Tre vargar från Finland grundade den skandinaviska vargstammen i början av 1980-talet. Efter fem generationer av inavel har 10 – 25 procent av den genetiska variationen gått förlorad.
Att inavel är skadligt och kan utgöra en direkt orsak till utrotning av hotade arter är väl känt. Forskare vid Uppsala universitet har under många år studerat den skandinaviska vargstammens genetiska ursprung, men egentligen aldrig lyckats studera hur mycket genetisk variation som faktiskt går förlorad när närbesläktade individer parar sig med varandra. Eller på vilket sätt det sker.
Den skandinaviska vargstammen grundades i början av 1980-talet av endast tre individer som invandrade från Finland. Genetiker vid Evolutionsbiologiskt Centrum har nu, genom att följa stammens utveckling, kunnat se hur arvsmassan påverkas genom inavel över flera generationer.
Genetiska variationen gick förlorad
Var och en av oss, människa eller varg, har två lite olika ”kopior” av varje kromosom. De tre grundarna av vargstammen bidrog alltså med sammanlagt sex kopior av varje kromosom. De små olikheterna som fanns mellan kopiorna utgjorde startnivån av genetisk variation i stammen.
– Vi bestämde dna-sekvensen för var och en av de sex ”startkromosomerna” samt för alla kromosomer hos ett 100-tal vargar som föddes från 1980-talet fram till nutid. Vi kunde då följa i vilken grad startkromosomerna ”överlevde” från en generation till nästa. Det som hände var att delar av dem gradvis försvann ur populationen, variationen gick förlorad, berättar Hans Ellegren professor i evolutionsbiologi vid Uppsala universitet.
Sämre rustade för förändringar
Studien är unik eftersom forskarna lyckades följa nedärvningen av så kallade haplotyper. En haplotyp är ordningsföljden av genetiska varianter längs en kromosom. När man bestämmer dna-sekvensen i ett biologiskt prov kan dagens teknik inte skilja på de två haplotyperna. Det forskarna nu gjorde kan liknas vid att lägga ett genetiskt pussel där de genom att följa nedärvningen av kromosomer kunde härleda haplotyperna.
När genetisk variation går förlorad i en population blir individerna sämre rustade att möta förändringar och utmaningar. Några av varianterna som försvunnit kan ha varit viktiga för vargarnas fortsatta anpassningsförmåga. Andra kan ha haft betydelse som skydd mot sjukdomsanlag.
För en stam som startas av så få individer kan en genetisk variant lätt försvinna helt. Den går då inte att återskapa utan att det tillkommer individer utifrån.
Genetiska varianter försvann
– Vi fann att efter fem generationers inavel hade 10 till 25 procent av den genetiska variation som de tre grundarna förde med sig gått förlorad. Sammanlagt var det inte mindre än 160 000 genetiska varianter som försvann, en omfattning som var överraskande, säger Hans Ellegren.
Ett ytterligare problem för den skandinaviska vargstammen är att de tre grundarna inte heller visat sig vara helt obesläktade. De bidrog som tidigare nämnts med sex kromosomkopior men i praktiken var det i snitt bara ungefär fyra olika kopior eftersom de redan var släkt med varandra.
Studiens resultat har allmängiltig betydelse för hur man ska se på inavel hos olika arter.
Vargstammen behöver nya gener
– En viktig slutsats är att inavlade populationer behöver tillförsel av nytt genetisk material, helst från ett ursprung så olikt populationen själv som möjligt. Ska man bedöma omfattningen av förlust av genetisk variation så behöver man också få kännedom om hur mycket variation som egentligen fanns från början, säger Hans Ellegren.
Några invandrade vargar har bidragit med nya genetiska varianter under senare år. Inaveln är dock fortfarande så pass omfattande av även dessa varianter riskerar att gå förlorade.
Studien är gjord i samarbete med forskare vid Grimsö forskningsstation och från Norge.
Vetenskaplig artikel:
Whole-genome resequencing of temporally stratified samples reveal substantial loss of haplotype diversity in the highly inbred Scandinavian wolf population (Viluma et al.) Genome Research
Kontakt:
Hans Ellegren, professor i evolutionsbiologi, Hans.Ellegren@ebc.uu.se
