Rapsfjärilars immunsystem – evolution i realtid

Rapsfjäril på fackelblomster. Foto: Roel Meijer

Insekter är världens mest artrika djurgrupp, ändå är det överraskande mycket vi inte vet om dem. Nya studier av rapsfjärilens genuppsättning visar att fjärilars immunförsvar är mer dynamiskt än vi tidigare trott.

Människor och andra däggdjur har, utöver ett medfött immunsystem, förmågan att efter födseln anpassa kroppens försvar mot hot de möter i omvärlden. Eftersom insekter har så kort livslängd, är deras försvarsfunktioner redan färdiga då deras liv tar sin början. Men hur utvecklas då deras immunsystem? Det är något Naomi Keehnen vid Zoologiska institutionen på Stockholms universitet har tittat närmare på. Bokstavligt talat. Istället för att studera fjärilarnas yttre egenskaper har hon i sin licentiatavhandling undersökt dessa insekters immunförsvar på en mer ingående nivå, i själva DNA-uppsättningen.

–  På grund av deras korta livscykel kan vi se evolutionen pågå i realtid, det är det som är så roligt och intressant med den här sortens forskning, berättar Naomi Keehnen.

När det gäller insekters gener har det framför allt forskats på bananflugan, en av de arter som mycket av vår kunskap om genetik bygger på. Studierna har då utförts i kontrollerad laboratoriemiljö, men Naomi Keehnen har i sina studier av rapsfjäril istället valt att titta på vilda populationer.

En rapsfjäril har 148 gener för immunsystemet vilket kan jämföras med bananflugan som har ungefär 300 och människan som har över 1500, i alla fall som man vet om. Foto: Erik Hansson

Tre populationers genuppsättning jämfördes

Rapsfjärilen är en vitt utbredd art och därför tacksam att bedriva forskning på. Det här är första gången man har undersökt fjärilars immunförsvar inom en specifik art, tidigare har man bara studerat de genetiska skillnaderna mellan olika arter. I studien har man tagit DNA-prover från tre olika populationer av rapsfjäril i Europa: Abisko, Kullaberg och Aiguamolls i nordvästra Spanien, och kartlagt dem med modern genteknik.

– Vi undersökte skillnaderna mellan dessa tre populationer och vi fann att de gener som styr immunsystemet var mycket mer variabla än den övriga arvsmassan. I allmänhet innebär en bred genetisk variation att arten har större möjligheter att utvecklas. Hos andra insektsarter har det visat sig vara så, men mer forskning på den här arten behövs för att vi ska kunna dra den slutsatsen, förklarar Naomi Keehnen.

När man tar DNA-prover får man också med bakterierna som lever på fjärilarna. Precis som hos människor finns det små organismer, så kallade mikrober, som antingen lever i symbios med insekterna eller som parasiterar på dem. Mikroberna är en stor del av insekters immunsystem och det har debatterats om huruvida de hjälper till att skydda insekterna genom att påverka deras gener. På rapsfjärilarna hittade man flera arter av bakterier som inte överlappade mellan de tre lokalerna, vilket kan ha ett samband med skillnaderna i immunsystemen mellan populationerna.

Här kan man se hur rapsfjärilens blodceller rensar ut e-kolibakterier som lagts till i forskningssyfte. Foto: Lisa Fors

Vad innebär de här resultaten?

– I den här studien har vi visat specifika exempel på att det sker ett naturligt urval. Mikrober utvecklas konstant och insekterna med dem. Det är en ständig kapprustning. Med dessa kunskaper har vi nu möjlighet att lära oss mer om hur rapsfjärilen anpassar sig efter den lokala miljön och andra yttre faktorer som exempelvis klimatförändringar, säger Naomi Keehnen. Hon förklarar att även om de tre populationerna verkar vara lokalt anpassade för den miljö de lever i, krävs det att experiment görs där fjärilarna förflyttas till stora inhägnader och övervakas över en längre tid för att kunna bekräfta den teorin.

I forskningsvärlden resulterar ofta nya svar i minst lika många nya frågor. Att gener för fjärilarnas immunförsvar kan variera så mycket inom en art visar hur begränsade kunskaper vi har inom detta forskningsområde och hur viktigt det är att ha flera infallsvinklar. Flera arter måste studeras för att se om det sättet som rapsfjärilarnas immunsystem utvecklats på är ett allmänt mönster bland insekter. Det finns mycket kvar att jobba med, och det är något Naomi Keehnen inte har något emot.

– Man går förbi spännande saker som händer varje dag, pyttesmå saker som är osynliga för blotta ögat. Det är först när man tittar närmre på dem man kan upptäcka historien och dynamiken i den lilla världen.


Natursidan.se har beviljats stöd av Forskningsrådet Formas genom Erik Hanssons, Johan Linds och Marie Mattssons projekt ”Forskning om natur för alla”. Det här är en artikel inom detta projekt. Läs alla våra artiklar i serien via den här länken.