För mellan 80 och 100 miljoner år sedan inträffade något ganska dramatiskt i en av laxens förfäder. Hela arvsmassan kopierades på en gång. Nu visar ny forskning att den uråldriga genetiska dubbleringen fortfarande påverkar hur gener fungerar hos både atlantlax och regnbåge.
Laxens märkliga genetiska arv – en 100 miljoner år gammal kopiering lever kvar
Det låter ungefär som något som händer när man råkar trycka två gånger på kopiatorn. Skillnaden är att resultatet här blev en viktig del av evolutionen.
Hela DNA-boken kopierades
Normalt sker genetiska förändringar i betydligt mindre skala. En enstaka del av DNA förändras, försvinner eller byter plats.
Vid en så kallad helgenomduplikation kopieras däremot hela arvsmassan.
Om DNA vore en bok handlar det alltså inte om att ändra ett ord på sidan 47. Man skriver ut ett komplett extra exemplar av hela boken.
Det gav förfäderna till dagens laxfiskar fyra kopior av varje kromosom i stället för två.
Under miljontals år försvann många av de överflödiga kopiorna. Andra blev kvar och började användas på olika sätt.
Hos dagens laxfiskar finns fortfarande ungefär hälften av de gamla genkopiorna kvar som fungerande par.
Du tror du är färdigutvecklad – forskningen säger något helt annat
Rödhåriga och tunnhåriga män kan andas ut. Evolutionen är inte klar med oss säger forskningen. Tvärtom verkar den ha fått upp farten. En ny studie i
Laxen är evolutionens tidsmaskin
Det gör lax och regnbåge ovanligt intressanta för forskare.
Liknande stora genetiska dubbleringar har nämligen inträffat flera gånger under djurens utveckling, bland annat hos mycket tidiga förfäder till ryggradsdjuren för mer än 500 miljoner år sedan.
Problemet är att så gamla genetiska fotspår till stor del har hunnit suddas ut.
Hos laxfiskarna är spåren betydligt färskare.
Forskarna får därför en möjlighet att studera hur evolutionen hanterar ett enormt genetiskt överskott under lång tid.
Den nya studien visar att utvecklingsstadium och olika vävnader spelar stor roll för vilka genkopior som behålls och hur deras aktivitet regleras.
Underverk återfunnet: Arkeologer bärgar Alexandrias fyr
De låg tysta i 1 600 år på Medelhavets botten. Nu har blocken från Alexandrias fyr äntligen lyfts upp och med sig bär de svaret på ett av historiens mest
Nästan 800 genetiska kartor
Bakom studien ligger forskare inom det europeiska projektet AQUA-FAANG.
De har analyserat stora mängder genetisk information från atlantlax och regnbåge och byggt upp närmare 800 omfattande sekvenseringsdataset.
Forskarna har bland annat kunnat se vilka gener som är aktiva vid olika tidpunkter, vilka områden av arvsmassan som är tillgängliga och hur regleringen förändras under fiskens utveckling.
Resultatet är i praktiken en mycket detaljerad karta över vad som händer inne i laxens genetiska maskinrum.
Studien publicerades den 29 september i Nature Ecology & Evolution och bygger på jämförelser mellan embryon och vuxna vävnader hos de två laxfiskarna.
Kan få praktisk betydelse
Det här är inte bara genetisk arkeologi.
Kunskapen kan användas inom fiskodling och avel, men också för att förstå och bevara vilda laxbestånd.
Genom att veta vilka gener som styr exempelvis utveckling, tillväxt och andra biologiska egenskaper blir det lättare att förstå hur populationer förändras och reagerar på sin miljö.
Dessutom kan laxens genetiska historia hjälpa forskarna att förstå vad som hände långt tidigare i ryggradsdjurens utveckling.
En fisk som simmar uppför en norsk älv bär alltså runt på spår av en genetisk händelse som inträffade när dinosaurier fortfarande hade gott om tid kvar på jorden.
