Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.

Klovnefisker er en gruppe fargerike saltvannsfisker som lever på korallrev i tropiske deler av Indiahavet og det vestlige Stillehavet.
Klovnefisker er en gruppe fargerike saltvannsfisker som lever på korallrev i tropiske deler av Indiahavet og det vestlige Stillehavet.

Når klovnefisken vender tilbake til korallrevet, blir tusenvis av gener skrudd av eller på

Fra å være en superatlet med høyt oksygenforbruk må klovnefiskene tåle lave oksygennivåer på korallrevet.

Klovnefiskene har en spesiell livssyklus. De klekkes på et korallrev, men kort tid etter klekking driver de til havs. Der må de svømme mot sterke strømmer. 

En sportsutøver som skal løpe 1.500 meter på kort tid, må ha høyt oksygenopptak. Men se for deg at løpet fortsetter langt, langt forbi målstreken. Slik svømmer de små klovnefisk-larvene for å komme til et korallrev. 

Når de svømmer motstrøms, krever det et enormt forbruk av oksygen, helt på linje med de beste atletene. Det gjør at disse larvene har det høyeste oksygenforbruket som er målt i beinfisk, i forhold til størrelsen.

Når disse superutøverne endelig kommer fram, skulle man tro at de får igjen pusten. Men korallrevene har en annen utfordring: lite oksygen.

Dette har gjort at forskere fattet interesse for klovnefiskene. Hva er det som gjør at de klarer å tilpasse seg to så ekstremt forskjellige situasjoner?

Klovnefiskens blod har to motsatte roller

– Når larvene svømmer i frie vannmasser, trenger musklene mye oksygen, forklarer forsker Sjannie Lefevre ved Institutt for biovitenskap på Universitetet i Oslo.

Da må hemoglobinet i blodet deres lett gi slipp på oksygenet. Hemoglobin er det stoffet i blod som oksygenet fester seg til. 

Når klovnefiskene kommer fram til et miljø med lave oksygennivåer, må hemoglobinet i stedet holde på oksygenet. Det er for å kunne ta det opp fra vannet med lite oksygen.

– Når larvene svømmer i frie vannmasser trenger musklene mye oksygen, forklarer forsker Sjannie Lefevre.
– Når larvene svømmer i frie vannmasser trenger musklene mye oksygen, forklarer forsker Sjannie Lefevre.

– Det er to helt motsatte roller som krever en endring i hemoglobinet selv. Eller endring i faktorer som påvirker hemoglobinets evne til å holde på oksygen, forklarer Lefevre. 

De fleste dyr har flere typer av hemoglobin. De kan derfor styre blodets evne til å holde på oksygen.

Når fiskene blir utsatt for så store miljøforandringer, er det naturlig at de tilpasser seg. Derfor var forskerne nysgjerrige på om fiskene endret hvilke hemoglobiner som var til stede. 

Det er bare ett problem: Larvene er for små til at det er mulig å ta blodprøver av dem.

Klovnefiskens genetiske bryter

I stedet for å ta blodprøver og se på ferdige hemoglobiner måtte forskerne finne andre metoder. De bestemte seg for å bruke en teknikk kalt RNAseq eller RNA sekvensering, for å se hvilke gener som er skrudd på. 

DNA er selve arvestoffet eller oppskriften på et individ. RNA, og da særlig mRNA, er det som arvestoffet oversettes til. Det koder blant annet for proteinene som utfører alle de nødvendige funksjoner i cellene. 

Metoden RNAseq krever bare en liten mengde RNA, men gir et totalt bilde av hvilke gener som blir skrudd av og på fra et tidspunkt til et annet. 

På den måten kunne forskerne se hvordan ulike hemoglobin-gener endret uttrykk når larven kom fram til revet.

Da Lefevre og de andre forskerne begynte å undersøke denne forandringen, oppdaget de at klovnefiskene har en slags genetisk bryter. Fra de er larver til de blir voksne skrus 2.470 gener av eller på. 

Mange av disse endringene skjer i løpet av en drøy uke, rett etter at klovnefiskene kommer fram til korallrevet. De fleste av disse genene er mest sannsynlig knyttet til at fisken går fra å være larve til å bli en «ung voksen» fisk.

– Det skjer genetiske endringer når fisk går fra larver til voksen. Det spesielle her er at det skjer på veldig kort tid, mener Lefevre.

Flere endringer i blodet

For Lefevre er det spesielt endringene i blodet som er interessante. Fra prøvene så de at fiskene i tillegg til å endre på sammensetningen av hemoglobingener, øker genuttrykket av flere typer molekyler som kan binde oksygen når de kommer fram til revet. 

Dette er molekyler som uttrykkes i muskler og andre vev. Lefevre er mest opptatt av hemoglobin og oksygenopptak. Hun håper at de andre genene som også endrer seg, kan være interessant for andre forskere:

– Jeg håper at andre vil se nærmere på endringene i hvilke gener som er aktive under klovnefiskenes utvikling fra larve til voksen, sier hun. Det er så mange gener som koder for ulike ting, så dette er data som kan være interessante.

Referanse:

Adam T. Downie mfl.: Rapid physiological and transcriptomic changes associated with oxygen delivery in larval anemonefish suggest a role in adaptation to life on hypoxic coral reefs. PLOS Biology, 2023.  Doi.org/10.1371/journal.pbio.3002102

Powered by Labrador CMS