektet søker å forstå hvordan og hvor raskt disse isolerte dyrene var i stand til å tilpasse seg det særegne høy-arktiske miljøet. For å oppnå dette vil vi bruke evolusjonære simuleringer og banebrytende metodikk på hundrevis av helgenomsekvenser fra dagens reinsdyrpopulasjoner i polare områder, inkludert Svalbard. På denne måten kan vi undersøke hvordan langsiktige endringer i bestandsstørrelse og spredning gjenspeiler endringer i miljøet, som for eksempel havisutbredelse. Ved å kombinere dette med genomsekvenser fra gamle reinsdyrbein og -gevir, vil vi kunne rekonstruere den evolusjonære historien til svalbardreinen og identifisere romligtemporære genetiske endringer som tilpasning til et nytt miljø.

Understanding the mechanisms and speed with which organisms respond to environmental change is key for predicting their resilience to global climate change. This is especially true in the Arctic, which accounts for 20% of Earth’s land surface and is experiencing the most pronounced warming. Svalbard, an isolated, High Arctic archipelago and the fastest warming site on Earth, is home to a genetically distinct, endemic subspecies of wild reindeer that is uniquely adapted to its extreme Arctic home. Following colonization of Svalbard within the past 6000 years, the population rapidly evolved myriad adaptive traits for a harsh and highly stochastic environment, including thick fur, a small body, a highly specialized diet, and altered metabolism, circadian rhythmicity, and behavior. Taking advantage of this unique natural experiment and abundant, readily available samples, ColdRein will directly assess how, and how quickly, an isolated animal population can adapt. To do this, we will generate a large circumpolar population genomic dataset, including an extinct subspecies from Greenland, and then apply powerful model-based simulations and genomic scanning methods that are at the very cutting edge of evolutionary genomics. We will integrate environmental and genomic data to determine how long-term fluctuations in effective population size and inter-population dispersal reflect climate and sea-ice dynamics. We will search the Svalbard reindeer genome for signatures of positive selection, and then for key adaptive alleles, will use CRISPR technology in a mouse model to directly link genotype with phenotype. Then we will reconstruct the genome sequences of ancient individuals, looking back in time through Svalbard reindeer evolution to track the origin of adaptive alleles and the subsequent timeline of their rise in frequency. In doing, so ColdRein will generate fundamental insights into the timeline for environmental adaptation at the subspecies level in a large mammal.

Budsjettformål:

FRIBIO2-FRIPRO forskerprosjekt, biologi

Finansieringskilder