Publikasjon

Tittel Genetiske analyser av elvemusling Margaritifera margaritifera (L.) – et nødvendig verktøy for riktig forvaltning av arten
Undertittel
Forfattere Karlsson, S. & Larsen, B.M. (eds.)
År 2013
Kilde NINA Rapport 926: 44 pp. Norsk institutt for naturforskning (NINA), Trondheim.
ISBN, ISSN 978-82-426-2530-4
Referat

Kunnskap om vertsutnyttelse (hvilken fiskeart muslinglarvene er avhengig av for en normal ut-vikling) hos ulike elvemusling-populasjoner i Norge koplet opp mot genetiske analyser av et utvalg av disse populasjonene inkludert enkelte delpopulasjoner, har gitt sterke indikasjoner på at det eksisterer to funksjonelle grupper av elvemusling: «ørretmusling» og «laksemusling». Dette har tilført en ny viktig dimensjon i forvaltningen av den truede muslingen i Norge. Resul-tatene har også vist behovet for en integrert felles forvaltning av elvemusling og dens vertsart, ikke minst i forbindelse med reetablering av elvemusling i vassdrag der den er utdødd eller der arten bare forekommer i tynne bestander. Genetisk variasjon hos elvemusling i Norge er nå undersøkt i 27 forskjellige elvemusling-lokaliteter med tillegg av ytterligere seks delpopulasjoner i fire av lokalitetene. Arbeidet ble star-tet som en pilot-studie av 19 lokaliteter (til sammen 25 innsamlingsstasjoner) i 2006-2010. Ge-netisk variasjon ble studert både innen en elvemuslingbestand, og mellom bestander. Arbeidet ble utvidet med åtte nye lokaliteter i 2011-2012, bl.a. i Namsenvassdraget og Hestadelva. I til-legg ble det lagt opp til å undersøke flere individer fra enkelte av lokalitetene ved å supplere noen av de lokalitetene som var undersøkt tidligere for å se om antall prøver hadde noen be-tydning for konklusjonene. I tillegg skulle det utvikles/implementeres nye metoder for prøveta-king som ikke skadet eller drepte forsøksindividene. Resultatene fra dette prosjektet presente-res i denne rapporten Genetisk variasjon hos elvemusling Margaritifera margaritifera (L.) i Norge Det er fra tidligere feltstudier vist at det finnes en artsspesifikk vertsavhengighet til enten laks eller ørret hos elvemusling i Norge. Det har også blitt vist at denne vertsspesifisiteten gjenspei-les i fordelingen av genetisk variasjon både mellom og innen laksemusling- og ørretmusling-populasjoner. Hovedkonklusjonene fra en studie som tidligere er publisert er ikke endret, men denne nye undersøkelsen inkluderer et større prøvemateriale. Vi undersøkte 775 individer av elvemusling fra 27 forskjellige lokaliteter (og ytterligere seks delpopulasjoner i fire av lokalitete-ne) med seks mikrosatellitt-markører. Genetisk variasjon innen ørretmusling-populasjoner i form av heterozygositet og antall alleler var generelt lavere enn det som ble funnet innen lak-semusling-populasjoner. Som gruppe var den genetiske variasjonen hos ørretmuslingene sig-nifikant lavere enn hos laksemuslingene. Den genetiske differensieringen mellom ørretmusling-populasjoner var meget høy (FST = 0,345), og signifikant høyere enn mellom laksemusling-populasjoner (FST = 0,025). Vertstilhørighet forklarte 11,43 % av den totale genetiske variasjo-nen, mens 15,16 % av variasjonen kunne tilskrives variasjon mellom populasjoner innen verts-gruppene. Ut fra parvise genetiske distanser grupperte, med få unntak, ørretmusling og lakse-musling-populasjonene seg i to forskjellige genetiske grupper. Ørretmusling-populasjoner var genetisk meget distinkte, med en relativt lav genetisk variasjon innen populasjoner, mens lak-semusling-populasjoner var forholdsvis lite (men signifikant) genetisk differensierte med en re-lativt høyere genetisk variasjon innen populasjonene. Dette er observasjoner som det må tas hensyn til i forvaltning av elvemusling i Norge. Våre resultater synes å støtte en hypotese om at ørretmusling og laksemusling representerer to forskjellige fylogenetiske grupper med for-skjellig innvandringshistorie. Dette er det viktig å endelig besvare i framtidige studier. Observa-sjonen at det tilsynelatende er en polarisert infeksjon av muslinglarver på enten ørret eller laks gjør det rimelig å legge til grunn dette som et føre-var-prinsipp i det videre forvaltningsarbeidet med elvemusling i Norge. Utprøving av metoder for innsamling av DNA fra elvemusling Elvemusling er en truet art. Det er derfor ikke uproblematisk å drepe individer av elvemusling for å ta prøver til genetiske analyser. For å finne fram til en mest mulig skånsom metode ble det undersøkt fire ulike metoder for innsamling av DNA prøver: 1. Prøvetaking av haemolymfe-væske. 2. Skraping av fot. 3. Kappebiopsi. 4. Q-tip. Ingen av prøvetakingsmetodene var letale, da samtlige muslinger var i live 128 dager etter prøvetaking. Gjennomsnittlig vekst var lik og ikke signifikant forskjellig fra en kontrollgruppe for alle prøvetakingsmetoder, utenom Q-tip-metoden som for visse individer syntes å føre til en stagnasjon i vekst. DNA-utbyttet fra haemolymfe og fotskrap var signifikant lavere og mer variabelt enn fra de andre metodene. Genotypingssuksessen var minst fra DNA-ekstrakt fra haemolymfe og kappebiopsi, men høy for de andre metodene. Q-tip prøver lagret i lysis buffer ved romtemperatur ga større DNA-utbytte enn prøver lagret i kjøleskap og tørkede Q-tip prøver. På bakgrunn av disse resultatene og hvor effektivt DNA kunne ekstraheres fra de ulike prøvetakingsmetodene, anbefaler vi Q-tip prøvetaking som en skånsom DNA-prøvetakingsmetode for fremtidige genetiske analyser hos elvemusling eller andre store ferskvannsmuslinger. Metoden muliggjør en effektiv og skånsom prøvetaking av elvemusling uten å sette begrensninger på antall individer som ønskes under-søkt. Betydningen av antall prøver ved innsamling og analyser av DNA fra elvemusling Hvor mange muslinger må det tas DNA-prøver fra for å få gode svar? Hva som er et tilstrekke-lig antall individer avhenger av de spesifikke problemstillingene, hvilken type og hvor mange genetiske markører som benyttes, og den faktiske genetiske variasjonen og variasjonsforde-lingen i det rådende datamaterialet. De mest brukte målene på genetisk variasjon innen natur-lige populasjoner er heterozygositet, antall ulike alleler og estimert genetisk variasjon mellom populasjoner (FST). Presisjonen av disse målene avhenger generelt av hvor mange individer som analyseres. Jo flere individer som analyseres, desto større er sannsynligheten for å opp-dage flere forskjellige typer alleler i populasjonen, og desto større presisjon oppnås i estimatet av allelfrekvenser. Dette har betydning for riktig karakterisering av populasjoner, og for å ha tilstrekkelig statistisk teststyrke til å oppdage reelle forskjeller mellom subpopulasjoner. Mikro-satellitter er en type genetiske markører som er mye benyttet i populasjonsgenetiske studier. Her har vi undersøkt effekten av antall prøver på estimatene av heterozygositet, allelfrekvens og sannsynlighet for å oppdage alleler ved bruk av mikrosatellitter. Vi konkluderer med at en stikkprøvegruppe på minimum 30 individer som oftest er tilstrekkelig for standard populasjons-genetiske parametere, gitt at prøvetakingen er tilfeldig fra en panmiktisk populasjon. Hvis tilfel-dig og representativ prøvetaking er vanskelig, anbefaler vi å øke antall prøver. For andre spe-sielle problemstillinger må undersøkelsene designes spesielt, og antall prøver må vurderes og bestemmes i hvert enkelt tilfelle. Et viktig fundamentalt prinsipp for bevaring av elvemusling bør være å gjøre tiltak som i størst mulig grad bevarer den genetiske variasjonen og integriteten. Med bakgrunn i observasjoner av en nesten polarisert infeksjon av muslinglarver på enten laks eller ørret, og samsvarende observasjoner av genetisk variasjon, foreslår vi at forekomster av elvemusling i første rekke grupperes til laksemusling og ørretmusling. Deretter samles populasjoner av enten lakse-musling eller ørretmusling i grupper med likt genetisk opphav, og til sist beskrives bestander som er reproduktivt isolerte fra hverandre (populasjoner). Vi foreslår at i den grad det er mulig, bør populasjon være den enheten som skal være gjenstand for bevaring og tiltaksbehov hos elvemusling i Norge. Ut fra de meget store genetiske forskjellene mellom ørretmusling-lokaliteter, men de relativt små forskjellene mellom laksemusling-lokaliteter, foreslår vi at man ved eventuelle re-etableringer av elvemusling fra andre bestander viser ekstra stor forsiktighet ved utsettinger av ørretmuslinger, da disse på grunn av større grad av genetisk isolasjon har større potensiale for lokale genetiske tilpasninger. Ytterligere studier er imidlertid nødvendig for å forstå den evolusjonære bakgrunnen til de funksjonelle forskjellene som finnes mellom ør-retmusling og laksemusling.
Oppdragsgiver Direktoratet for naturforvaltning.

Kontakt

Norsk institutt for naturforskning
Biblioteket
N-7485 TRONDHEIM
  Tlf. +47 404 69 176
  Fax. +47 73 80 14 01
  e-post: biblioteket@nina.no