Tilbake til søkeresultatene

MARINFORSKHAV-Marine ressurser og miljø - havmiljø

The role of gene flow in the evolution of Antarctic icefishes

Alternativ tittel: Rollen til genstrøm i utviklingen av antarktiske isfisker

Tildelt: kr 11,5 mill.

Prosjektnummer:

335549

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2023 - 2027

Geografi:

Samarbeidsland:

I det iskalde vannet i Antarktis har en unik gruppe fisker utviklet seg i løpet av de siste ti millioner årene. De såkalte isfiskene er utstyrt med frostvæskeproteiner, som gjør at de kan overleve ved minusgrader som er dødelige for de fleste andre fiskegrupper. Derfor antas det at de omtrent 100 artene av isfisk som lever i antarktiske farvann i dag stammer fra en enkelt stamfar som utviklet denne frostbeskyttelsen i en tid da vanntemperaturene falt og fryseforholdene ble utbredt. Dette ville ha ført til utryddelse av de fleste andre fiskegrupper, og tillatt isfiskene å diversifisere seg til de økologiske nisjene som en gang var okkupert av andre arter. Antarktis isfisk utgjør dermed et marint eksempel på den evolusjonære prosessen kjent som "adaptiv stråling", som antas å være ansvarlig for en stor del av planetens biologiske mangfold. Mekanismene som driver denne artsdiversifiseringen, og måten det antarktiske miljøet bidro til, er imidlertid fortsatt dårlig kjent. I dette prosjektet vil både driverne for diversifiseringen og bidraget av det antarktiske miljøet bli undersøkt gjennom en omfattende analyse av historien til antarktisk isfisk. Denne analysen vil bli oppnådd ved å bruke et stort datasett med genetisk informasjon fra alle 100 isfiskarter, hentet fra små vevsprøver som ble tatt under tidligere ekspedisjoner til Antarktis. Dette store datasettet vil avsløre hele slektstreet til gruppen av fisk, og vil vise om de forskjellige artene har hybridisert tidligere. Det vil også bli satt spesielt fokus på arter som er utbredt over hele Antarktis eller på hyllene til forskjellige subantarktiske øyer, for å teste om ishistorien og pågående endringer i havstrømmene på grunn av klimaendringer har etterlatt signaturer i genene til disse arter.

This project will generate a massive genomic dataset to establish the adaptive radiation of Antarctic icefishes as a model system for explosive diversification, on par with the famous radiations of cichlid fishes, Darwin’s finches, and Heliconius butterflies. Through comparison with non-marine adaptive radiations, findings gained for Antarctic icefishes will allow the identification of drivers of diversification that act universally and explain species richness in adaptive radiation regardless of lifestyle and habitat. As interspecific gene flow has been implicated as one such potential driver, a particular focus will be placed on the estimation of past gene flow levels across the radiation, in relation to a range of species-specific parameters including genetic diversity, selection, and rates of diversification and morphological evolution. Besides insights about the drivers of diversification, the investigation of past gene flow in Antarctic icefishes will generate knowledge about the stability of Antarctic icesheets, which is critical for predictions of sea level rises in a future impacted by climate change. If the genomes of icefish populations should contain evidence for past genetic exchange between the Weddell and Ross seas, this would support the hypothesis that the West Antarctic Ice Shelf collapsed in the Pleistocene, implying that it is more fragile than previously assumed. Finally, this project will analyze whether gene flow between isolated shelf habitats occurs through passive larval dispersal with ocean currents or through actively swimming adult individuals. As climate change is known to alter the speed and other parameters of oceanic currents, this mode of gene flow in Antarctic icefishes determines their resilience to climate change-induced effects in oceanic currents, and as such, bears immense importance to the future of Antarctic ecosystems.

Budsjettformål:

MARINFORSKHAV-Marine ressurser og miljø - havmiljø