Genetiske fremskritt: Overvåking av ikoniske dyrearter i Nord-Europa

God forvaltning av ville dyr og tamrein krever inngående kunnskap om dyrenes atferd, kosthold, helse og reproduksjon. Det kan imidlertid være vanskelig å samle inn data for å oppnå denne kunnskapen, spesielt i områder der dyrene krysser landegrenser som en del av sitt naturlige bevegelsesmønster.

Nord-Norge, som grenser til Russland, Finland og Sverige, står overfor denne utfordringen. For å forhindre sykdomsspredning over landegrensene og ivareta god dyrehelse for både ville og tamme dyr, er kontinuerlig overvåking viktig.  

Cornelya Klutsch er forsker ved NIBIO Svanhovd. Hun jobber med internasjonale utfordringer knyttet til bevaring av naturressurser i arktiske og subarktiske områder. Dette innebærer blant annet å utføre populasjonsgenetiske og rettsmedisinske analyser av store rovdyr og ferskvannsarter.

Hun sier at overvåkingen av ville dyrebestander i stor grad er avhengig av arbeidskrevende metoder, som involverer merking av dyr med radioutstyr og deretter gjenfangst for videre prøvetaking. Innsikt i dyrenes kosthold og helse stammer ofte fra prøvetaking av levende dyr under fangst eller fra obduksjoner av døde dyr.

– Disse metodene er både dyre og tidkrevende. Derfor blir de i stadig større grad supplert med molekylær-genetiske metoder, sier Klutsch.

– Genetiske analyser gjør det mulig å identifisere individer og vurdere helsen og spisevanene deres på en måte som ikke er inngripende, ved for eksempel å studere DNA fra hårprøver og avføring.

Metoder basert på denne typen genetisk sporing, spesielt ved bruk av avføring, har i stor grad endret overvåkingen av store kjøttetende dyrebestander i Nord-Europa de siste 15 årene. Avføringsprøver samlet inn i felt inneholder ikke bare dyrets DNA, men også genetisk informasjon om dyrets kosthold, parasitter, smittestoffer og tarmbakterier.

Raskere og mer effektive analyser

Metoder basert på såkalt massiv parallell sekvensering (HTS) blir i økende grad brukt til å lese og forstå genetisk informasjon fra dyr. I stedet for å undersøke bare én eller noen få gener om gangen, tillater HTS forskere å lese og analysere store mengder genetisk materiale, som et helt genom, raskt og effektivt.

– Det er som å ta et gigantisk øyeblikksbilde av DNA-et til et dyr. Bildet gir oss informasjon om store deler av dyrets genetiske sammensetning, og hjelper oss forstå mer om dyrets egenskaper, samt eventuelle sykdommer og forhold mellom ulike arter, forklarer Klutsch.

I prosjektet RemoTnitor ser forskere fra NIBIO Svanhovd og tre andre norske institusjoner, nå på hvordan man kan bruke HTS til overvåking av ville dyr.

– For å bruke HTS-baserte metoder til å forstå sammenhengen mellom kosthold og helse med utgangspunkt i et stort antall avføringsprøver, må vi først utvikle det vi kaller GT-seq genotypesett, sier hun.

– Dette er sett med genetiske markører - litt som veiskilt eller et genetisk fingeravtrykk, som vi kan bruke til å identifisere og skille mellom enkeltdyr basert på spesifikke deler av deres DNA.

De genetiske markørene hjelper forskerne å finne forskjeller mellom individer eller grupper av dyr ved å se på visse deler av dyrets DNA. Genotypesettene er tilpasset for å studere spesifikke dyr som reinsdyr, elg eller bjørner, og gjør det enklere å studere deres genetiske informasjon.

– Ved å utvikle kostnadseffektive og kraftige genotypesett for de forskjellige artene, kan vi bruke dem til å analysere tusenvis av innsamlede prøver hvert år. Dette er helt essensielt for å kunne trekke konklusjoner på individnivå innenfor arter med store populasjoner, sier Klutsch.

Tidlig varsling av nye sykdommer

Molekylærgenetiske metoder handler ikke bare om å identifisere individer. De kan også avdekke forhold knyttet til kosthold, sykdommer, parasitter, genetisk mangfold og graden av innavl. Ved å bruke metodene kontinuerlig over tid henter forskerne ut informasjon som kan være til nytte for dyrenes velferd, forvaltningen og forskningen.

– Avføringsprøver har vist seg å være uvurderlige kilder til informasjon. De inneholder ikke bare dyrets eget DNA, men også DNA fra det dyrene spiser, det være seg planter eller andre dyr, sier Galina Gusarova, forsker ved Norges arktiske universitetsmuseum i Tromsø.

– Denne gullgruven av genetisk informasjon gjør at vi både kan forstå dyrene og hvordan de samhandler med miljøet de er en del av.

Seniorforsker ved Veterinærinstituttet, Ingebjørg Helena Nymo, påpeker at grensekryssende dyr kan forårsake spredning av smittestoffer mellom land. Klimaendringer kan også bidra til at sykdommer sprer seg til områder der de kanskje ikke har forekommet før.

– Etter hvert som klimaet endrer seg, vil vi kanskje se at forholdet mellom verten og den sykdomsfremkallende organismen endrer seg. Nye sykdommer kan dessuten spre seg nordover fra sørligere regioner, sier hun.

– De molekylær-genetiske metodene vi utvikler nå vil kunne fungere som tidlige varslingssystemer for nye sykdommer. Blant annet kan denne typen informasjon være nyttig for utviklingen og iverksettingen av tiltak for å redusere sykdomsspredningen mellom dyr.

Folkeforskning er avgjørende

For at en tilnærming basert på omfattende genetisk overvåking skal fungere, er det avgjørende å bygge nettverk og samarbeide på tvers av sektorer, reindriftsnæringen og elgjegere inkludert.

Tommi Nyman, prosjektleder for RemoTnitor og forsker ved NIBIO Svanhovd, sier at det er gjort forsøk på å nå ut til disse gruppene for å skaffe flere prøver av avføring og vev.

– Å samle inn prøver fra ulike områder der det finnes rein og elg er avgjørende for å utvikle og teste metodene videre. Dette bidrar dessuten til etableringen av en langsiktig biobank," sier han.

NIBIO har hatt suksess med denne tilnærmingen når det gjelder innsamling av prøver fra avføring og hår fra brunbjørn, som jevnlig blir sendt inn av både jegere og andre. Takket være omfattende samarbeid består databasen ved NIBIO Svanhovds DNA-laboratorium nå av mer enn 16 000 prøver fra mer enn 3 500 bjørner fra blant annet Norge, Sverige, Finland, Russland, Canada og USA.

– Vi håper å oppnå det samme med reinsdyr og elg. Hvis vi lykkes, vil det være et betydelig fremskritt i hvordan vi forstår, beskytter og opprettholder disse tre økonomisk og kulturelt viktige store pattedyrartene i Norge, sier Nyman.

– Det kan også tjene som en god demonstrasjon av hvordan genetikk kan endre måten vi tar vare på og forvalter dyrene og naturressursene våre.