Category: Articles about science

Symposium of Molecular Evolution: In Honor of Marty Kreitman’s Scientific Career

Arnar Pálsson, 06/03/2024

It was at the Drosophila meeting in San Diego 10-14th of April 2002. I had arrived with my uncle Einar Arnason and his late wife Betty, after driving down from Passadena. In the ginormous reception ball room we snacked and drank, until Einar was bundled by a springly fellow with wired hair and manners. Marty Kreitman had arrived at the scene.

Drosophila Research Conference (drosophila-conf.org)

I had greatly admired his population genetic work, though it was the work Marty did with Misha Ludwig that particularly impressed me. The first did population genetics on the best characterized regulatory element at the time, the stripe 2 enhancer of the eve (even-skipped) gene of D. melanogaster, and then moved to functional studies, comparing the element between species. See for instance a very impressive paper on chimeras of D. melanogaster and D. pseudoobscura s2e enhancers.

Evidence for stabilizing selection in a eukaryotic enhancer element.

Ludwig MZ, Bergman C, Patel NH, Kreitman M.Nature. 2000 Feb 3;403(6769):564-7. doi: 10.1038/35000615.PMID: 10676967 

To make a long story short, serendipity helped me make Marty´s acquaintance and a year later I started a postdoc with him and Misha at the University of Chicago. There we had three fun years doing population genetics on enhancers and analyzing gene expression in embryos.

Functional evolution of a cis-regulatory module. 2005. Ludwig MZ, Palsson A, Alekseeva E, Bergman CM, Nathan J, Kreitman M. PLoS Biology. 3(4):e93. (doi:10.1371/journal.pbio.0030093 PDF)

Canalization of segmentation and its evolution in Drosophila. 2007. Lott SE, Kreitman M, Palsson A, Alekseeva E, Ludwig MZ. Proc Natl Acad Sci U S A. 104(26):10926-31. (doi: 10.1073/pnas.0701359104 PDF)

Naturally Occurring Deletions of Hunchback Binding Sites in the Even-Skipped Stripe 3+7 Enhancer. 2014. Palsson A, Wesolowska N, Reynisdóttir S, Ludwig MZ, Kreitman M. PLoS ONE 9(5): e91924. doi:10.1371/journal.pone.0091924.

In the summer of 2022 former trainees and friends of Marty arranged a nice farewell symposium for him in Chicago. Thankfully I got to participate via zoom, and see some of the great people again.

(Icelandic) Maurar Íslands

Arnar Pálsson, 12/07/2020

Sorry, this entry is only available in Icelandic.

Plastic charr at Oikos 2020

Arnar Pálsson, 12/03/2020

Sarah E. Steele presented her work in the Oikos meeting last week.

Mechanisms and axes of developmental plasticity and evolutionary divergence. Sarah Steele, Dagný Runarsdottir, Bjarni Kristjansson, Skuli Skulason, Prof Camille Leblanc, Sigridur R. Franzdottir, Zophonias Jonsson, Sigurdur Snorrason, Arnar Palsson.

Why are some species plastic and capable of rapid phenotypic diversification and polymorphism, while others are less flexible at the phenotype level and evolve more slowly? This question has puzzled geneticist and students of evolution for over a century, but new technologies have made it addressable. Here we set out to investigate the developmental and genetic basis of plasticity and polymorphism, applying experimental and molecular methods on the extremely diverse salmonid, Arctic charr (Salvelinus alpinus). Arctic charr has, in about 10,000 years following the ice age glacier retreat, invaded and adapted to diverse habitats, and in the process small benthic forms evolved in dozens of locations. Arctic charr is phenotypically very heterogeneous, to the extent that morphotypes were originally classified as distinct species, but also show high levels of phenotypic plasticity. We use a combination of genetic crosses, geometric morphometrics and next generation sequencing to characterize the plastic response to benthic or limnetic food. We compared wild stocks and their hybrids, reared in the laboratory, after hatching and while the juveniles are taking food. The results illuminate how we understand of the relationship of ecologically induced developmental plasticity and evolution of ecological specializations.

 

Marion Dellinger also presented data on behavioral phenotypes of the fishes from this experiment.

Tell me how you eat, I'll tell you who you are: how does feeding modalities affect personality distribution in the Arctic charr (Salvelinus alpinus)?

(Icelandic) Ný grein um bleikjuafbrigðin í Þingvallavatni

Arnar Pálsson, 24/09/2019

Icelandic press about the paper on differentiation between the sympatric morphs in Lake Thingvallavatn.

Útdauði tegunda og blinda okkar á hægar breytingar

Arnar Pálsson, 11/03/2019

Útdauði dýra er raunverulegt vandamál og hann getur haft alvarlegar afleiðingar.

Ástæður útdauða eru margvíslegar, ofveiðar, eyðing búsvæða, landnýting, mengun frá t.d. landbúnaði og iðnaði, og vitanlega loftslagsbreytingar.

Í fyrri viku bárust tíðindi af því að fyrsta spendýrið hafi dáið út augljóslega af völdum loftslagsbreytinga.

Tegund sem kallaðist Bramble Cay melomys, var mús sem bjó á lítilli Ástralskri eyju. Hún lifði á litlu rifi milli Ástralíu og Papúa nýju gíneu.

Hækkandi sjávarstaða vegna loftslagbreytinga eyddi búsvæðum á eyjunni. Vitað var um afdrif hennar, vegna þess að hún hafði verið rannsökuð og bjó á lítilli eyju (og vegna þess að hún var sæt mús). Fyrir hverja eina slíka tegund sem við missum, er hætt við að við missum tugi, hundruði, þúsundir annara, ekki jafn vel þekktra eða minna heillandi, vegna loftslagsbreytinga.

Endurfundur skjaldbökunnar

Á svipuðum tíma bárust fréttir af því að skjaldbaka sem talin var útdauð fannst aftur. Skjaldbakan Chelonoidis phantasticus (Kelenædis fantastíkus með íslenskri latínu), býr á Fernandina eyjunni í Galápagoseyjaklasanum. Síðast sást til tegundarinnar fyrir 110 árum, og talið var að hún væri útdauð í kjölfar eldgos. En náttúrufræðingar höfðu fundið margvíslegar vísbendingar um tilvist skjaldböku á eyjunni, m.a. grunsamlegan saur. Með samstilltu stórátaki fannst ein skjaldbaka tegundarinnar. Ljóst er að þó eitt eintak hafi fundist og tegundin ekki formlega útdauð, eru ekki margir einstaklingar eftir.

Blessunarlega eru ennþá óspillt svæði á jörðinni, m.a. á Galapagos eyjum, með stóra þjóðgarða þar sem dýr og aðrar lífverur hafa athvarf. Þau athvörf eru samt of fá, lítil og fer fækkandi.

Hrun skordýra

Nokkrar nýlegar rannsóknir hafa afhjúpað hnignun stofna skordýra. Rannsóknir á skordýrum eru mun erfiðari en á stærri dýrum og gögnin sem fyrir liggja gloppóttari. Samt er augljóst að stofnar skordýra hafa látið á sjá, eins og þekkist e.t.v. best á ástandi býflugnastofna í Evrópu og norður Ameríku. Fréttir um skordýrahrunið voru kannski aðeins of dramatískar, en þær vörpuðu a.m.k. ljósi á vanræktan risa. Skordýr eru ákaflega mikilvæg, í vistkerfum og fyrir landbúnað, en veruleikinn er sá að við þekkjum þau fáranlega illa. Skordýr tilheyra liðdýrum, sem eru 80% af öllum þekktum tegundum dýra. Til að mynda hefur um 900.000 skordýrategundum verið lýst. Talið er að heildarfjöldi tegunda skordýra sé eitthvað í kringum 30 milljónir. Til samanburðar eru bara þekktar um 6500 spendyrategundir. Ólíklegt er að margar tegundir spendýra séu ófundnar.

Spurt var, getur erfðafræðin hjálpað okkur við að bjarga tegundum frá útdauða?

Þrennt hefur verið nefnt. Notkun erfðagreiningar til að skilja fjölbreytileika tegunda og stofna, notun erfðaupplýsinga til að stýra æxlunum tegunda í útrýmingarhættu (til að forðast innæxlun eins og í dýragörðum), eða nota sameindaerfðafræði og frumulíffræði til að klóna tegundir eða erfðabreyta núlifandi tegundum þannig að þær líkist útdauðum (t.d. fíl í loðfíl).

Fyrri nálganirnar tvær er auðveldar í framkvæmd og mikið notaðar, hin síðastnefnda er nær því að vera vísindaskáldskapur en veruleiki. Erfðatæknin mun ekki gagnast, þrátt fyrir yfirlýsingar sumra vísindamanna, til að bjarga tegundum frá í útrýmingarhættu. Sannarlega hafa nokkrar tegundir verið klónaðar, svo sem kindur, kýr og skyldar tegundir, en einnig nokkrar aðrar. Heilmikið og kostnaðarsamt þróunarstarf er nauðsynlegt til að geta klónað einstaklinga ákveðinnar tegundar. Þannig að fyrir hverja eina tegund sem við myndum vilja klóna og bjarga á þann hátt yrðum við að leggja í mikinn startkostnað. Og alls er óvíst að klónunin heppnis. Ekki hefur tekist að klóna öll dýr sem reynt hefur verið. Dollý var t.d. afurð tilraunar 277, með klónun á kindum.

Ekki er verjandi að eyða meiri fjármunum í að búa til einn klónaðan nashyrning - en þyrfti til að halda uppi og vernda mörgþúsund ferkílómetra þjóðgarði í langan tíma.

Mikilvægust eru orsakir þess að dýr og aðrar lífverur eru í útrýmingarhættu, þ.e. gjörðir mannana. Eyðing búsvæða vegur þar mest. Ef við klónum fullt af dýrum, en setjum þau síðan í agnarsmáa þjóðgarða eða læsum inni í dýragarði, þá höfum við ekki bjargað málunum. Við höfum í besta falli afvegaleitt sjálf okkur, og frestað því að takast á við rót vandans.

Okkar mesti galli - blinda á hægar breytingar

Við manneskjurnar erum léleg í því að mæla hægfara breytingar, á náttúrunni og öðrum hlutum. Enska hugtakið sem lýsir þessum galla okkar er Shifting baseline syndrome, sem þýða mætti sem viðmiðið hreyfist heilkennið.

Frægt dæmi er af sportveiðum. Hvert einasta ár er haldin sportveiði, og einhver fiskur er stærstur og fólki finnst hann risatór. En ef bornir eru saman stærstu fiskana yfir langt tímabil, t.d. frá 1910 til 2010, sést að þeir fara sífellt minnkandi. Fólk skynjar þetta ekki, því viðmiðið færist á hverju ári.

Það sama á við um allt mat okkar á ástandi náttúrunnar (og mögulega þáttum í samfélaginu). Í Evrópu og Ameríku hefur skordýrum fækkað vegna eyðingu búsvæða, ræktarland kemur í stað villtrar náttúru, og húsahverfi í stað akra, með þeim afleiðingum að yfir ár og áratugi fækkar skordýrunum.

Þetta birtist um alla jörð, í mörgum þáttum umhverfis, og orsakirnar eru yfirleitt mennskar. Breytingar eru á loftslagi, vegna þess að við keyrum bíla, kaupum drasl og fljúgum til útlanda oft á ári! Ef við viljum bjarga sjálfum okkur, börnum okkar og lífinu á jörðinni í leiðinni, þá þurfum við að breyta hegðan okkar. Og þrýsta á stjórnvöld að taka til aðgerða. Við eigum ekki að mótmæla þegar grænir skattar eru settir á eldsneyti til að auðveld orkuskipt, eða flugfargjöld hækka til að draga úr loftslagsbreytingum! Hugsa um langtímahag ekki skammtímavellíðan.

Pistillinn var ritaður eftir samræður við Morgunútvarpsfólk á Rás 2 þann 22. febrúar 2019 (Útrýmingarhætta) og birtist fyrst á apalsson.blog.is (Útdauði tegunda og blinda okkar á hægar breytingar)

Ítarefni:

. CNN 21. febrúar 2019. Australian mammal becomes first to go extinct due to climate change. https://edition.cnn.com/2019/02/20/australia/mammal-climate-change-extinction-intl-trnd/index.html

Giant tortoise believed extinct for 100 years found in Galápagos – The guardian 21. feb 2019.

Smithsonian, fjöldi skordýra.

Ed Young 19. feb. 2019. The atlantic Is the Insect Apocalypse Really Upon Us?

By Brooke Jarvis, 27. nóv. 2018 The Insect Apocalypse Is Here.

Session on bioethics at NeIC 2017

Arnar Pálsson, 09/05/2017

For the past 4 years I have served on the Nordic committee for bioethics. The committee operates under the umbrella of Nordforsk, and its mandate is to foster discussion and debate about bioethical questions and topics of relevance to the nordic countries.

Later this month will the committee host a workshop at the NeIC (Nordic electronic infrastructure collaboration) conference in Umea (May 29-June 1). The topics of the workshop are:

"New technologies enable the accumulation of large amounts of genetic data, biometric data, health records and socio-economic data about individuals. These data are increasingly being gathered and mined by companies for research and commercial purposes. The proper handling, security and use of such data is important to protect individuals while enabling the use of the data for the benefits of society, research or business. This workshop aims to investigate key ethical and societal issues concerning the large-scale collection, storage and sharing of data about individuals."

Full schedule of talks is available at the website of the conference.

Bioethics of Databanks and Datasharing

(Icelandic) Afneitun loftslagsvandans

Arnar Pálsson, 08/02/2017

Sorry, this entry is only available in Icelandic.

(Icelandic) Mun norskt genaregn eyðileggja íslenska laxinn?

Arnar Pálsson, 16/01/2017

Sorry, this entry is only available in Icelandic.

The University of Iceland individual evaluation system

Arnar Pálsson, 09/11/2016

In this summary I would like to raise a few objections about the evaluation system that has been in use at the University of Iceland for a few decades now. The objections fall into four main categories. First are concerns about the role and output of Universities. Second is the problem of trying to measure the unmeasureable. Third is the increased corporatization of western universities and the fourth concerns the specifics of the Icelandic evaluation system. My conclusion is that the evaluation system used at the University of Iceland is fundamentally broken, should be disbanded and a new structure put in place to evaluate the performance of the teachers/researchers at the University.

I. Roles of Universities.

First I would like to highlight the roles of Universities in the modern age. Scholars, like our former rector Pall Skulason, have categorized three major roles for Universities. Skulason identifies the French (Napoleonic) university, a utilitarian institution aimed at serving the nation, solving problems at hand (concerning health, agriculture, industry, army) – often with top down administration, the German (Humboltian) university which is concerned with gathering knowledge for its own sake – letting basic research run free so to speak – obviously with the scholars them selves in charge of administration, and the English (Newtonian) university, aimed at providing the government with skilled personel to run an empire (administrators, officers, priests, lawyers, bankers etc) – the board of these universities obviously respond to the needs of governments.

Continue reading 'The University of Iceland individual evaluation system'»

(Icelandic) Leyndardómar gena, baktería og uppruna lífs

Arnar Pálsson, 22/04/2016

Sorry, this entry is only available in Icelandic.