Eesti teadlased jõudsid ahvena erakordse kohanemisvõime põhjuse jälile

Harilik ahven (Perca fluviatilis) Foto: Vassil, CC0, Wikimedia Commons

Maaülikooli teadlased koos Rootsi ja Soome uurijatega sekveneerisid üle kolmekümne ahvena genoomi, et mõista paremini äärmuslikele keskkonnatingimustele kohastumise molekulaarseid mehhanisme. Uurimuse käigus paljastusid nii mõnedki saladused.

Uuringut juhtinud EMÜ vesiviljeluse õppetooli vanemteaduri ja Rootsi põllumajandusteaduste ülikooli professori Anti Vasemägi sõnul on tegemist maailmas ainulaadse uurimusega, mille käigus kirjeldati üle 800 000 üksiku nukleotiidi polümorfismi Eesti, Soome, Rootsi ja Leedu järvedest pärit ahvenatel.

Ahven on üks väheseid kalu, kes on võimeline edukalt paljunema tumedaveelistes happelistes raba- ja metsajärvedes, kus teised kalaliigid ellu jääda ei suuda. «Genoomide võrdlus võimaldab leida need kromosoomi piirkonnad, mis on suure tõenäosusega mõjutatud loodusliku valiku poolt ning kindlaks teha geenid, mis võimaldavad ahvenal olla pimedate ja happeliste vete ainuvalitseja,» selgitas Vasemägi.

Avaldatud töö üks autoritest, maaülikooli vesiviljeluse õppetooli teadur Kristina Noreikienė rõhutas, et eeskätt tänu sekveneerimistehnoloogiate arengule on täna võimalik kiiresti leida kümnete tuhandete geenide seast just need geenivariandid, mille sagedus on loodusliku valiku tulemusena kiiresti tõusnud. «Kokku avastasime sadu genoomipiirkondi, mis sisaldavad loodusliku valiku jälgi,» rääkis Noreikienė.

Kõige sagedamini esines neid geenide regulatiivsetes piirkondades, mis kinnitab nende olulist rolli evolutsioonis. Noreikienė sõnul on regulatoorsete järjestuste tähtsust liikide kujunemisel ennustatud inimese ja šimpansi valke kodeerivate järjestuste äärmise sarnasuse alusel juba enam kui 45 aastat tagasi.

Uuringus osalenud maaülikooli vesiviljeluse õppetooli juht Riho Gross lisas, et düstroofsetes ehk huumustoitelistes järvedes valitseb juba mõne meetri sügavusel peaaegu pilkane pimedus, sest lühikese lainepikkusega valgus ei suuda tungida läbi tumeda vee. «Mõnevõrra üllatuslikult ei avastanud me tugevaid selektsiooni jälgi geenides, mis kodeerivad valgussignaali neeldumise ja töötlemisega seotud protsesse. Näiteks opsiinide puhul, mis toimivad valgustundlike elementidena silma võrkkestas, ei leidnud me tõendeid, mis viitaksid nende erilisele rollile kohanemisel spetsiifiliste valgusoludega,» selgitas Gross.

Lisaks valgustingimustele muudavad humiinained ka vee happelisust, mineraalainete kättesaadavust ja paljusid teisi vee keemilisi ja füüsikalisi omadusi. «Seega ei olnud päris ootamatu, et tugevaid selektsiooni mustreid esines mitmetes geenides, millel on oluline roll kaltsiumi-, kaaliumi-, naatriumi- ja muude ioonide transpordil ning pH tasakaalu regulatsioonil,» ütles ta.

Gross lisas, et mõned aastad tagasi mõõdeti ahvena mõju düstroofsete järvede metaaniringele ning avastati, et ahven võib toiduahela muutuste kaudu vähendada metaani eritumist järvest atmosfääri ligi kümme korda. Kuna metaan on süsihappegaasist märksa suurema mõjuga kasvuhoonegaas, on ahvenal seega oma roll ka kliimamuutuse vähendamisel. «Just seepärast on oluline mõista ahvena kohastumiste molekulaarseid mehhanisme tumedaveelistes järvedes, kus ahven on sageli ainus kalaliik ning metaani eritumine eriti märgatav,» selgitas ta.

Lõpetuseks ütles Vasemägi, et käimas on mitmed jätkuuringud, mille eesmärgiks on paremini mõista loodusliku valiku all olevate geenivariantide talitlust ja rolli ahvena kohastumisel. «Läbi viidud uuring näitas meile veenvalt, et liikide kohastumine äärmuslike keskkonnatingimustega on oma olemuselt mitmetahuline ja kompleksne protsess.» Ta lisas, et kuigi ahven on üks tavalisemaid kalaliike Eestis, vajavad paljud genoomi talletatud mustrid ning geenide ja ökoloogia seosed veel selgitamist. «Töö ligikaudu miljard nukleotiidi sisaldava pusle kallal igatahes jätkub.»