När atlantsillen koloniserade Östersjön behövde den anpassa sig till bräckt vatten. Gener som är viktiga för funktionen av spermier, ägg och embryon har spelat en central roll i anpassningen och mutationer i fyra specifika gener har varit särskilt betydelsefulla, visar en studie.
Östersjön har funnits i cirka 8 000 år och relativt tidigt tog sig sillen in från Atlanten. Sillen är en av ganska få atlantfiskar som har lyckats anpassa sig till Östersjöns låga salthalt. Hindret för atlantfiskar är att de ska kunna leka och föröka sig när salthalten är dramatiskt lägre än i Atlanten. Det faktum att sillen lyckats bli en nyckelart i Östersjön har haft enorm betydelse för Östersjöns ekosystem.
– Sillen är länken mellan plankton, som sillen äter, och de djur som i sin tur äter sill: rovfiskar, fåglar, säl, tumlare och inte minst vi människor. Det rika sillfisket har varit ett viktigt bidrag till livsmedelsförsörjningen i Östersjöområdet i tusentals år. Östersjösillen är i allra högsta grad skyddsvärd, inte minst för livsmedelssäkerheten under kristider, menar Leif Andersson, professor i funktionsgenomik vid Uppsala universitet.
Forskare vid Uppsala universitet har kartlagt hela sillens arvsmassa och upptäckt hundratals skillnader mellan atlantsill och östersjösill.
Jämförelsen med den genetiska anpassningen hos atlantsill som leker i Ringköbing fjord på den danska västkusten fungerade som en nyckel för att tolka sillens anpassning till Östersjön. Denna atlantsill lever hela sitt liv i en marin miljö med hög salthalt, utom under leken och den tidiga utvecklingen som sker i bräckt vatten. Forskarna kunde då lista ut att de genvarianter som förekommer både i Östersjön och Ringköbing fjord måste ha att göra med anpassning till låg salthalt under leken eller den tidiga utvecklingen.
Några gener har haft central roll
Forskarna upptäckte ett antal gener som haft särskild betydelse för anpassningen till Östersjöns vatten:
- Genen för en jonkanal som bara förekommer i spermierna. Forskarnas hypotes är att genetiska förändringar i denna gen behövs för att spermierna ska vara funktionsdugliga i bräckt vatten.
- Genetiska förändringar i ett protein som bildar äggskalet, samt i ett enzym som katalyserar korsbindningar mellan äggskalsproteinet har gjort att östersjösillens rom har ett förstärkt äggskal. Man kan likna dessa korsbindningar med armeringsjärn som stabiliserar äggskalet för att klara av det osmotiska tryck som bildas när äggen kommer i kontakt med Östersjöns bräckta vatten.
- Det hårda äggskalet skyddar embryot under dess utveckling, och det leder till en utmaning när larverna ska ta sig ut genom det hårda äggskalet. Men östersjösillen har 20 extra kopior av en gen för ett enzym som bryter ner äggskalet och därmed säkrar en framgångsrik kläckning.
– Den här studien har gett en unik insikt i vad som krävs för att en art ska anpassa sig till en ny miljö. Vad som är anmärkningsvärt är att vi har lyckats gå hela vägen till att påvisa specifika gener och mutationer, samt varför dessa förändringar har varit så viktiga för sillens anpassning till Östersjön, säger Leif Andersson.
Mindre genetiska skillnader inom Östersjön
Enligt forskarna har studien stor betydelse för vår syn på sill och strömming. Strömmingen är en småväxt och ganska mager sill som förekommer norr om Kalmar medan man brukar säga att sillen förekommer i södra Östersjön och i Atlanten.
– Men vi kan nu visa att det är betydligt större genetiska skillnader mellan sill från södra Östersjön och atlantsill, än mellan sill från södra Östersjön och strömming. Alla sillar som leker i Östersjön har de fyra kritiska genvarianterna som forskarna nu har upptäckt. Det innebär att all sill som leker i Östersjön bör räknas som östersjösill, och strömmingen är en av flera sorters östersjösill, säger Leif Andersson.
Enligt forskarna gör de betydande genetiska skillnaderna mellan östersjösill och atlantsill att man bör överväga att betrakta östersjösillen som en egen art.
– Jag känner inte till någon djurart i Sverige som är mer skyddsvärd än östersjösillen. Den är en unik djurart som har anpassat sig väl till Östersjöns miljö och utgör en nyckelart för ekosystemet. Sillen är oerhört viktig för vår livsmedelssäkerhet i kristider. Det här är ett mycket starkt argument för att vi bör bedriva ett betydligt mer restriktivt industrifiske för att skydda denna unika naturresurs.
