Naturvårdsgenetik

Många sentida naturvårdsarbeten har haft en genetisk tyngdpunkt och ström- men av genetiska studier på nordiska organismer har ökat markant den senaste tiden. Detta beror dels på att många olika frågor potentiellt kan besvaras (taxonomiska, biogeografiska, naturvårdsbiologiska) men också på att de tekniker som används (DNA-sekvensering etc) har blivit billigare och effektivare. Naturvårdsgenetiken är i dag, internationellt sett, en av huvud- strömmarna inom naturvården och det kommer numera ut tjocka läroböcker i ämnet (Frankham m fl 2002). Korta genomgångar, på svenska, av olika metoder och problemställningar finns i Svensson (1987) och Larsson (1991). En bra genomgång av icke-jämviktsteorier inom genetiken finns hos Ingvars- son (1997).

Den genetiska forskningen är numera mycket bred och har lite olika utgångspunkter. Man kan grovt dela in forskningen i tre olika grenar där

“genetisk hot“ som hänger samman med deras begränsade individantal. Svenska studier med denna inriktning har gjorts för exempelvis ärtvicker

Vicia pisiformis (Black-Samuelsson & Lascoux 1999), luktvädd Scabiosa canescens (Waldmann 2000), luktsporre Gymnadenia odoratissima (Gustafs-

son & Sjögren-Gulve 2002) och spåtistel Carlina vulgaris (Jakobsson 2003). En sammanfattning av de negativa processer som man studerar här och som har stor betydelse inom naturvården är:

• Förlust av additiv genetisk variation. Små populationer kan förlora så mycket av sin variation att de förlorar sin evolutionära potential. För att minst en mutation ska uppstå i varje generation krävs enligt vissa teore- tiska beräkningar mellan 50 000 till 500 000 individer (Svenson 1996 sid 104).

• Inavelsdepression.

• Negativa effekter av hybridisering (inklusive outbreeding depressions). • Domestiseringprocesser av infångade och burade populationer.

Den populationsgenetiska forskningens stora fördelar är de teoretiskt väl underbyggda principerna (Hardy-Weinbergs jämviktsmodell). Nackdelarna framträder senare när det visar sig att långsiktiga förändringar är underkasta- de en stor variation som ligger utanför dessa teorier och att de flesta popula- tioner befinner sig i s k icke-jämviktstillstånd som blir mer komplicerade att studera (Holzinger & Vitt 1997, Lande 1988 och Frankham m fl 2002).

Många av de förutsägelser och slutsatser som har dragits ur dessa teorier visar sig därför ofta innehålla allvarliga brister. Se t ex Caughleys (1994) dis- kussioner om sumatranoshörningen och geparden. På svensk mark finns andra goda exempel där bäver och kanadagås uppvisar en god vitalitet trots att de har genomgått en bottleneck (det vill säga en period med mycket få invider och förlust av genetisk mångfald) och där individerna dessutom var nära släktingar. Den gamla 50/500-regeln, som säger att det behövs 500 indi- vider av en art för att en population ska kunna vara långsiktigt stabil och mer än 50 för att undvika inavelsdepression, har nyligen fått en kritisk genom- gång (Reed m fl 2003) där man utförde MVP-analyser på 102 olika ryggrads- djur. I studien kunde man konstatera att man vid kortsiktiga studier regelbun- det underskattar den normala variationen hos demografiska och miljömässi-

ga parametrar. För en långsiktig överlevnad (99 procent chans att överleva 40

generationer) krävdes enligt denna undersökning en minsta population av ca 7 000 individer.

En annan gren studerar främst den genetiska strukturen genom att på olika sätt jämföra olika geografiskt avgränsade populationer inom en art. En vanlig frågeställning som man har försökt att besvara i denna forskningsgren är huruvida marginella populationer har en mindre genetisk mångfald jäm- fört med de mer centrala (därför att de perifera har startat från ett fåtal indi- vider - en s k founder effect). När man jämför den genetiska inompopula- tionsnivån mellan nedisade och icke-nedisade områden i Europa har man kunnat konstatera att detta faktiskt är fallet och mönstret finns hos t ex has- sel, bok, trastsångare och allémossa (Demesure m fl 1996, Cronberg 2000 och Persson 2002, Hansson 2003, Palmé & Vendramin 2002, men se även

Schiemann 2002 och Tyler 2002). Det finns i dag publicerade arbeten om den genetiska strukturen hos svenska/nordiska populationer av exempelvis pseu- doskorpioner, myror, barkborrar, vanlig svampsvartbagge, rödhalsad svart- bagge, vedsvampar, kärlväxter, fåglar och däggdjur och nya arbeten tillkom- mer hela tiden. Dessa arbeten hjälper till att hitta för naturvården intressanta delpopulationer, att särskilja gamla spontana populationer från sentida nye- tableringar, att särskilja populationer med olika invandringsvägar, att beskri- va populationernas taxonomiska status och ålder men kan också indirekt ge upplysningar om olika arters spridningsförmåga och långsiktiga trender vad avser deras genetiska variation (Lönn & Prentice 1990, Prentice 1992, Lönn & Prentice 1995, Runyeon & Prentice 1996, Runyeon 1997, Nilsson & Jor- de 1998, Pedersen 1998, Prentice & White 1988, Reinhammar 1988, Rein- hammar & Hedren 1998, Rosquist 1999, Gustafsson & Sjögren-Gulve 2002, Edman 2003 och Hansson 2003). I dagsläget är det känt att flera geografiska områden i Sverige – Gotland, Öland, fjällområdena och landhöjningskuster- na längs Bottenviken – har unika genetiska bevarandevärden ur såväl ett nationellt som internationellt perspektiv (Jacobson 2003).

En tredje gren försöker att bevara gener eller genstrukturer genom att med olika metoder manipulera arvsmassan i individer eller populationer. Man kan nu klona fram fler exemplar av ytterst sällsynta däggdjur genom att använda närstående arter som fosterföräldrar och bevara genetisk mångfald som nedfrysta vävnadsprov. Denna naturvårdsgenetik arbetar dock i en värld befolkad enbart av paranta däggdjur och dessa avancerade tekniker kan inte allmänt användas inom det praktiska områdeskyddet. Exempel på mer prak- tiska naturvårdstillämpningar har varit utformandet av avelsprogram för små populationer som hålls i fångenskap och framförallt studier av populationers rumsliga struktur och spridningbiologi med olika genetiska markörer.

SAMMANFATTNING / SLUTSATSER

Genetiska metoder kan användas för att belysa en lång rad frågeställ- ningar och problem av central betydelse för naturvård, taxonomi, bio- geografi och inom den evolutionära ekologin. Populationsgeniska teorier applicerade inom naturvården har dock i flera fall visat sig bli problema- tiska.

Tolkningen av hur den genetiska variationen beter sig över tiden hos sällsynta arter blir ofta tveksamma, dels därför att slumpen får en alltför stor betydelse i riktigt små populationer och dels därför att de flesta populationsgenetiska modellerna underförstått bygger på system som är i jämvikt, vilket de sällan är. För en långsiktig överlevnad krävs t ex troli- gen en minimal population av långt fler individer än vad de popula- tionsgenetiska modellerna förutspår.

Många arter har en mindre genetisk variation i Sverige jämfört med mer sydliga populationer av samma art i icke-nedisade områden. Många svenska populationer har däremot under den postglaciala tidsperioden

De naturvårdsgenetiska råden till naturvården blir därför:

• Att fåtaliga populationer är långt mer utsatta än vad enkla popula- tionsgenetiska modeller ger vid handen.

• Den genetiska variationen är ingen bra värdemätare på en populations vitalitet dels därför att de flesta populationen befinner sig i ett tillstånd av icke-jämvikt men också därför att låg genetisk variation ibland är förenad med vitalitet (t ex bäver, kandagås).

• Randpopulationer bör uppmärksammas därför att viktiga artbild- ningsprocesser ofta äger rum just i dessa små, avvikande populationer. • Regionala skillnader i den genetiska uppsättningen hos olika arter är

ofta betydande och våra nordiska randpopulationer representerar ofta unika delar av den biologiska mångfalden. Detta är ett argument för att tillfullo bevara den biologiska mångfalden både i den sydsvenska lövskogen och i den nordiska taigan!

• Vid avelsarbete, eller burhållning/odling inleds alltid en domesticer- ingsprocess som kan vara till stor nackdel i naturvårdsarbetet. Artbe- varande bör därför främst skyddas genom att värna vildlevande popu- lationer.