Höglunds grupp: Vår forskning

Med Anssi Laurila, Patrik Rödin-Mörch, Uppsala och Jonas Waldenström, Linnéuniversitetet, med stöd av Formas.

Groddjur utgör en viktig del av den svenska faunan och en minskning av antalet får allvarliga konsekvenser för våtmarker och ekosystem. Forskning om faktorer som påverkar groddjurens bevarande är därför avgörande för att hantera dessa miljöer, och går hand i hand med regeringens miljökvalitetsmål om ett rikt växt- och djurliv, levande sjöar och vattendrag och blomstrande våtmarker.

En svampsjukdom Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) har orsakat utrotning av över 100 arter av groddjur globalt. Våra studier har visat att den påverkar dödligheten även hos svenska groddjur. Vi vet inte varför vissa arter och populationer är känsligare än andra. I projektet studerar vi två sällsynta och hotade arter: grönfläckig padda och strandpadda, samt vanligare och mer utbredda arter som vanlig padda och åkergroda. Syftet är att studera förekomsten av Bd och andra sjukdomar hos olika arter och studera i) intraspecifika skillnader i resistens och hur detta relaterar till förhöjda temperaturer på grund av global uppvärmning, ii) skillnader i genuttryck hos experimentellt infekterade individer från södra och norra Sverige hos den vanliga paddan, och iii) artspecifika genetiska anpassningar kopplade till resistens.

Den grönfläckiga paddan och strandpaddan är Sveriges mest hotade groddjur. De hade båda tidigare en större utbredning i södra Sverige men är idag begränsade till ett fåtal lokaler. Det pågår försök att återinföra grönfläckiga paddor till Öland. För detta ändamål föds larver upp i en population som hålls i en djurpark (Nordens Ark). Vår forskning och del i bevarandearbetet syftar till att dokumentera genomisk mångfald, populationsstruktur och grad av inavel i svenska och närliggande populationer i våra grannländer. Forskningen sker i samarbete med de svenska åtgärdsprogrammen för arten som leds av Länsstyrelsen i Skåne. I detta sammanhang har ett padreferensgenom sekvenserats i samarbete med NGI, SciLifeLab under ERGA-pilotprojektet.

Medarbetare
Gunilla Engström, forskningsingenjör
Leoni Walderich, masters student
Alvin Susanto, masters student
Anders Forssgren, research assistent

Alumni
Niki Chondrelli, doktorand
Simon Kärvemo, post-doc
Maria Cortazar-Chinarro, doktorand
Sara Meurling, doktorand
David Åhlén, masters student
Marie Svensson, masters student
Laurens Schroyens, masters student
Lucas Bolender, masters student
Filip Thörn, masters student
Hugo Pajelowski, masters student

Vi studerar i vilken utsträckning tre riparter, fjällripa Lagopus muta, dalripa L. lagopus lagopus och moripa L. scotica, har påverkats av klimatförändringar på genomisk nivå och projicerar lokala populationers framtid som konsekvens av globala klimatförändringar. Arterna är idealiska för detta projekt, eftersom de är sedentära och anpassade till arktiska och subarktiska miljöer. Sådana miljöer har haft störst påverkan från de globala klimatförändringarna och förväntas bli de mest påverkade även i framtiden

Vidare visar studiearterna skillnader i sin specialisering för att klara extrema arktiska miljöer. Fjällripan har en cirkumpolär utbredning på extrema nordliga breddgrader eller höga höjder i bergsområden, medan dal och moripa finns i mer subarktiska miljöer.

I projektet producerar vi högkvalitativa långlästa referensgenom för alla arter, och vi utnyttjar kycklingens omfattande genomiska resurser för att dra slutsatser och identifiera generna som är involverade i genomisk anpassning hos dessa närbesläktade riparter. Vi studerar strukturella genomiska förändringar med hjälp av ett pangenomiskt tillvägagångssätt och uppskattar genetisk belastning i relation till inavel och demografisk historia i olika populationer. Arternas kontrasterande habitatkrav och dokumenterade genetiska struktur möjliggör generella insikter om hur arter kan klara av den globala uppvärmningen i Arktis.

Medarbetare
Theodore Squires, doktorand
Gabriel David, doktorand
Maja Svedberg, masters student

Alumni
Wanyi Wei, masters student
Alejandra Valdes-Marin, masters student
Grace Walsh, masters student
Yvonne Meyer-Lucht, post-doc
Peter Klinga, post-doc
Rado Kozma, doktorand
Kai Song, doktorand

Sötvattensmalen har en utbredning i östra och centrala Europa, med en liten population i Sverige, där den är listad som sårbar. Den svenska populationen är en relikt från Ancylussjön, det vill säga när Östersjön var en sötvattensjö, avskuren från Atlanten, för cirka 8000 år sedan. När Östersjön återfick kontakt med haven och salthalten ökade, blev den svenska havskatten begränsad till omgivande sötvattensystem. Historiskt sett var arten riklig i hela södra Sverige, men framför allt antropogena markanvändningsingrepp har gjort att livsmiljön blivit allt mer fragmenterad, och malen har minskat. Idag finns den bara i tre vattensystem – sjön Båven i Sörmland och Emåns älvsystem respektive sjön Möckeln (inklusive nedströms Helge å) i Småland.

Dessa tre populationer tros ha varit isolerade under en avsevärd tid och kan därför ha differentierats genom genetisk drift och/eller lokala anpassningar. Varje population är liten, med effektiva populationsstorlekar i intervallet 10-20, vilket gör dem sårbara för låg genetisk variation och inavelsproblem. Den svenska populationen har varit föremål för bevarandeåtgärder under de senaste decennierna och nuvarande förvaltningsplaner inkluderar ex-situ avelsprogram samt translokationer av individer. När man hanterar populationer genom återintroduktion och/eller translokation är det av avgörande betydelse att få så mycket förståelse som möjligt om den genetiska statusen och ursprunget för de förvaltade populationerna. Därför sekvenserar vi hela genom med låg täckning för att få uppskattningar av genetisk struktur och inavelsnivåer för artens tre svenska subpopulationer för att utvärdera nuvarande bevarandestatus, och ge förslag på framtida förvaltning.

Medarbetare
Pär Larsson, professor Linnéuniversitetet, Kalmar
Mette Lillie, forskare (huvudsakligen annat projekt)
Axel Jensen, doktorand (huvudsakligen annat projekt)

Mnemosynefjärilen är en av Sveriges mest hotade dagfjärilsarter. Arten hade tidigare en större utbredning men är idag begränsad till ett fåtal lokaler i Blekinge, Uppland och Västernorrland. Experiment pågår med stödutsläpp i vissa populationer med fjärilar som fötts upp i fångenskap. För detta ändamål används fjärilar från en population som hålls på Nordens Ark. Vår forskning och vår del av bevarandearbetet syftar till att dokumentera genomisk mångfald, populationsstruktur och grad av inavel i svenska och närliggande populationer i våra grannländer. Forskningen sker i samarbete med det svenska åtgärdsprogrammet för arten som leds av Länsstyrelsen i Blekinge. I detta sammanhang har fjärilens arvsmassa, ett sk. referensgenom, sekvenserats i samarbete med NGI, SciLifeLab under pilotprojektet ERGA.

Medarbetare
Filip Thörn, post-doc

Alumni
Veronika Mrazek, masters student