Sjávar og fiskalíffræði

 Umsjón

 

Arnar Pálsson

Rannsóknagátt – Arnar Pálsson

Um verkefnið

Svörunarföll og samspil erfða og umhverfis eru lykilatriði í líffræði og læknisfræði. Sveiganlegt svipfar (phenotypic plasticity) er dæmi um samspil erfða og umhverfis, þar sem sama arfgerðin getur myndað skýrt afmarkaðar útlits eða svipfarsgerðir lífveru, t.d. í ólíku umhverfi. Margir hafa lagt áherslu á mikilvægi sveiganlegs svipfars fyrir þróun og myndun tegunda, ýmist sem hvata eða tálma. Ein leið til að rannsaka fyrirbærið er að finna þroskaferla sem tengjast sveiganlegu svipfari og tilurð ólíkra forma.

Þetta verkefni miðar að því að kanna þessar sameindaerfðafræðilegu og þroskunarfræðilegu rætur sveiganlegs svipfars, með því að greina umritunarmengi í ákveðnum vefjum ólíkra bleikjustofna, sem aldir eru á tvennskonar fæðu. Íslenskir bleikjustofnar eru mjög fjölbreyttir og svo virðist sem dvergform hafi þróast ítrekað í íslensku ferskvatni.

Við munum kanna svipfar bleikjufóstra og tjáningu gena í erfðamenginu í þroskun, bæði í afmörkuðum afbrigðum og í blendingum þeirra. Við munum gefa ungviðinu ólíka fæðu, til að draga fram sveiganleika svipfars, og bera það saman milli hópa. Með þessu getum við bæði kannað áhrif erfða og umhverfis á útlitseiginleika bleikjunar og tengsl þroskunarlegs sveigjanleika og aðlögunar tegunda að umhverfi sínu.

• Nánari upplýsingar um fjármögnun og lengd verkefnisins í Gagnatorgi Rannís

 Umsjón

Einar Árnason og Katrín Halldórsdóttir

Rannsóknagátt – Einar Árnason

Rannsóknargátt - Katrín Halldórsdóttir

Um verkefnið

Lífverur með háa frjósemi geta mögulega staðist sterkt náttúrlegt val og þar með sýnt hraða aðlögun að umhverfi sínu. Margar lífverur, frá sveppum til þorskfiska, hafa háa frjósemi. Þorskfiskar eru meðal frjósömustu hryggdýra veraldar. Hröð aðlögun er grundvöllurinn að afburða vistfræðilegum árangri þeirra og grunnurinn að getu þorskstofnanna til að standa undir miklum fiskveiðum. Markmið rannsóknarinnar er að auka skilning á líffræði lífvera með háa frjósemi og hvernig þorskstofninn getur staðið undir meiriháttar fiskveiðum.

Til að ná þessum markmiðum munum við kanna

1. hvort þorskur æxlist með happdrættisæxlun
2. hvort erfðabreytileiki að baki hraðri aðlögun sé vegna kynblöndunar
3. hvort meint happdrættisæxlun þorsksins og samverkun slíkrar æxlunar við náttúrlegt val leiði til hraðrar aðlögunar og hvort unnt sé að finna þau gen sem eru undir áhrifum sterks vals, hugsanlega vegna áhrifa fiskveiða.

Við munum raðgreina erfðamengi fjölda einstaklinga og rannsaka breytileika í litningum með nýjustu tækni. Nýstárlegum stærðfræðilegum líkönum sem taka til stofnfræðilegra og erfðamengjalægra nálgana á hárri frjósemi með fjölsamruna samfallanda á erfðamengjalægum grunni verður og beitt. Niðurstöðurnar munu hafa mikil áhrif í þróunar- og stofnerfðamengjafræði, sem og á verndun og stjórnun mikilvægrar náttúrulegrar auðlindar fiskistofna.

• Nánari upplýsingar um fjármögnun og lengd verkefnisins í Gagnatorgi Rannís

 Umsjón

Zophonías Oddur Jónsson

Rannsóknargátt - Zophonías Oddur Jónsson

 

Um verkefnið

Grunnurinn að aðlögun lífvera að umhverfi sínu byggir á samspili þroskunarferla og þróunar. Til að skilja þetta samspil er gagnlegt að rannsaka náttúrulega stofna sem hafa verið undir sterku vali og sýna jafnvel endurtekna þróun samskonar einkenna. Athyglisvert dæmi um slíkt eru bleikjuafbrigðin fjögur í Þingvallavatni, sem hafa þróast þar á um 10.000 árum, og endurteknin þróun dvergbleikju í íslenskum lækjum og hrauntjörnum. Við rannsökuðum genatjáningu (mRNA og miRNA) í Þingvallableikjum og fundum vísbendingar um hvað veldur þroskun mismunandi höfuðlags afbrigðanna. Þar má nefna net gena sem eru ólíkt tjáð í þroskun botnlægra og sviflægra bleikjuafbrigða. Við viljum fylgja þessu eftir og freista þess að finna þá erfðaþætti sem stjórna þroskaferlunum og greina áhrif erfðabreytileika í stjórnröðum og genum sem sem orsaka þennan svipfarsmun. Þetta verður gert með því að nýta sér nútíma DNA raðgreiningartækni og samþætta á þrjá vegu. Fyrst munum við raðgreina erfðamengi bleikju. Næst munum við greina mismunandi methýlun í erfðamenginu snemma í þroskun og kanna tengsl hennar við genatjáningu. Í síðasta lagi munum við nota makvissa endurraðgreiningu á áhugaverðum stjórnsvæðum og bera þær breytingar sem aðskilja Þingvallableikjur saman við raðir úr öðrum bleikjustofnum, til að kanna hvort sömu gen séu undir vali þar. Að endingu verða áhrif þeira gena, stjórnþátta og stökkbreytinga sem finnast, prófuð í frumuræktum og í zebrafiskum.

• Nánari upplýsingar um fjármögnun og lengd verkefnisins í Gagnatorgi Rannís

 Umsjón

Um verkefnið

Bleikja (Salvelinus alpinus) í Þingvallavatni er kjörin fyrir rannsóknir á ferlum þróunar og æxlunarlegs aðskilnaðar. Þar skiptir mestu hversu stutt er síðan bleikjan settist þar að, og að á þeim tíma myndaði hún fjögur ólík afbrigði. Afbrigðin eru ólík útliti, hegðan og fleiri þáttum tengdum lífsögu, sem bendir til að þróunarleg aðlögun hafi ýtt undir fjölbreyttni í formi og jafnvel tilurð æxlunarlegra hindrana. Við munum einbeita okkur að tveimur minni afbrigðunum, murtu og dvergbleiku sem eru ólík í höfuðlagi og borða fæðu annars vegar í vatnsmassanum (murta) og á hraunbotni (dvergbleikja). Tilgátan sem liggur til grundvallar rannsókninni er sú að æxlunarlegar hindranir séu til staðar milli dvergbleikju og murtu, (m.a. vegna þess að blendingar þeirra eru smærri og jafnvel með aflöguð höfuð miðað við foreldragerðirnar) og að minni hæfni blendinga skapi þróunarfræðilegan þrýsting á aðra lífssöguþætti sem tengjast mökunaratferli, stað og sérstaklega tímasetningu hryggningar. Verkefnið samanstendur af fjórum hlutum. Fyrst munum við æxla saman afbrigðum og kanna lífslíkur og eiginleika (stærð og höfuðlag fóstra) blendinga, samanborið við dvergbleikju og murtu. Næst er markmiðið að skoða genatjáningu í sama efniviði, til að kanna hvort hún raskast í blendingum. Í þriðja hluta munum við skoða dreifingu fiskanna á hrygningarstöðvunum, bæði með netaveiðum og myndatöku í vatni. Að síðustu munum við kanna makaval og æxlunarárangur inni á tilraunastofu og í Þingvallavatni.

• Nánari upplýsingar um fjármögnun og lengd verkefnisins í Gagnatorgi Rannís

 Umsjón

 

Steven Campana

Rannsóknargátt - Steven Campana

Um verkefnið

Í rannsókninni verður einstakt aldarlangt safn kvarna frá tveimur af stærstu þorskstofnum (Gadus morhua) í heiminum nýtt til að þróa lengstu og nákvæmustu vaxtar- og hitaseríu sem gerð hefur verið fyrir nokkra sjávarfisktegund. Gagnaserían verður byggð á samsæturannsóknum og mælingum á vexti, og er ætlunin að setja hana í samhengi við langtímaviðgang þorskstofna við Ísland og í NA-Íshafi. Einnig verður hún tengd við hitastigs- og loftslagsstuðla byggða á samlokum sem búa á landgrunni við Ísland og Noreg, við hitastigsmælingar og við spálíkön um hafstrauma til að bera kennsl á þær aðstæður sem stuðla að breytilegri framleiðni í þorskstofninum, í einni af viðamestu rannsóknum sem hafa verið gerðar fyrir nokkurn fiskistofn í heiminum. Niðurstöðurnar úr verkefninu munu veita yfirsýn yfir heildaviðgang botnfiska í NA-Atlantshafi sem er ekki hægt með styttri tímaseríum. Einnig er við að búast að niðurstöðurnar muni ekki aðeins veita okkur upplýsingar um framtíðarmat og -stjórnun tveggja stærstu og verðmætustu botnfiskveiðistofna í heiminum, heldur að auki muni þær vera grundvöllur fyrir yfirgripsmiklar spár um áhrif loftslagsbreytinga á samfélög botnfiska og sjávarvistkerfi í grundvöllu NA-Atlantshafi.

• Nánari upplýsingar um fjármögnun og lengd verkefnisins í Gagnatorgi Rannís