Genetiska mekanismer som bidrar till fenotypisk evolution och adaptation

Tidsperiod:

1 januari 2017 – 31 december 2020

Projektledare:

Leif Andersson

Finansiär:

Vetenskapsrådet

Bidragstyp:

Projektbidrag

Budget:

3 200 000 SEK

Utvecklingen inom genomiken har revolutionerat den biologiska forskningen. Vi kan nu studera hela arvsmassan på vilken organism som helst och även en enskild forskargrupp kan starta ett genomprojekt på sin favoritorganism. Vi har framgångsrikt använt storskalig sekvensering av hela genom och gjort en rad spännande upptäckter. Vi har bland annat identiferat en punktmutation som förklarar varför Islandshästar kan tölta och gå i passgång, vi har i detalj kartlagt genetiska skillnader mellan sill och strömming, vi har identifierat två genvarianter som förklara skillnader i näbbens form och storlek bland olika arter av Darwinfinkar och vi har spridit nytt ljus över den genetiska bakgrunden till brushanens märkliga kärleksliv. I detta projekt kommer vi att fortsätta studera hur genetisk variation ger upphov till den fantastiska biologiska mångfald som finns hos våra husdjur och i naturen.Fåglar visar en otrolig mångfald i fjäderdräktens färg och mönster. Höns är den bästa modellen för att studera variation i färgteckning hos fåglar på grund av de färgvarianter som uppkommit under hönsens domesticering. Vi kommer studera de molekylära mekanismer som ligger bakom Sex-linked barring och Autosomal barring som liknar den vattring som man ser hos många fåglar till exempel falkar och hökar.Kaninens domesticering förklaras av en förändrad genfrekvens i många gener i synnerhet de som påverkar hjärnans utveckling. En intressant aspekt var att de varianter som var fördelaktiga hos tamkaninen inte vara helt fixerade. Det innebär att ”vildtyps-varianten” ofta finns kvar, vilket skulle kunna förklara varför tamkaninen så lätt blir förvildad om man släpper ut dem i naturen. I detta projekt vill vi undersöka om det sker en ”back selection” till fördel för vildtypsvarianten i förvildade populationer av kaniner.Storskalig sekvensering av hela arvsmassan hos 180 fåglar som representerar alla kända arter av Darwinfinkar på Galapagos och Cocos island har gett oss ny kunskap om släktskapet mellan olika arter av finkar och vi har visat att det sker ett betydande genflöde mellan olika arter. Vi har också identiferat två gener (ALX1 och HMGA2) som troligen haft störst betydelse för evolutionen av näbbens form och storlek hos Darwinfinkar som har gjort det möjligt för olika arter att utnyttja olika sorters föda. I detta projekt kommer vi undersöka samma art från olika öar för att studera graden av genetiska skillnader mellan populationer från olika öar och vilken betydelse genflödet mellan arter på samma ö har haft. Vi kommer även studera uppkomsten av en möjlig ny art av Darwinfinkar som observerats av Peter Grant och Rosemary Grant som är våra samarbetspartners i detta projekt.Det förekommer tre olika distinkta typer av brushannar: Independents, Satellites och Faeders. Independents har praktfulla kragar och huvudtofsar och försvarar sitt revir på spelplatsen med näbbar och klor. Satellithannar har nästan alltid vit krage och huvudtofs, och försvarar inte revir. Faeders ser ut som honor, saknar kragar och huvudtofsar och försvarar inte revir. Independents och Satelliter genomför ett märkligt skådespel där Satelliterna tillåter Independents att dominera dem. Beteendet lockar till sig honor vilket både Independents och Satelliter tjänar på eftersom de får möjlighet att para sig. Faeders får tillgång till leken genom att se ut och bete sig som honor och passa på att para sig med en hona när tillfälle bjuds. Tidigare studier har visat att dessa alternativa parningsstrategier har en enkel genetisk nedärvning och bestäms av en dominant allel, hur är detta möjligt? Vi har nu förklarat denna gåta genom att visa att Satelliter och Faeders bär på en kromosomvariant där 4,5 miljoner baspar skiftat orientering (en inversion). Inversionen omfattar cirka 90 gener och det har skett många genetiska förändringar i dessa gener under de cirka 4 miljoner år som har gått sedan inversionen inträffade. Vi kommer nu undersöka hypotesen att den vita färgen hos Satelliter beror på g