Populations-genomik av domestisering och dess konsekvenser i tid och rum

Tidsperiod:

1 januari 2018 – 31 december 2021

Projektledare:

Torsten Günther

Finansiär:

Vetenskapsrådet

Bidragstyp:

Bidrag för anställning eller stipendier

Budget:

3 600 000 SEK

Dagen samhällsstruktur skulle inte vara möjlig om det inte vore för de resurser som dagens lantbruk producerar, så som boskapsdjur och grödor. Det är viktigt att ha i åtanke att dessa djur och växter blev domesticerade från deras vilda förfäder ofta med helt annorlunda karaktärsdrag för endast ett par tusen år sedan. De relativt snabba evolutionära förändringarna som uppkommit är en produkt av selektiv avel. Människor har korsat individer med eftertraktade egenskaper vilket har ökat den genetiska variationen av de gener som är ansvariga för de åtrådda egenskaperna i djur- och växtarter. Människan har även introducerat boskapsdjur och grödor till nya områden vilket exponerat arterna för nya miljöer och patogener. Denna process har format de vilda förfäderna till den genotypiska och fenotypiska mångfald, ofta optimerade för specifika användningsområden och/eller miljö, vi ser i dagens arter. Redan Charles Darwin noterade att domesticering och den artificiella selektionen involverad i avel kan användas som en modell för evolutionära processer. Domesticering innebär stort selektionstryck likväl komplexa demografiska händelser vilka förändrar den genetiska strukturen i specifika gener samt påverkar genomet i sin helhet. Dessa tidsmässiga förändringar är svåra att studera genom att endast analysera moderna populationers arvsmassa.  "Ancient" DNA tekniker möjliggör studier av populationer från olika tidpunkter med hjälp av djurlämningar. Detta gör att genetisk forskning kan detaljerat analysera och kartlägga genetiska förändringar inom en population genom historien. Detta projekt kommer att extrahera DNA från fårben utgrävda i Anatolien, Iberiska halvön samt Skandinavien, daterade till olika tidsperioder som sträcker sig över de senaste 10 000 åren. Dessa protokoll behöver genomföras i ett laboratorium specifikt designat för ”ancient” DNA för att minimera risken av kontamination. DNA:t kommer att sekvenseras på ”Next Generation Sequencing”-maskiner, all sekvensdata kommer att förvaras på ett högprestanda beräkningskluster. Datat kommer att bioinformatiskt behandlas och genomgå genetiska populationsanalyser för att avslöja hur fårpopulationer förändrats med tid och rum.  Genom att jämföra olika regioner ur den genetiska poolen av forntida fårpopulationer kommer man att kunna visa hur arvsmassan i de olika regionerna har förändrats med tiden och med vilken hastighet de genetiska skillnaderna har etablerats. Man kan anta att specifik avel ökar inaveln då relativt nära besläktade individer korsas. Detta kan reducera den genetiska mångfalden i populationen och den genetiska variation som fanns i de tidiga raserna har nu gått förlorad i dagens högpresterande fårraser. Det uppkommer även en risk att den ökade inaveln samtidigt ökar mängden lätt ofördelaktiga mutationer i populationen, vilket kan ha lett till en ökad mottaglighet av sjukdomar hos det moderna fåret. Alla dessa förändringar och processer kommer att studeras genom tiden och rummet vilket kommer att hjälpa oss förstå hur den mänskliga inverkan har förändrat de domesticerade djurens genom de senaste 10 000 åren.  Får fyller flera funktioner som boskapsdjur, uppfödda för kött-, mjölk- och ullproduktion. Detta indikerar att aveln har fokuserat på att öka och optimera dessa produkters kvalitet och kvantitet genom att välja individer som kan föra vidare och förbättra dessa egenskaper gentemot resten av populationen. Det är ännu inte fastställt när och i vilken ordning människan blev intresserad av dessa specifika egenskaper. Ett av målen i detta projekt kommer att vara att följa de genvarianter som är involverade i detta genom tiden. Detta kommer att klargöra när och var människan blev intresserad av det moderna fårets specifika egenskaper och hur människan började selektera för dessa egenskaper.  Slutligen, den genetiska informationen av forntida får kommer även att belysa på hur de tidiga människopopulationerna associerade med dem. Specifika fårsläkten kan ha blivit förflyttade til