Kerstin Johannesson: Snäckorna lär mig om genetik och evolution

När Kerstin Johannesson var femton år köpte hennes föräldrar ett sommarhus på Tjärnö utanför Strömstad i norra Bohuslän. Huset låg granne med en marinzoologisk fältstation som tillhörde Göteborgs universitet. Ett redan tidigare tänt intresse för havet växte, och trots att studievägledaren försökte leda in henne på frisöryrket blev det biologistudier på Göteborgs universitet. I dag är Kerstin Johannesson professor i marin ekologi – och föreståndare för den där fältstationen.

– Mitt intresse för evolution började med ett mastersarbete där jag skulle göra en beskrivning av två arter av strandsnäckor. Men ganska snart förstod jag att dessa snäckor fortfarande hade genutbyte med varandra och inte var olika arter, berättar Kerstin Johannesson.

Ekotyperna vågsnäcka och krabbsnäcka

Arterna var i själva verket två lokalt anpassade ekotyper, det vill säga två̊ varianter av samma art som var för sig har utvecklat ärftliga egenskaper som gör dem "skräddarsydda" att leva i en viss miljö. I det här fallet ekotypen vågsnäcka, som lever i områden med starka vågrörelser, och ekotypen krabbsnäcka, som lever i områden där det finns strandkrabbor. De olika livsmiljöerna ställer snäckorna inför olika utmaningar; i det första fallet stora vågkrafter och i det andra fallet hungriga krabbor med starka klor.  

Bild

– Redan Darwin konstaterade att artbildning är en process som sker stegvis, och ett första steg är att ärftliga olikheter etableras och att det bildas ekotyper. Det är därför det är så intressant att studera ekotyper – de kan vara mitt inne i en artbildningsprocess, förklarar Kerstin Johannesson.

Artbildning ansågs länge vara en följd av storskaliga geologiska processer som skett under mycket lång tid, som när bergskedjor bildas eller två havsområden skiljs från varandra. Denna process kan leda till att arter splittras upp i bestånd som isoleras fysiskt från varandra. När arvsanlagen från två bestånd inte längre blandas blir de med tiden mer och mer olika varandra. Efter några miljoner år har bestånden förändrats så mycket att de inte längre kan reproducera sig med varandra: nya arter har bildats.

Artbildning är mysteriernas mysterium

Kerstins forskning visar att den här uppdelningen kan ske betydligt snabbare, på bara några tusentals år, och utan att fysiska barriärer skiljer bestånden åt.

– I dag har vi många exempel på att arter kan bildas utan isolering. Det reser frågor om hur reproduktionsbarriärer kan utvecklas trots att genutbyte pågår, något som borde motverka att olikheter etableras. Darwin kallade ju artbildningen för mysteriernas mysterium, och att en så viktig process fortfarande är så oklar är väldigt spännande.

Bild

Ofta kommer nya forskningsresultat lite pö om pö, men så finns det tillfällen då forskaren upptäcker något alldeles särskilt. Så var det när Kerstin Johannesson tillsammans med några kolleger hittade de första tecknen på så kallade inversioner i strandsnäckornas gener. Inversioner är en slags mutationer där bitar av en kromosom har vänt sig 180 grader så att en dna-sekvens hamnar i bakvänd ordning. Allt mer forskning tyder nu på att inversioner kan ha stor betydelse för arters uppdelning i lokalt anpassade bestånd och för artbildning.

– Vi hade redan för tjugo år sedan misstankar om en inversion i en annan art av strandsnäcka, men nu hittade vi flera stycken och dessa är jätteintressanta för de vänder upp och ned på mycket av traditionella regler och mönster för hur anpassning sker genetiskt. I dag hittar man inversioner i en hel massa arter och de verkar vara jätteviktiga. Men när vi kunde verifiera våra första inversioner hade den “inversionsvåg” som sveper över forskningsvärlden ännu inte satt igång, berättar Kerstin Johannesson.

Fann ovanlig variant av blåstång

En annan höjdpunkt i karriären var när Kerstin Johannesson och hennes kolleger för första gången analyserade genetiken hos blåstång från Bottenhavet.

Bild

– Vi såg direkt att det vi hittat var inte vanliga sexuella individer. Alla tillhörde en jättestor vegetativ klon som vi nu vet har sin utbredning från Öregrund till strax söder om Umeå och även över på finska sidan.

– Denna superklon är fortfarande något som fascinerar mig. Den består av miljontals tångplantor men vi vet inte riktigt varför den finns och den tycks inte ha sin motsvarighet någon annanstans.

Östersjöns biologiska mångfald, och hur marina arter som blåstång och torsk lyckats anpassa sig till dess speciella miljö, är ett område som länge intresserat Kerstin Johannesson. Hon har lett flera forskningsprojekt som handlar om detta och skrivit många forskningsartiklar i frågan.

Vill bidra till bättre havsmiljö

År 2020 tilldelades Kerstin Johannesson Naturvetenskapliga fakultetens Synergipris för sina insatser med att sprida kunskap utanför universitetet. Något som varit självklart under hela hennes forskarkarriär, om det så handlar om att göra barnprogram för teve, utbilda yrkesfiskare i marinbiologi eller som rådgivare till Sveriges regering.

– Genom min forskning lär jag mig hur naturen fungerar och kan tillämpa mina kunskaper mycket bredare. Och det spelar egentligen inte någon roll att det är snäckor som lärt mig det jag kan om genetik och evolution. Dessa kunskaper kan jag tillämpa på vilka arter som helst.

Bild

Att forskningen ska bidra till en bättre havsmiljö är självklart, tycker Kerstin Johannesson. För att kunna förvalta våra hav är det avgörande att förstå vad genetisk variation och genetisk biodiversitet inom arter betyder, poängterar hon.

– Just nu arbetar jag och en kollega med ett pilotprojekt som handlar om att sätta igång övervakning av genetisk mångfald i marina och limniska miljöer. Extra kul är att Sverige verkar vara ett av de första länderna i världen som tagit ett sånt här initiativ.

Spännande forskningsfält fortsätter att locka

Kerstin Johannesson har en lång karriär bakom sig. Hela tiden har hon varit Tjärnö och strandsnäckorna trogen. Och trots att hon har uppnått pensionsålder finns inga planer på att sluta forska.

– Med de tekniska hjälpmedel vi har i dag, främst dna-sekvensering men även avancerad modellering, går forskningen mycket fort. Eftersom jag började innan sekvensering ens var ett ord, har jag kunnat följa hur mycket lättare det blivit att jobba med de frågeställningar som funnits inom evolutionsbiologin under lång tid. Det är verkligen spännande att vara del av detta forskningsfält just nu.

Bild

Text: Susanne Liljenström