Östersjötorsken unik redan på stenåldern

Torsken koloniserade Östersjön redan för 8000 år sedan, i samband med att Littorinahavet bildades. Idag är detta torskbestånd genetiskt skiljt från atlanttorsk, och anpassad efter Östersjöns lägre salthalt och syrehalt. Men hade den invandrande torsken redan de egenskaper som krävdes för att överleva i en föränderlig Östersjö? Rester från 5000 år gamla boplatser på Gotland har hjälpt till att svara på frågan.

Benrester från torsk som hittats vid utgrävningar av boplatser från stenåldern ger värdefull information om torskens anpassning till Östersjön.

Redan på stenåldern fiskade man torsk i Östersjön. Att döma av de stora mängderna historiska fiskben som arkeologerna hittat vid boplatsen Ajvide på Gotland var det en omtyckt matfisk. Det var ryggkotan från en sådan torsk som Carl André fick i sin hand vintern 2006. Han tittade på den svarta, något kantstötta kotan - och lade sedan ner den i skrivbordslådan.

Carl Andrés forskning handlar bland annat om hur olika bestånd av torsk är släkt med varandra och hur de anpassat sig till sin miljö. Tillsammans med norska kolleger har han kunnat visa på stora genetiska skillnader även mellan populationer som lever på bara några få kilometers avstånd från varandra.

Invandrade under stenåldern
Torsk från Östersjön skiljer sig på flera sätt från atlanttorsk. Tillsammans med andra marina arter koloniserade torsken Östersjön för cirka 8000 år sedan, när salt atlantvatten strömmade in och Littorinahavet bildades. Under årtusendena har vattenmiljön sedan successivt förändrats, framför allt salthalten som i dagens Östersjön är betydligt lägre än i Littorinahavet. Utsötningen sätter marina djur och växter under stress, och många har inte hängt med när miljön förändrats. Ett exempel på detta är strandsnäckan Littorina littorea, som gett namn åt det forntida havet.

Men torsken i Östersjön har överlevt och anpassat sig till dagens förhållanden. En nyckelfråga är om denna anpassning skedde efter koloniseringen, eller om de torskar som först etablerade sig i Östersjön redan hade egenskaper som hjälpte dem att överleva när miljön så småningom förändrades.
Anpassad till sin miljö
Vattenmiljön i Östersjön skiljer sig från Västerhavet och Nordsjön på flera sätt. Förutom lägre salthalt är vattnet kallare, och syrehalten i djupvattnet är lägre. Östersjötorsken är anpassad till den annorlunda vattenmiljön. Exempelvis fungerar hemoglobinet bra i låga vattentemperaturer, cellernas salt- och vattenbalans upprätthålls i låga salthalter och äggen håller sig flytande vid en lägre salthalt så att de inte sjunker ner till syrefria vattendjup.

Hemoglobin ger en vink
Ett sätt att undersöka detta är att analysera östersjötorskens hemoglobin. Torskar har olika typer av hemoglobin beroende på vattentemperaturen i området där de lever. Hemoglobin från nordliga torsk­bestånd, exempelvis från Barents hav, har hög syreupptagningsförmåga i kallt vatten. Detta är också den vanligaste hemoglobintypen i östersjötorsk, vilket antyder att de torskar som en gång koloniserade Östersjön redan var kallvattensanpassade. Men det är inte riktigt så enkelt.

Andra studier tyder på att anpassningen istället har skett efter koloniseringen, berättar Carl André. Egenskaperna kan naturligtvis ha funnits i låga frekvenser hos de första invandrarna, men de har sedan blivit allt vanligare genom naturligt urval.

Inspirerad av DNA-studier på fossila fjällrävar föddes tanken att belysa östersjötorskens ursprung och utveckling med hjälp av historiska prover. Kanske skulle man kunna jämföra tidiga torskpopulationer med dagens?

Östersjötorsken är genetiskt särpräglad, vilket pekar på att kontakten - genutbytet - med andra bestånd varit begränsad under lång tid.

Gamla kotor gav svar
Den gamla ryggkotan letades fram ur skrivbordslådan, och det delikata arbetet med att utvinna DNA ur 5000 år gammalt ben påbörjades. Materialet kompletterades med ytterligare kotor från utgrävningarna på Gotland. En finess i sammanhanget är att ryggradens första kota går att artbestämma, och dessutom skiljer sig utseendemässigt från övriga ryggkotor. Det innebär att man inte riskerar att analysera samma individ flera gånger.

Det unika beståndet av Östersjötorsk måste förvaltas på ett klokt sätt eftersom tillförseln av fisk utifrån är närmast försumbar.

Eftersom DNA bryts ner med tiden arbetade man med mitokondrie-DNA. Detta finns i många kopior i varje cell, till skillnad från nukleärt DNA, som bara finns i cellkärnan. Sammanlagt analyserades DNA från 56 kotor. När forskarna analyserade det historiska DNA:t fann de att det tydligt avvek från torskbestånd i andra områden. Däremot hittade de knappt några skillnader alls när de jämförde med dagens östersjötorsk.

Det är faktiskt inte så överraskande, säger Carl André. Östersjötorsken är så genetiskt särpräglad, vilket pekar på att kontakten - genutbytet - med andra bestånd varit begränsad under lång tid. Våra resultat tyder på att dagens östersjötorsk härstammar från de tidiga kolonisatörerna, och att beståndet sedan gradvis har anpassat sig när vattenmiljön förändrats. Det bekräftar uppfattningen att östersjötorsken är unik. Beståndet måste förvaltas på ett klokt sätt, eftersom tillförseln av fisk utifrån är närmast försumbar.

För att ytterligare belysa frågan om östersjötorskens historia planeras nya analyser. Härnäst vill forskarna undersöka de gener som styr cellernas vatten- och saltbalans. Kanske fanns östersjötorskens förmåga att hantera låga salthalter redan för 5000 år sedan?

Känsliga analyser
Det är en stor utmaning att utvinna och analysera DNA från så gamla ben som dessa. En svårighet är att man bara kan sekvensera en liten del av DNA-molekylen i taget. Det blir mycket pusslande med många korta bitar DNA.

Analyserna är dessutom mycket känsliga för kontamination från nutida DNA, fortsätter Carl André. Därför samarbetar vi med Naturhistoriska riksmuseet, där risken för att "smitta ner" proverna med DNA från annan torsk i princip är obefintlig.

Text och kontakt:
Susanne Liljenström, biolog & frilansskribent
Carl André, Institutionen för biologi och miljövetenskap, Tjärnö, Göteborgs universitet
carl.andre@gu.se

Om tidskriften

Havsutsikt är tidskriften för dig som vill hänga med i vad som är på gång inom svensk havsforskning. I tidskriften får du svar på många frågor, men också en inblick i de frågor som ännu inte forskningen klarat av att besvara. Artiklarna är skrivna av forskarna själva, och anpassade för en bred publik av redaktionen. Läs mer


Sök i arkivet