Náttúrufræðingurinn

Árgangur

Náttúrufræðingurinn - 2014, Síða 49

Náttúrufræðingurinn - 2014, Síða 49
Náttúrufræðingurinn 124 til þess að náttúrulegt val sé mikil- vægur þáttur í þróun.7,8,9,10 Norðlægir ferskvatnsfiskar eru einkar áhugaverðir við rannsóknir þar sem leitast er við að skilja sam- spil vistfræðilegra og þróunarfræði- legra þátta. Ferskvatnsvistkerfi á norðlægum slóðum eru ung og hafa einungis verið aðgengileg fiskum í stuttan tíma, þ.e.a.s. eftir að ísaldar- jökulinn hörfaði fyrir um 10.000 árum.11,12 Fiskafána þessara vistkerfa er oft mjög fábreytt, þannig að fiska- tegundum sem í þeim lifa standa ónýttar vistir til boða. Þetta er sér- staklega áberandi hér á Íslandi þar sem tegundafátækt ferskvatnskerfa er enn meiri en í nágrannalönd- unum. Talið er að samspil tómrar vistar og samkeppni milli einstak- linga innan tegundar sé skýringin á því hve áberandi fjölbreytni innan tegunda er meðal norrænna fersk- vatnsfiska.12,13,14,15,16,17 Algengt er að í sama vatni megi sjá tvö afbrigði sömu tegundar sem hafa sérhæft sig að botnvist annars vegar og svifvist hins vegar. Þetta gefur til kynna mik- ilvægi náttúrulegs vals fyrir þessa þróun.17 Sambærileg aðlögun hefur sést hjá fjölmörgum hópum fersk- vatnsfiska, s.s. hornsíli (Gasterosteus aculeatus), hvítfiski (Coregonous spp., Prosopium spp.) og sólborra (Lepomis spp.).12,13,14,15,18 Bleikjan er þó hvað fjölbreytilegust.19,20 Bleikja hefur norðlægustu út- breiðslu allra ferskvatnsfiska.19,21,22 Á öllu útbreiðslusvæðinu má sjá feikilegan fjölbreytileika í svipgerð og lífsferlum. Þar finnast sjógöngu- stofnar, staðbundnir vatnastofnar og dvergvaxin afbrigði bleikju. 11,12,19,22,23,24,25,26 Á Íslandi er fjölbreyti- leiki bleikju hvað mestur.19 Eins og áður segir má vafalítið rekja þetta til þess hversu fáar ferskvatnsfiskateg- undirnar eru, en til viðbótar kemur fjölbreytileiki í vistkerfum sem rekja má til jarðfræðilegrar fjölbreytni. Sem dæmi um þessa sérstöðu Íslands er nærtækast að benda á eldvirka beltið en þar er að finna gríðarstór lindar- vatnskerfi.26 Í þessari grein beinum við sjónum að mjög sérstökum dvergvöxnum bleikjustofnum sem hafa aðlagast lífi í íslenskum lindum. Ísland er einkar ríkt af lindarvatni og er reyndar talið að margar af stærstu ferskvatnslindum jarðarinn- ar megi finna á Íslandi.27,28,29 Stærstu lindirnar er að finna á eldvirka beltinu, einkum á þeim svæðum sem þakin eru hraunum frá nútíma þar sem regnvatn hripar jafnóðum niður og safnast saman í neðan- jarðarrásum. Á jarðsögulega eldri svæðum eru lindir gjarnan minni og þá oft í tengslum við berghlaup. Innan eldvirka svæðisins eru lindir gjarnan við hraunjaðra, þar sem þær streyma fram og mynda ár og læki (t.d. Rangárnar), tjarnir eða stöðu- vötn (t.d. Þingvallavatn og Mývatn). Í þessum lindum er botninn yfirleitt lítt veðrað hraungrýti og jafnvel samfelldar hraunklappir. Hraunið myndar margbrotið þrívítt búsvæði fyrir dýr og hafa rannsóknir sýnt að á hraungrýti finnast fleiri smá- dýr á hvern fermetra en á veðruðu grjóti.30 Lindum má skipta í nokkrar gerðir. Lindir sem renna áfram sem lækur eða á hafa verið flokkaðar sem straumvatnslindir (Rheocrene) en lindir sem mynda tjörn eða stöðuvatn hafa verið flokkaðar sem tjarnarlindir (Limnocrene). Lindir á Íslandi eru fjölbreyttar hvað snertir eðlisþætti eins og hitastig, rennsli og sýrustig. Innan hvers lindarsvæðis eru þessir þættir aftur á móti nokkuð stöðugir.31 Lífríki linda getur verið fjölbreytt og þar er töluvert smá- dýralíf.32 Straumhraði (rheocrene/ limnocrene) og hitastig eru þeir þættir sem helst móta smádýralífið.32 Í köldum lindum er bleikja algengasti fiskurinn en þar finnast einnig horn- síli og urriði (Salmo trutta). Algengt er að bleikja sem finnst í lindum sé dvergvaxin og er hún því oft kölluð dvergbleikja. Fyrri rann- sóknir á dvergbleikju í Þingvalla- vatni12 og Straumsvík33 gáfu mikil- vægar upplýsingar um fæðu, útlit og vöxt bleikju á þessum slóðum. Árið 2005 hófst skipuleg kortlagning okkar og rannsókn á uppruna dvergbleikju á Íslandi. Markmið þeirra rannsókna hefur verið margþætt: Í fyrsta lagi að kanna útbreiðslu og erfðafræði- leg tengsl dvergbleikjustofna inn- byrðis og við aðra bleikjustofna og fá þannig mynd af landnámi og þróun dvergbleikju á Íslandi. Í öðru lagi að kanna fjölbreytileika í svipgerð bleikju með sérstakri áherslu á sam- band útlits og fæðu. Í þriðja lagi að meta fjölbreytni í þroskunarferlum bleikjunnar og reyna að meta áhrif sveigjanlegs svipfars og erfða á fjöl- breytnina. Í fjórða lagi að greina þá vistfræðilegu þætti sem hafa áhrif á fjölbreytileika meðal dvergbleikju. 1. mynd. Sýnatökustaðir við rannsókn á fjölbreytileika í svipgerð dvergbleikju. – Sampling locations for a study on diversity of small benthic charr. 84_3-4.indd 124 1601//15 12:50 129 Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags Mótar umhverfi fjölbreytileika í svipfari dvergbleikju? Niðurstöður okkar sýna að um- hverfi dvergbleikju, þ.e. samspil hrauns og kalds lindarvatns, hefur á endurtekinn hátt stuðlað að þróun dvergvaxtar. Líklegt er að þáttur í þeirri þróun sé sú lífsferlisbreyting að fiskar sem enn hafa útlit seiða verða kynþroska. Hugsanlega tengist þessi þróun breytingum í stjórnun mTor-boðleiðarinnar.46All- ir dvergbleikjustofnar sem við höfum rannsakað eru líkir í útliti en talsverður breytileiki er þó til staðar milli stofna.37 Áhugavert er að komast að raun um hvort hægt er að tengja þann breytileika við breytileika í vistkerfum linda. Til þess að kanna þetta voru ákveðnir vistfræðilegir þættir mældir í hverri lind og lindargerðin skil- greind.32,34,37 Við mældum hitastig, sýrustig, leiðni, súrefnisstyrk og straumhraða. Einnig var botngerð lindarinnar metin með því að áætla hversu stór hluti botnsins væri þak- inn steinum, hversu grófur botninn væri og hversu gróft yfirborð steina væri. Smádýrasýni voru tekin bæði á hörðum botni og mjúkum botni, og dýrin greind og talin.34 Niður- stöður okkar sýna að lindargerð er sá umhverfisþáttur sem mótar hvað mest breytileika í svipgerð dvergbleikju. Dvergbleikja í tjarn- arlindum er allajafna þynnri og með stærri haus en mjórri stirtlu en dvergbleikja í straumvatnslindum (4. mynd). Tjarnardvergbleikjan étur einnig fjölbreyttari fæðu, sem er að uppistöðu mýlirfur. Sterkari fylgni er einnig milli útlits og fæðu einstaklinga innan stofna í tjarnar- lindum en innan stofna í straum- vatnslindum. Þetta er líklega til komið vegna þess að í tjarnarlind- um er mun meiri fjölbreytni í lykil- þáttum, svo sem botngerð, straum- hraða og viðstöðu vatns, sem aftur leiðir til þess að vistkerfi tjarnar- linda eru breytilegri og flóknari og fæðuvefir lengri en í straum- vatnslindum. Þar er t.d. að finna meiri fjölda krabba- og vatnaflóa. Ekki er ólíklegt að í tjarnarlindum hafi bleikjur haldið í þá eiginleika sína að svara mismunandi fæðu- möguleikum með sveigjanleika í útliti. Aðrir umhverfisþættir höfðu einnig áhrif á svipfarsbreytileikann og skipti hitastig þar mestu máli34,37 (Bjarni K. Kristjánsson og Camille Leblanc, óbirt gögn). Umræður Rannsóknir okkar sýndu að dverg- bleikja finnst í lindum víða á eld- virka svæðinu. Dvergvaxin bleikja hefur einnig fundist í litlum drag- ám á blágrýtissvæðum hérlendis, en ekki hefur verið skipulega leitað að henni á þeim svæðum og engar rannsóknir verið gerðar.23 Dverg- vaxin afbrigði bleikju hafa fundist nokkuð víða erlendis, t.d. í fjalla- vötnum í Sviss og á miklu dýpi í vötnum í Noregi og Kanada.19 Bæði hér á landi og erlendis hefur verið staðfest að í vötnum þar sem þéttleiki fer vaxandi dregur veru- lega úr vexti og kynþroskastærð bleikju minnkar.52,53,54 Þegar vöxtur hefur verið kannaður hjá þessum dvergbleikjuafbrigðum, t.d. í eldis- tilraunum, er niðurstaðan sú að dvergvöxturinn sé að langmestu leyti til kominn vegna sveigjan- leika í svipfari, líklega vegna fæðuskorts.19 Hjá dvergbleikju í ís- lenskum lindum má aftur á móti sjá mikla fjölbreytni. Í mörgum tilfellum er dvergvöxtur hennar að einhverju leyti arfbundinn og því líkleg svörun við sterku nátt- úrulegu vali.37 Lindarbúsvæði hér á landi eru um margt sérstök. Umhverfisaðstæður eru þar yfirleitt mjög stöðugar, t.d. í eðlisþáttum, og þótt búast megi við árstíðasveiflum í frumfram- leiðni55 eru slíkar sveiflur líklega mjög fyrirsjáanlegar. Í langflestum búsvæðum dvergbleikju sem við höfum rannsakað finnst hún í mjög miklum þéttleika, 10–100+ fiskar á hvern m2 (Bjarni K. Kristjánsson, óbirt gögn). Því er líklegt að sam- spil stöðugleika í umhverfisþáttum, flókins hraunumhverfis og mikillar samkeppni hafi ýtt undir aðlögun að þessum sérstæðu skilyrðum, sem aftur skýrir endurtekna þróun dvergbleikju í lindarvötnum á Ís- landi. Áhugavert er því að athuga hvaða áhrif sambýli við önnur bleikjuafbrigði hefur haft áhrif á þróun dvergvaxtar. Í ljós kemur að þegar önnur afbrigði bleikju eru til staðar er dvergbleikjan oftast stærri og með fleiri vöðvafrumur en þar sem hún er ein í vist,43 sem gæti stafað af genaflæði frá stærri afbrigðum, sem hefði hægt á að- lögun dvergbleikju. Hinn mikli fjöldi og fjölbreyti- leiki dvergbleikjustofna á Íslandi gefur gullið tækifæri til ítarlegra rannsókna á uppruna og viðhaldi líffræðilegrar fjölbreytni innan teg- unda. Svo víðtækri samhliða þró- un dvergvaxtar og aðlögun stofna að tjarnar- og straumvatnslindum hefur ekki verið lýst áður. Ljóst er að íslenska dvergbleikjan gefur tækifæri til víðfeðmra samanburð- arrannsókna og eykur spágildi rannsókna fyrir fræðileg líkön um afbrigða- og tegundamyndun. Sem dæmi um þetta má nefna rannsókn sem við hófum árið 2012 á dverg- bleikjustofnum í hraunhellum við Mývatn. Umhverfis vatnið eru fjölmargir vatnsfylltir hellar og í mörgum þeirra má finna sérstaka dvergbleikju (gjáarlontu). Í rann- sóknum okkar fylgjum við bleikju eftir í 20 hellum. Við höfum gert ítarlegar mælingar á útliti og erfða- fræði fiska í hverjum helli, merkt þá og sleppt aftur. Með endurtekn- um mælingum getum við fylgt ein- staklingum eftir og lagt mat á vöxt þeirra og lifun (Camille Leblanc o.fl. óbirt gögn). Með því að mæla umhverfisbreytur í hverjum helli fyrir sig getum við tengt mikil- væga útlits- og lífssöguþætti við breytileika í umhverfi fiskanna og öðlast þannig skilning á tengslum vist- og þróunarfræðilegra þátta á smáum landfræðilegum skala og tímaskala. Fullyrða má að niður- stöður þessara rannsókna auki þekkingu okkar á eðli þróunar og fjölbreytni lífvera. 84_3-4.indd 129 1601//15 12:50 15 01 19 7 N at tu ru fr 7B C M Y K 56
Síða 1
Síða 2
Síða 3
Síða 4
Síða 5
Síða 6
Síða 7
Síða 8
Síða 9
Síða 10
Síða 11
Síða 12
Síða 13
Síða 14
Síða 15
Síða 16
Síða 17
Síða 18
Síða 19
Síða 20
Síða 21
Síða 22
Síða 23
Síða 24
Síða 25
Síða 26
Síða 27
Síða 28
Síða 29
Síða 30
Síða 31
Síða 32
Síða 33
Síða 34
Síða 35
Síða 36
Síða 37
Síða 38
Síða 39
Síða 40
Síða 41
Síða 42
Síða 43
Síða 44
Síða 45
Síða 46
Síða 47
Síða 48
Síða 49
Síða 50
Síða 51
Síða 52
Síða 53
Síða 54
Síða 55
Síða 56
Síða 57
Síða 58
Síða 59
Síða 60
Síða 61
Síða 62
Síða 63
Síða 64
Síða 65
Síða 66
Síða 67
Síða 68
Síða 69
Síða 70
Síða 71
Síða 72
Síða 73
Síða 74
Síða 75
Síða 76
Síða 77
Síða 78
Síða 79
Síða 80
Síða 81
Síða 82
Síða 83
Síða 84
Síða 85
Síða 86
Síða 87
Síða 88
Síða 89
Síða 90
Síða 91
Síða 92

x

Náttúrufræðingurinn

Beinleiðis leinki

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Náttúrufræðingurinn
https://timarit.is/publication/337

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.