16. januar 2020

Et søuhyres arvemasse

Genetik

Kæmpeblæksprutten er en gådefuld gigant, men i et studie ledet af Københavns Universitet er det lykkedes at sekventere det sagnomspundne havdyrs fulde genom. Det giver nye muligheder for at kaste lys over blækspruttens liv i de mørke dybder.

Sugekopper fra kæmpeblæksprutte. Copyright: The Trustees of the Natural History Museum, London.

Gamle søfortællinger om det gigantiske søuhyre Kraken, der lurer i havets dybder, har muligvis et gran af sandhed.

I 1857 sammenkædede den danske naturforsker Japetus Steenstrup søulkenes skrækhistorier om skibe, der blev trukket ned til havets bund, med eksistensen af kæmpeblæksprutterne: Tiarmede hvirvelløse dyr, der antages at kunne blive op til 13 meter lange og veje mere end 900 kg.

Vores første genetiske analyse skabte flere spørgsmål, end den besvarede.

Professor Tom Gilbert

I dag, mere end 160 år senere, har et internationalt hold af forskere for første gang sekventeret det gigantiske bløddyrs fulde genom.

”De nye resultater kan muligvis besvare flere verserende spørgsmål om denne gådefulde arts evolution,” siger forskningsleder og lektor Rute da Fonseca fra Center for Makroøkologi, Evolution og Klima (CMEC) ved Globe Institute på Københavns Universitet.

Mere data, flere spørgsmål

Gennem årene er kun relativt få rester af kæmpeblæksprutter – eller Architeuthis dux – blevet indsamlet verden over.

Størrelsesforhold mellem menneske, ca. 1,8 meter, og kæmpeblæksprutte, op til ca. 13 meter.. — Størrelsesforhold mellem menneske og kæmpeblæksprutte.

Ud fra sådanne vævsprøver har forskere fra Københavns Universitet ved hjælp af mitokondrielle DNA-sekvenser tidligere påvist, at alle kæmpeblæksprutter tilhører en enkelt art.

”Vores første genetiske analyse skabte imidlertid flere spørgsmål, end den besvarede,” siger professor Tom Gilbert fra Globe Institute, som var en del af det tidligere forskningsarbejde.

De nye resultater kan muligvis besvare flere verserende spørgsmål om denne gådefulde arts evolution.

Lektor Rute da Fonseca

At samle et fuldt genom af høj kvalitet for kæmpeblæksprutten viste sig at være lige så udfordrende som at spotte et af dybhavsdyrene i deres naturlige miljø på op til 1200 meters dybde.

Ikke desto mindre var det ifølge forskerne en vigtig indsats, eftersom en komplet kortlagt arvemasse er den ultimative værktøjskasse til at forske i en organisme.

Vanskelige vævsprøver

Udfordringerne i laboratoriet begyndte med, at tilgængelige kæmpeblæksprutter var under nedbrydning og normalt konserveret i formalin eller ethanol på museer verden over.

Med andre ord har de fleste vævsprøver fra dyret ikke haft DNA af tilstrækkelig høj kvalitet til at kortlægge et fuldt genom.

To billeder af kæmpeblæksprutte opbevaret i Darwin Center Tank Room på Londons naturhistoriske museum. — Venstre: Et eksemplar af kæmpeblæksprutten opbevaret i Darwin Center Tank Room på Londons naturhistoriske museum. Højre: Samme kæmpeblæksprutte bliver målt før fiksering. Copyright: The Trustees of the Natural History Museum, London.

Næsten alle tilgængelige teknologier til gen-sekventering er tidligere blevet anvendt. Alligevel har forsøget gentagne gange slået fejl. Sandsynligvis på grund af forhøjede niveauer af ammoniak og polysaccharider i vævsprøverne, lyder det fra forskningslederen bag det nye studie.

”Projektet her minder os om, at der findes masser af arter derude, som kræver individuelt optimerede laboratorie- og bioinformatikprocedurer. En indsats, som undertiden undervurderes, når man i store gensekventerende konsortier anvender en enkelt metode som tilgang,” siger Rute da Fonseca, der begyndte at lede projektet, da hun arbejdede som adjunkt ved Biologisk Institut på Københavns Universitet.

Første skridt mod at kende giganten

På trods af de mange udfordringer lykkedes det forskningsgruppen at få fingre i en brugbar vævsprøve fra en kæmpeblæksprutte. Den var blevet samlet op af fiskere nær New Zealand og hurtigt frosset ned. Et utroligt lykketræf, ifølge forsøgslederen.

Projektet her minder os om, at der findes masser af arter derude, som kræver individuelt optimerede laboratorie- og bioinformatikprocedurer.

Lektor Rute da Fonseca

Ved hjælp af den nye prøve var forskerne endelig i stand til at producere det i øjeblikket bedst tilgængelige genom over kæmpeblæksprutten som art.

Denne ”genomiske kladde” giver nu unikke muligheder for at adressere både gamle og nye spørgsmål om kæmpeblækspruttens udvikling. Blandt andet ved at sammenligne gigantens genom med arvemassen fra bedre kendte blækspruttearter.

På den måde håber forskerne at opdage mere om det flygtige væsen – uden nødvendigvis at skulle indfange eller observere bløddyret i de dybder, det bebor.

Eksempelvis giver den genetiske information nye muligheder for at udforske det evolutionære grundlag for kæmpeblækspruttens størrelse, væksthastighed og alder.