Mun norskt genaregn eyðileggja íslenska laxinn?

Greinin var birt í Fréttablaðinu og á vefnum visir.is 9. janúar síðastliðinn.

Í fyrra voru framleidd um 8.000 tonn af eldislaxi hérlendis. Hugmyndir eru um margfalda framleiðsluaukningu, í 60.000 til 90.000 tonn á ári. Til samanburðar er um helmingur eldislax á heimsvísu (um 1,3 milljónir tonna) framleiddur á hverju ári í Noregi. Eðlilegt er að horfa til reynslu Norðmanna og kanna hvort og hvernig byggja má upp laxeldi hérlendis, því fjárhagslegur ávinningur virðist umtalsverður. Ég tel mikilvægt að skoða einnig umhverfisáhrif eldis. Norðmenn komust fljótt að því að laxeldi hefur neikvæð umhverfisáhrif, og ber þar helst að nefna mengun umhverfis, laxalús og erfðamengun. Hið síðastnefnda er til umræðu hér. Villtum laxastofnum hefur hnignað á síðustu öld, vegna áhrifa ofangreindra þátta og annarra. Töluvert hefur áunnist í að draga úr áhrifum sumra þessara þátta, en erfðamengun er mun erfiðari viðfangs.

Norskur eldislax er ræktaður stofn, með aðra erfðasamsetningu en villtur lax. Með kynbótum í fjölda kynslóða var valið fyrir eiginleikum sem gera hann heppilegan í eldi, t.d. stærð, kynþroska og vaxtarhraða. Á Íslandi hófust kynbætur á laxi á síðustu öld, en þeim var hætt þegar ljóst var að norski laxinn óx mun hraðar og betur. Allur eldislax hérlendis er norskur að uppruna.

Kynbætur breyta erfðasamsetningu tegunda. Ákveðin gen, sem eru fátíð í villtum laxi, jukust í tíðni við ræktun eldislaxins. Því er hann erfðafræðilega frábrugðinn villtum stofnum í Noregi og á Íslandi. Norskir erfðafræðingar skoðuðu í fyrra erfðabreytileika í 4.500 genum í villtum laxi og eldislaxi. Út frá þessum upplýsingum mátu þeir erfðamengun í villtum stofnum. Rannsóknin náði til rúmlega 20.000 fiska í 125 ám, frá Suður-Noregi til Finnmerkur. Þeir fundu ákveðnar erfðasamsætur sem einkenna eldislax og athuguðu hvort þær mætti finna í villtum laxastofnum og hversu algengar þær væru. Þannig var hægt að meta erfðablöndun í hverjum villtum stofni, á skalanum 0 til 100 prósent.

Niðurstöðurnar eru skýrar. Einungis þriðjungur stofnanna (44 af 125) var laus við erfðamengun. Annar þriðjungur stofnanna (41) bar væg merki erfðablöndunar, þ.e. innan við 4% erfðamengun, og þriðji parturinn (40) sýndi mikla erfðablöndun (þ.e. yfir 4%).

Sláandi er að 31 stofn var með 10% erfðamengun eða meiri. Flestir menguðustu stofnanir voru á vesturströndinni þar sem flestar fiskeldisstöðvar eru. Mikið mengaðir stofnar fundust einnig syðst og nyrst í Noregi. Vísindamennirnir reyndu ekki að meta áhrif erfðamengunar á lífvænleika stofnanna, en aðrar rannsóknir benda til þess að þau séu neikvæð. Ástæðan er sú að villtir stofnar sýna margháttaða aðlögun að umhverfi sínu, í tilfelli laxa bæði að ferskvatni og sjógöngu. Eldisdýr eru valin fyrir ákveðna eiginleika, og viðbúið að þau standi sig illa í villtri náttúru (hvernig spjara alisvín sig í Heiðmörk?). Eldislaxar hafa minni hæfni í straumvatni eða sjógöngu. Sama má segja um afkvæmi sem þeir eignast með villtum fiski.

Erfðamengun byggist á genaflæði á milli hópa. Genaflæði er eðlilegur hluti af stofnerfðafræði villtra tegunda, en þegar genaflæði er frá ræktuðu afbrigði í villta tegund er hætta á ferðum. Hættan er sérstaklega mikil þegar ræktaði stofninn er miklu stærri en sá villti. Það er einmitt tilfellið í Noregi. Þar er um 2.000 sinnum meira af laxi í eldisstöðvum en í villtum ám. Þótt ólíklegt sé að eldisfiskur sleppi, eru stöðvarnar það margar að strokufiskar eru hlutfallslega margir miðað við villta laxa. Meðalfjöldi strokulaxa sem veiddir eru í norskum ám er um 380.000 á ári. Ef stór hluti hrygnandi fisks í á er eldisfiskur, er hætt við að erfðafræðilegur styrkur staðbundna stofnsins minnki.

Er hætta á að genamengun frá norskum eldisfiski spilli íslenskum laxi? Því miður er hættan umtalsverð. Villtir íslenskir og norskir laxar eru ekki eins, því að a.m.k. 10.000 ár eru síðan sameiginlegur forfaðir þeirra nam straumvötn sem opnuðust að lokinni ísöldinni. Munurinn endurspeglar að einhverju leyti sögu stofnanna og ólíka aðlögun að norskum og íslenskum ám. Eldislaxinn er lagaður að norskum aðstæðum og eldi, og hætt er við að blendingar hans og íslenskra fiska hafi minni hæfni við íslenskar aðstæður.

Í ljósi víðtækra hugmynda um aukið laxeldi, t.d. á Vestfjörðum, er eðlilegt að kalla eftir varúð og vandaðri vísindalegri úttekt á hættunni á erfðablöndun, ekki bara á innfjörðum heldur einnig á Vestur- og Norðurlandi. Öruggasta eldið er í lokuðum kerfum, sem eru að ryðja sér til rúms erlendis, og mun auðvelda fiskeldisfyrirtækjum að fá vottun fyrir umhverfisvæna framleiðslu.

Svarað fyrir vísindavef Háskóla Íslands. Í heild hljóðaði spurningin til vísindavefsins svona:

Til að svara spurningunni þurfum við að kynna nokkrar staðreyndir. Sú fyrsta er náttúrulegt val sem er, ásamt hugmyndinni um þróunartré og stofna, lykilatriði í þróunarkenningu Darwins. Náttúrulegt val er afleiðing þess að:

Af þessum ástæðum veljast vissar gerðir einstaklinga fram yfir aðrar, alveg náttúrulega. Og vegna þess að barátta er fyrir lífinu, ekki komast allir einstaklingar á legg eða eignast afkvæmi, mun náttúrulegt val leiða til aðlögunar lífvera.

Þriðja staðreyndin er sú að stökkbreytingar eru algengar í stofnum lífvera, líka mannsins. Stökkbreytingar falla í þrjá meginflokka með tilliti til áhrifa á hæfni einstaklinga. Fátíðastar eru breytingar sem betrumbæta lífverur (þær eru hráefni jákvæðs vals sem stuðlar að því að tíðni þeirra eykst í stofninum). Algengast er að stökkbreytingar sem finnast í stofnum séu hlutlausar, hafi engin áhrif á hæfni einstaklinga, til að mynda lífslíkur eða frjósemi. Þriðji flokkurinn eru breytingar sem draga úr hæfni, skerða lífslíkur eða frjósemi einstaklinga. Hreinsandi val virkar á þær á þann hátt að ef breytingin er mjög skaðleg þá getur hún ekki orðið algeng í stofninum. Skaðlegar stökkbreytingar geta dulist hreinsandi vali á tvo vegu, ef áhrif þeirra eru víkjandi eða ef áhrifin birtast bara við ákveðnar umhverfisaðstæður. Af þessum orsökum finnast í öllum stofnum margar fátíðar skaðlegar breytingar, svo kölluð erfðabyrði.

Við getum því umorðað spurninguna á eftirfarandi hátt:

Það er rétt að sumar stökkbreytingar sem áður drógu fólk til dauða eru ekki banvænar í dag. Með þekkingu okkar á eðli sjúkdóma breytum við umhverfi genanna. Það gerum við til dæmis með því að sneiða hjá útfjólubláum geislum ef við erum með galla í DNA viðgerðargenum eða forðast amínósýruna fenýlalanín í fæðu ef við erum með PKU-efnaskiptasjúkdóm. Í öðrum tilfellum, til dæmis ef um mikla líkamlega galla er að ræða, geta læknavísindin gert sumum kleift að lifa ágætu lífi og jafnvel eignast afkvæmi. Þetta á að minnsta kosti við á Vesturlöndum en gæðum læknavísinda er misdreift á jörðinni eftir landsvæðum og efnahag.

Erfðafræðingar síðustu aldar höfðu áhuga á þessari spurningu og notuðu jöfnur stofnerfðafræði til að skoða samspil nokkurra stærða, stökkbreytitíðni, styrk hreinsandi vals og áhrif hendingar í stofnum. Stökkbreytitíðni í erfðamengi mannsins er um 12,8 × 10^-9 á hvern basa í hverri kynslóð. Í hverri kynfrumu eru mismargar nýjar stökkbreytingar, fjöldinn er oftast á bilinu 20-100. Hægt er að meta stofnstærð mannsins frá stofnerfðafræðilegum gögnum, og síðan setja inn í jöfnur til að meta samspil þáttanna. Með jöfnur stofnerfðafræði að vopni er hægt að spyrja hvað gerist ef náttúrulegt val er aftengt. Árið 2010 reiknaði Michael Lynch út að áhrif uppsöfnunar skaðlegra breytinga væri 1-3% minni hæfni í hverri kynslóð. Hann bendir á að slík uppsöfnun sé ekki alvarleg þegar litið sé til næstu kynslóða en geti haft veruleg áhrif eftir nokkrar aldir.

Stefnir mannkynið þá hraðbyri að erfðafræðilegri endastöð? Ekki endilega og kemur þar fernt til.

Í fyrsta lagi er hreinsandi náttúrulegt val ennþá virkt meðal Vesturlandabúa. Það birtist meðal annars í umtalsverðri tíðni kímblaðra sem ekki þroskast eðlilega og fósturláta.

Í öðru lagi er hæfni arfgerða tengd umhverfi. Ef breytingar verða á umhverfi getur stökkbreyting sem var hlutlaus orðið skaðleg, og það sem var skaðlegt getur orðið hlutlaust. Ef læknavísindum fleytir fram og almenn hegðan og atlæti batnar, þá ættum við að geta mótað umhverfið þannig að það henti genum okkar betur. Umhverfi afkomenda okkar eftir 10 kynslóðir verður líklega annað (og vonandi betra) en það sem við búum við.

Í þriðja lagi bendir allt til að hreinsandi val fjarlægi margar skaðlegar breytingar í einu. Samkvæmt þessu hefur fóstur með margar skaðlegar stökkbreytingar mjög litla hæfni því að áhrif breytinganna magnast upp (með öðrum orðum, áhrifin leggjast ekki saman heldur margfaldast).

Í fjórða lagi er hægt að sjá fyrir sér aukið hlutverk fyrir erfðaskimanir á fóstrum eða foreldrum. Þetta væri í raun framhald af skimunum sem nú eru gerðar fyrir þrístæðu á litningi 21 sem veldur Downs-heilkenni og nokkrum erfðagöllum með sterk áhrif. Hér verðum við þó að stíga afar varlega til jarðar því svipaðar hugmyndir voru kveikjan að mannkynbótastefnunni (e. Eugenics) sem margar þjóðir á Vesturlöndum og í Ameríku aðhylltust og útfærðu hroðalega. Jafnvel mildari útgáfur á Norðurlöndum voru harkalegar, geldingar og hælisvistun undirmálsfólks, og það þarf vonandi ekki að rifja upp markvissa æxlun aría og örlög gyðinga og sígauna í útrýmingarbúðum í þriðja ríkinu.

Samantekt

• Hreinsandi náttúrulegt val fjarlægir skaðlegar stökkbreytingar úr stofnum og viðheldur hæfni þeirra.
• Ef hreinsandi val er aftengt, til dæmis með miklum framförum í læknavísindum, getur tíðni skaðlegra breytinga aukist og það dregið úr hæfni mannkyns.
• En ólíklegt er þetta hafi mikil áhrif á mannkynið á næstu öldum.

Heimildir og myndir:

• Lynch M. 2010. Rate, molecular spectrum, and consequences of human mutation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107:961-968.
• Crow JF. 1997. The high spontaneous mutation rate: is it a health risk? Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 94:8380–8386.
• Unnur B. Karlsdóttir 1998. Mannkynbætur, hugmyndir um bætta kynstofna hérlendis og erlendis á 19. og 20. öld. Háskólaútgáfan Reykjavík. 160. bls.
• Mynd: 3 factors driving high hemophilia treatment costs - Optum.com. (Sótt 28. 11. 2016).

Sorry this part has not been translated

Sorry this part has not been translated

Hvað á einstaklingur sem vill fara í framhaldsnám og stunda rannsóknir í líffræði að gera? Hann gæti byrjað á að lesa þessa grein. Og síðan kannað sinn hug.

Grunnnám í líffræði býður upp á marga möguleika. Framhaldsnám og rannsóknir eru einn kostur sem felur í sér þátttöku í þekkingarleit mannkyns. Námið byggist á vísindalegri vinnu, t.d. tilraunum eða  rannsóknarleiðöngrum, með það að markmiði að þróa aðferðir eða svara ákveðnum spurningum. Á hverju ári fara nokkrir útskrifaðir líffræði- eða sameindalíffræðinema í framhaldsnám, þótt hlutfallið sé minna en í árdaga líffræðikennslu hérlendis. Pistillinn er ætlaður fólki sem er að velta þessu fyrir sér, og vill vita um hvað málið snýst. Hann er miðaður út frá framhaldsnámi í líffræði en getur átt við aðrar greinar raunvísinda, verkfræði og læknisfræði. Framhaldsnám í líffræði byggist alltaf á rannsóknarvinnu, undir leiðsögn kennara eða sérfræðinga. Framhaldsnám er ekki heppilegur kostur fyrir alla. Framhaldsnám er annars eðlis en bóknám og jafnvel verkleg námskeið. Margir eiginleikar sem nýtast í bóknámi eru nauðsynlegir til að ljúka rannsóknarverkefni, en framhaldsnám krefst einnig annara hæfileika. Einnig eru dæmi um að fólk blómstri í rannsóknavinnu, þrátt fyrir að hafa gengið verr í bóknámi. Framhaldsnám krefst meðal annars, greindar, frjórrar hugsunar, skipulagsgáfu, samviskusemi, sjálfstæðis, aga, samskiptahæfileika, ritfærni og þrjósku. Fæstir fæðast með alla þessa eiginleika, en marga þeirra er hægt að þjálfa, helst frá unga aldri. Það er spurning hvort skólakerfi okkar sé heppilegur undirbúningur fyrir framhaldsnám, eða hvort almennt viðhorf til menntunar fækki möguleikum ungs fólks til að láta til sín taka í rannsóknum. En jafnvel háskólanemar geta tekið út meiri þroska og því skipta sjálfsagi og samviskusemi miklu máli.
Framhaldsnám í líffræði felur yfirleitt í sér meistara- og doktorsnám. Hérlendis var lengi algeng fjórða árs verkefni, sem eru í raun lítil meistaraverkefni (45 ECTS). Meistaranám í líffræði hérlendis hefur lengstum verið með 90 ECTS verkefni en hægt er að taka minni verkefni á sviði Umhverfis- og auðlindafræði, lífupplýsingafræði og bráðum fiski- og sjávarlíffræði. Evrópska menntakerfið hefur gengið í gegnum samræmingu undanfarin ár, hið svokallaða Bologna ferli. Samkvæmt því eiga nemendur að fara í meistaranám áður en þeir hefja doktorsnám. Umræðan hér á eftir miðast samt aðallega við doktorsnám, þó viðurkennt sé að meistaranám sé nauðsynlegur undanfari.

Hví að fara í framhaldsnám?

Mannfólk gerir hluti að misvel íhugðu máli. Sem er kannski eins gott, því ef staldra á við hverja þúfu og velja sér framtíð eftir ítarlegar bollalengingar, er hætt við að flest okkar sætu föst í sandkassanum á leikskólanum. En framhaldsnám er stór ákvörðun, og því happadrjúgt að leggja frá sér bévítans raftækin og velta málinu fyrir sér í rólegheitum. Ástæður þess að fólk ákveður að fara í rannsóknarnám í líffræði eru fjölþættar. Margir kjósa rannsóknir vegna þess að þeir hafa brennandi áhuga á ráðgátu, fyrirbæri eða jafnvel tiltekinni lífveru eða lífveruhóp. Ég hef hitt menn sem hafa heillast af veirum eða flugum, og ljóst er að ástríðan sem einkennir fuglaáhugamenn brennur heitar en sólin. Aðrir heillast af tilteknum fyrirbærum eins og eiginleikum taugakerfisins eða sameindalíffræði. Með mína skólagöngu sem dæmi, þá fór ég í meistarverkefni hjá Sigríði H. Þorbjarnardóttir (blessuð sé minning hennar) og Guðmundi Eggertssyni vegna áhuga á genum og sameindum. Doktorsverkefni valdi ég hins vegar vegna þess að ég heillaðist af tiltekinni ráðgátu, það er hvernig stöðugleiki þroskunar og fjölbreytni þróunar takast á og spila saman (Raff 1996, Pálsson 2014).
Áhugi á rannsóknastörfum drífur fólk einnig í framhaldsnám. Það hefur áhuga á að stunda rannsóknir, en hefur ekki endilega áhuga á tiltekinni spurningu, lífveru eða fyrirbæri. Þá er það hin vísindalega aðferð sem heillar og þekkingarleitin sjálf. Kennslubækur eru fullar af staðreyndum og þekkingu, en lýsa misvel hvernig þekkingin verður til og gamlar kenningar falla fyrir nýjum. Saga uppgötvana getur verið hlykkjótt og flækt, lituð af athyglisverðum eða lítilsverðum persónum, háð tilfinningum, pólitík og tilviljunum. Vísindastörf einkennast ekki af glysi og fjöri, en uppgötvanir í líffræði og vísindum geta verið meiriháttar rúss+íbani fyrir þátttakendur. Frásagnir vísindamanna af því þegar SVARIÐ afhjúpaðist lýsa mikilli geðshræringu, gleði og jafnvel unaði án hliðstæðu. Það gæti verið uppgötvun á leyndarmálum genastjórnunar (Jacob 1995) eða lausn á praktísku vandamáli við merkingu refa (Páll Hersteinsson 1997). Við erum ákaflega forvitnar skepnur og ef við verjum ekki of miklum tíma í að njósna um „fræga“ fólkið, getum við fengið heilmikla gleði úr því að rannsaka leyndardóma veraldar og lífheimsins.

Hugsjónir drífa marga í framhaldsnám. Heimurinn okkar er ekki beinlínis í toppstandi, og herja mörg vandamál á lífríkið og þjóðfélögin. Hnignun búsvæða og útdauði tegunda, loftslagsbreytingar og mengun, sýklalyfjaþolnar bakteríur og faraldrar lífstílssjúkdóma eru bara nokkur dæmi um slíkar áskoranir. Margir leggja upp í framhaldsnám af því þeir vilja takast á við og yfirstíga þær eða aðrar ógnir. Þetta er heimspekileg og lofsverð afstaða, og sannarlega betri en hreinræktaður persónulegur metnaður, sem drífur suma. Því miður fara nokkrir í vísindi til að kitla hégómann. Þeir vilja verða frægir og virtir vísindamenn, hljóta viðurkenningu kollega sinna og samfélagsins. Vísindi fela oft í sér samkeppni milli einstaklinga og hópa, sem eru að kljást við sömu spurningar. Fjölmargir vísindamenn njóta slíkrar samkeppni og þá sérstaklega sigranna. Í verstu tilfellum getur uppgötvunin sjálf skipt minna máli en það að skjóta öðrum ref fyrir rass. Metnaður einstaklinga má ekki verða vísindunum yfirsterkari, sérstaklega ekki þannig að einstaklingar slaki á faglegum kröfum til þess að komast í mark á undan samkeppninni. Því miður eru mörg dæmi um slíkt, og þau eru ljóður á umgjörð eða samfélagi líffræði- og læknisfræðirannsókna nútímans, samanber ítalska plastbarkalækninn Paolo Macchiarini. Ekki má rugla slíkum ofurmetnaði við heiðarlegan og faglegan metnað sem vísindamenn verða að hafa fyrir sínu starfi. Það er nauðsynlegt til að við leggjum ætíð okkar besta í verkið og látum ekki bendla nafn okkar við misvísandi eða yfirblásnar ályktanir. Í því samhengi ættum við öll að forðast þá gryfju að halda að við höfum rétt fyrir okkur um alla skapaða hluti, þegar við verðum loksins orðin sérfræðingar í einhverju einu. Nú verð ég að leyfa mér enn einn útúrdúr, sem fjallar um það hvernig líffræðingar geta náð langt í sínu fagi. Leiðbeinandinn minn við Chicago háskóla, Martin Kreitman hafði það eftir Edward O. Wilson að líffræðingar gætu „slegið í gegn“ á þrjá vegu. Ein leið, og sú erfiðasta, er að uppgötva eitthvað verulega merkilegt, nýtt fyrirbæri, ferli eða kraft. Önnur er að sprengja upp gátt, t.d.  með því að búa til nýja aðferð eða beita eldri aðferð á nýtt vandamál, sem opnar um leið nýtt rannsóknasvið. Kreitman er einmitt dæmi um slíkt en fyrir rúmum 40 árum var fyrstur til að skoða breytileika í erfðaefni einstaklinga innan tegundar (Kreitman 1983). Þriðja leiðin var sú sem ég varaði við hér að ofan, en Wilson tók sjálfur. Hann fann afskiptan hóp maura (nokkrar tegundir) og gerðist alheimssérfræðingur í þeim. Þegar hann hafði sannfært alla um að hann væri  sérfræðingur í þessum maurum, þá færði hann út kvíarnar og að endingu var hann viðurkenndur konungur mauranna (reyndar í félagi við Bert Hölldobler, sem er afburða náttúrufræðingur). Reyndar er meira í Wilson spunnið en þetta, hann reyndist ágætur hugmyndasmiður og skrifaði læsilegar og hugvekjandi bækur um líffræði og þróun atferlis.

En víkjum nú aftur að ástæðum fyrir því að fara í framhaldsnám. Með aukinni menntun hækka laun. En það viðurkennist að hlutfallið milli lengdar framhaldsnáms og launaukningar er ekki mjög hagstætt, nema fólk komist að hjá mjög virtum háskólum eða í lykilstöður í einkageiranum. Lítið hlutfall útskrifaðra doktora nær því. Því er frekar sjaldgæft að fólk fari í framhaldsnám í líffræði beinlínis vegna peninganna. Fjárhagslegur ávinningur er ekki góð ástæða til að fara í framhaldsnám. Til eru nokkrar aðrar slæmar ástæður. Til dæmis að pabbi og mamma vilji það, það væri svalt að vera kallaður doktor, þér dettur ekkert annað í hug en að fara í framhaldsnám eða að þú sért búinn með Bs. próf og næst hljóti að vera að taka meistaraverkefni. Nám er ekki tölvuleikur þar sem maður verður að klifra upp á næsta borð. Ef þetta eru ástæður þess að þú ígrundar framhaldsnám, þá skaltu sleppa því. Nemandi verður að hafa áhuga á viðfangsefninu, því rannsóknarvinna er krefjandi.

Mikilvægast er að finna nám sem hentar

Gefum okkur að þú hafir ákveðið að fara í framhaldsnám innan líffræði. Næst þarft þú að finna þitt áhugasvið (t.d. fuglafræði, sameindalíffræði, sjávarvistfræði) - ef þú veist það ekki fyrir. Til þess verðurðu að lesa bækur og greinar, og sækja fyrirlestra, málþing og ráðstefnur. Þegar þú finnur þitt áhugasvið eða ráðgátu sem heillar er mikilvægasta hráefnið komið. Jafnvel þótt lagt sé upp af ólíkum ástæðum þurfa allir að lesa sig inn í ákveðin fræði. Þeir sem nenna ekki að lesa fræðibækur eða greinar, eru ekki gott hráefni í fræðimenn og ættu endilega að finna sér annað viðfangsefni.

Brýnt er að fagið og verkefnið henti viðkomandi. Fólk verður helst að þekkja sínar sterku og veiku hliðar; þoli ég blóð eða að liggja á refagreni á Góu? Mikilvægt er að fá ráð hjá þeim sem þekkja mann og skilja eðli framhaldsnáms. Hægt er að ræða við kennara, framhaldsnema eða sérfræðinga, til að fá tilfinningu fyrir því sem framhaldsnám og rannsóknir fela í sér.

Næsta skref er að finna leiðbeinanda með áhugavert og heppilegt verkefni, með vel skilgreindar rannsóknarspurningar. Starfandi vísindamenn fá oft styrki til ákveðinna verkefna og auglýsa eftir nemendum til að leysa þau. Áhugsamir ættu að fylgjast með slíkum auglýsingum, ræða við vísindamennina og sækja um. Algengast er að innlendir nemendur finni verkefni eftir að hafa rætt við kennara, sérfræðinga og vísindamenn. Þetta geta verið kennarar við HÍ eða aðrar stofnanir og jafnvel fyrirtæki (t.d. Hafrannsóknarstofnun, Veiðimálastofnun, Háskólann á Hólum). Ef verkefnið er leitt af sérfræðingi utan HÍ er iðulega skipaður umsjónarmaður sem starfar við námsbrautina. Einnig eru dæmi um að BS. eða nýsköpunarverkefni nemenda gangi það vel að þau verði kveikjan að meistaraverkefnum. Einnig er fordæmi fyrir því að að meistaraverkefni loknu haldi viðkomandi áfram í doktorsnám í sama eða skyldu verkefni. Í Bandaríkjunum er algengt að fólk skrái sig í framhaldsnám við ákveðna deild, t.d. í erfðafræði eða taugalíffræði. Þar er algengast að doktorsnemar vinni fyrst 2 eða 3 minni verkefni á ólíkum rannsóknastofum og síðast velja þeir verkefni að gefnu vilyrði leiðbeinanda á fyrsta námsárinu. Þar er einnig algengt að nemendur taki 1 ár í námskeiðum og fjármagni námið að hluta með því að kenna. Í Evrópu þekkist hvoru tveggja einnig, þótt hluti námskeiða sé yfirleitt minni þar.

Hvernig sækir maður um í framhaldsnám?
Eins og áður sagði er mikilvægast að finna áhugasvið og spurningar sem mynda kjarna verkefnisins. Ekki er síður mikilvægt  að finna leiðbeinanda eða leiðbeinendur sem geta tekið að sér nema, og vilja fá þig í vinnu. Eins og áður sagði er algengast að verkefnið sé nátengt rannsóknum leiðbeinanda, en dæmi eru um að nemandi komi, jafnvel á meistarastigi, með mjög ákveðnar hugmyndir og að þær myndi meginöxul verkefnisins.
Sækja þarf um  námið fyrir tilskilinn frest og skila öllum gögnum sem krafist er. Algeng skilyrði eru lágmarkseinkunn (t.d. 6,5 eða 7) og meðmæli. Hér kemur í ljós mikilvægi þess að leggja sig fram í öllum námskeiðum, því lágmarkseinkunn metur hversu samviskusamlega nemandinn hefur lagt stund á námið. Þetta er á vissan hátt mat á skipulagshæfileikum og vinnutækni nemenda. Leita þarf eftir meðmælum, spyrja fyrrum vinnuveitendur hvort þeir geti veitt umsögn. Oft leita nemendur til  kennara í námskeiðum sem liggja nálægt því sviði sem þeir stefna á. Ég skrifa oftast bréf fyrir nemendur sem ég kenni mannerfðafræði, þróunarfræði og þroskunarfræði. Sterkast er samt ef nemandi hefur unnið rannsóknarverkefni eða verið í sumarvinnu á tilraunastofu eða í rannsóknum. Það er strangasta prófið á þeim þáttum sem máli skipta fyrir framhaldsnám. Bestu vinnuveitendurnir setjast niður með nemanda þegar verkefni er lokið og segja viðkomandi hvernig meðmælabréfið eða umsögnin mun hljóma. Það getur reynst erfitt að fá lista yfir gallana sína (færri kippa sér upp við upptalda kosti), en reynslan á að nýtast til betrunar.

Hvað gerir framhaldsnemi?
Líf framhaldsnemans er margslungið og felur í sér margskonar þrautir. Eins og áður sagði þarfnast neminn færni á mörgum sviðum, og að geta unnið í að bæta sínar veiku hliðar. Mikilvægustu verkefnin eru að lesa sér til um viðfangsefni, leggja drög að framkvæmd rannsóknar, framkvæma hana, greina gögn og túlka, setja í samhengi og skrifa greinar og ritgerð.
Þegar orðið rannsókn ber á góma hugsa nær allir um framkvæmdina. En verkefnislýsing er hryggjarstykkið í hverju verkefni. Góð áætlun, með skýrum rannsóknarspurningum og verkhlutum, auðveldar framkvæmdina. Komið hefur í ljós við evrópsku sameindalíffræðistofnunina (European molecular biology laboratory: EMBL) að lengd doktorsverkefna, er í beinu sambandi við hversu snemma er gengið frá rannsóknaáætlun. Því er mikilvægt fyrir nemanda og leiðbeinanda að áætlunin taki á sig mynd sem fyrst til þess að verkið komist í gang og sé markvisst. Áætlunin er ekki greypt í stein. Oft er talað um lifandi plagg, því hún tekur breytingum ef ytri aðstæður eða sérstakar niðurstöður krefjast. Dæmi eru um að öskufall raski tilraunum á spírun á söndum eða að fara þurfi aðra leið ef klónun tiltekins gens mistekst. Í sumum tilfellum geta ákveðnar niðurstöður leitt til endurskoðunar á upphaflegu rannsóknartilgátunni, sem beinir rannsókn á nýja og oft spennandi braut.
Rannsóknir fela í sér margs konar vinnu. Sumir vinna aðallega á rannsóknarstofu, gera tilraunir eða vinna með sýni. Aðrir safna efniviði í náttúrunni í leiðöngrum eða feltferðum. Glórulaust er að telja upp alla möguleikana hér, en nemandi þarf að gera sér grein fyrir því hvers eðlis vinnan er. Það er ansi leiðinlegt að komast að því að maður hefur ofnæmi fyrir ávaxtaflugum ef vinna á með þær. Afurðir rannsókna eru gögn, sem þarf að greina og túlka. Nemandi þarf því að geta skipulagt og haldið utan um gögn í töflum, skrám og möppum. Ekki er síður mikilvægt  að geta framkvæmt tölfræðilegar greiningar. Lífmælingar koma aldeilis að gagni í rannsóknum. Heppilegast er að móta skýrar rannsóknarspurningar svo augljóst er fyrirfram hvaða tölfræðipróf á að framkvæma.
Nemendur þurfa einnig að kynna rannsóknir sínar í ræðu og riti. Doktorsgráða er veitt fyrir ritgerð, sem inniheldur yfirleitt ritrýndar tímaritsgreinar. Greinarnar lýsa tilteknum rannsóknum, t.d. á hrygningaratferli þorska á grunnslóð eða erfðabreytileika í stjórnröðum ávaxtaflugna. Nemandinn þarf því að geta skrifað um niðurstöður sínar, en einnig ritað inngang og umræður um þær. Þar kemur fram hið vísindalega samhengi rannsóknarinnar. Vísindaleg skrif eru töluvert frábrugðin hefðbundnum skrifum, krafa er um hlutlægni og yfirvegun. Pennalipurð og ljóðræna eru ekki nauðsynleg en geta hjálpað heilmikið. Filippískur kunningi okkar ritaði fréttir fyrir New York Times áður en hann fór í framhaldsnám í Bandaríkjunum, og eru skrif hans unaður aflestrar. Læsilegar bækur og greinar eru líklegri til að sannfæra fólk, og þannig miðla hugmyndum áleiðis.  Önnur leið til að kynna niðurstöður og rannsóknir er með fyrirlestrum. Erindi um rannsóknir eru kjarninn í málstofum og ráðstefnum, þar sem líffræðingar kynna sínar niðurstöður og fræðast um framfarir í sínu fagi. Nemendur þurfa einnig að kynna verkefni sín, t.d. doktorsnemar með opnum fyrirlestri þar sem þeir verða spurðir spjörunum úr af sérskipuðum andmælendum. Á sama tíma og doktorsnemi er að klára ritgerðina sína er algengt að þeir séu einnig að skrifa umsóknir. Þær geta verið margskonar, umsóknir um atvinnu, styrki, ráðstefnufargjöld og fleira.

Hvernig er framhaldsnám fjármagnað?
Í flestum tilfellum eru framhaldsnemar styrktir, þ.e. laun þeirra borguð, að einhverjum hluta eða öllum. Eins og staðan er í dag eru doktorsverkefni í líffræði alltaf styrkt – allavega í 3 ár (doktorssjóður HÍ veitir ekki styrk til lengri tíma) en oftast 4 til 5. Efniskostnaður er greiddur af leiðbeinenda og samstarfsaðilum, oftast af opinberu styrkfé. Meistaranám nýtur ekki sama fjárhagslega stuðnings hins opinbera, og algengast er núorðið að það sé ólaunað. Rannsóknasjóður Rannís og HÍ hefur greitt laun framhaldsnema í gegnum styrki til leiðbeinenda. Að auki framfleyta framhaldsnemar sér einnig með kennslu, aðallega sem aðstoðarkennarar í verklegum tímum. Til eru sérstakir aðstoðarkennarastyrkir sem veittir eru framhaldsnemum við tilteknar deildir. Mikilvægt er að ræða fjármögnun við leiðbeinanda áður en nám er hafið, til að vita hvaða fjármagn er til staðar og hvað þarf að sækja um. Algengt er að framhaldsnemar og leiðbeinendur skrifi saman styrki til framfærslu, til Rannsóknasjóðs HÍ og Rannsóknamiðstöðvar Íslands. Laun framhaldsnema eru lág og duga til grunnframfærslu en standa ekki undir dýrum lífsstíl. Það er ekki líklegt til árangurs að stunda framhaldsnám í hjáverkum með annarri vinnu, enda krefjast rannsóknir mikillar helgunar.

Kassi 1. Hvað þarf nemandi að gera?

Lesa sér til um viðfangsefni
Draga upp verkefnislýsingu
Framkvæma rannsókn
Greina gögn og draga saman niðurstöður
Setja niðurstöður í samhengi við þekkingu
Skrifa grein(ar) og ritgerð
Halda erindi, ræða um rannsóknir sínar
Þroska sjálfstæð vinnubrögð og fagmennsku
Sækja um (styrki, ráðstefnur, vinnu, nýdoktorastyrki...)

Kassi 2. Hvað þarf leiðbeinandi að gera?

Hanna gott verkefni
Finna rétta nemandann í verkefnið
Halda nemanda á réttri braut
Skaffa fjármagn
Þjálfa nemanda í vinnubrögðum og fræðimennsku
Hjálpa við að greina gögn
Leiðbeina við skrif og framsögu
Leiðbeina varðandi framhald ferils

Framhaldsnám erlendis

Á síðustu áratugum hefur möguleikum á framhaldsnámi í líffræði fjölgað mikið hérlendis. Hægt er að vinna að rannsóknarverkefnum við Háskóla Íslands, en einnig við aðrar rannsóknar eða menntastofnanir. Samt sem áður fer stór hluti fólks í framhaldsnám erlendis, bæði til að komast í framhaldsnám á sérstökum fagsviðum og af ævintýraþrá. Í Evrópu nútímans er aukið framboð á meistaranámi, sem byggir að stórum hluta á námskeiðum. Það gefur ekki sömu rannsóknareynslu og stærri verkefni. Í gegnum tíðina hefur komið í ljós að meistaranám hérlendis nýtist íslenskum líffræðingum vel til að undirbúa sig undir doktorsnám erlendis, enda voru verkefnin hér yfirleitt metnaðarfull og nemendur fengu góða þjálfun. Flestir íslenskir doktorar á sviði líffræði hafa tekið próf erlendis. Því geta nær allir kennarar ykkar og leiðbeinendur miðlað af reynslu sinni ytra. Sömu atriði og áður voru tilgreind, eiga við þegar sótt er um  doktorsnám erlendis. Til dæmis er hægt að sækja um ákveðin verkefni, t.d. sem auglýst eru á Nature jobs eða Evoldir. Þar að auki þarf að huga sérstaklega að nokkrum atriðum. Í fyrsta lagi er tímaramminn oft lengri en hérlendis. Einnig eru kröfur um alþjóðleg próf, t.d. á enskukunnáttu (TOEFL) eða fagi, t.d. GRE sem er með próf á almennum nótum, á sviði líffræði og einnig lífefnafræði og sameindalíffræði. Mikilvægt er að huga að slíku a.m.k. einu og hálfu ári fyrir fyrirhugað upphaf náms. Þegar sótt eru um erlendis eru nær engar líkur á að nemandi þekki væntanlega kennara eða leiðbeinendur. Því þarf umsóknarbréfið að vera þeim mun betur skrifað. Þótt sótt sé um ákveðið prógram, t.d. í erfðafræði eða þroskunarfræði, þá mæli ég með því að nemendur sendi bréf á ákveðna kennara sem þeir hafa áhuga á að vinna með. Þessi bréf verða að vera vandlega skrifuð, og tiltaka áhugasvið og reynslu nemanda, sýna skilning hans á fagsviði kennarans og geisla af áhuga á rannsóknum og vísindum á því sviði. Hér þarf nemandinn að leggja í mikla vinnu til að skrifa bréfið og rannsaka deildir og kennara, og rannsóknir þeirra. Mikilvægt er að leggja ekki öll eggin í sömu körfu. Amerískir krakkar sem hyggja á doktorsnám sækja um í tugum skóla, og íslenskir nemar ættu að gera það líka. En það þarfnast vinnu, að skrifa öll bréfin og umsóknirnar, en einnig fjármagns. Hverri umsókn fylgir umsýslugjald. Ég vil líka benda á einn stórkostlegan möguleika sem stendur íslenskum nemendum með áhuga á sameindalíffræði til boða. Ísland er aðilli að EMBL, sem rekur nokkrar rannsóknastofnanir í Evrópu á sviði sameindalíffræði, lífefnafræði og lífupplýsingafræði, og sem býður upp á styrkt doktorsnám. Nemendur allstaðar í Evrópu geta sótt um, og er það heilmikill heiður að vera boðið í viðtal. Þrír Íslendingar hafa unnið verkefni þar, og lokið doktorsprófi frá HÍ (þar sem EMBL er stofnun en ekki háskóli, þurfa nemendur að velja sér háskóla til að útskrifast frá – það getur verið HÍ, háskólinn í Heidelberg eða einhver annar). Stofnunin er stórkostlega mönnuð, búin nýjustu tækjum og býður upp á tugi sérhæfðra námskeiða sem kennd eru af færustu sérfræðingum. En að síðustu, vill ég leggja áherslu á að ef þú hefur virkilegan áhuga á að starfa við líffræðirannsóknir verður þú að fá þjálfun erlendis. Það getur falist í doktorsnámi eða starfi nýdoktors eða sérfræðings. Rannsóknir fela í sér útvíkkun sjóndeildarhringsins, og það er best gert með því að hleypa heimdraganum. „Lítilla sæva, lítilla sanda, lítil eru geð guma.“ (Gestaþáttur Hávamála)

Hvers er að vænta í framhaldsnámi?

Mikilvægast er að nemandinn átti sig á því hvað sé aðalmarkmið doktorsnámsins. Það er að stunda rannsókn og klára hana með doktorsritgerð. Ef menn hafa þetta markmið í huga allan tímann, þá verður starfið mun markvissara. Upplifun fólks af framhaldsnámi er mjög mismunandi, sumir blómstra við hverja áskorun og finna sig vel í rannsóknarumhverfi og akademískri vinnu. Aðrir líða kvalir og hætta jafnvel í námi. Eins og áréttað hefur verið hér að ofan eru rannsóknir krefjandi vinna, en einnig gefandi og auðgandi. Stephen Stearns og Raymond Huey velta upp tveimur sjónarmiðum á framhaldsnám í greinarstúf. Stearns tekur neikvæðan pól í hæðina, en Huey gefur jákvæðari mynd. Þó pistillinn sé frá 1987, eiga hinar mannlegu lexíur enn við. Það er mjög hollt að kynna sér báðar hliðarnar. Ef þú er að velta fyrir þér framhaldsnámi er einnig ágætt að ræða við fólk sem hefur lokið framhaldsnámi. Vonandi hjálpar greinarkorn þetta líffræðingum og öðrum að velja sér braut í lífinu. Þeir sem hyggja á framhaldsnám eru vonandi betur í stakk búnir eftir lesturinn. Að endingu vill ég brýna fyrir fólki, verðandi framhaldsnemum og öðrum, að rækta áhuga sinn á leyndardómum veraldar og verkefnum dagsins. Sálfræðingurinn með flotta nafnið Mihaly Czikszentmihalyi (1998) útlistar þetta ágætlega.

„Í heiminum eru milljónir mögulega áhugaverðra hluta og fyrirbæra, til að sjá, gera og læra um. En þeir verða ekki áhugaverðir fyrr en við veitum þeim athygli.“

Kassi 3. Vefsíður til upplýsingar.

Líf og umhverfisvísindastofnun HÍ

http://luvs.hi.is/

EMBL framhaldsnám í sameindalíffræði og skyldum greinum.

http://www.embl.de/training/eipp/index.html

Miðstöð framhaldsnáms við HÍ.

http://midstodframhaldsnams.hi.is/

Fulbright stofnunin á Íslandi

http://www.fulbright.is/

Heimildir

Arnar Pálsson. 2014. Stefnumót skilvirkni og breytileika – snertiflötur þroskunar og þróunar. Náttúrufræðingurinn 84, bls. 53–60.

Arnar Pálsson. 2012/14. Hvernig fer maður í framhaldsnám – vefur Háskóla Íslands.

Ásrún Brynja Ingvarsdóttir. 2016. Krafa um óháða rannsókn vegna Macchiarinis. RÚV 1. Febrúar.

Csikszentmihalyi, M. 1998. Finding Flow: The psychology of engagement with everyday life. Basic Books, bls 192.

Jacob, F. (ensk þýðing Franklin, P.) 1995. The statue within: An autobiography. Cold Spring Harbor Laboratory Press. 326 bls.

Hölldobler, B. og Wilson, E.O. 1990. The ants. Belknap press, bls. 746.

Páll Hersteinsson. 1997. Agga gagg: Með skollum á Ströndum. Ritverk, Seltjarnarnesi. 171 bls.

Kreitman, M. 1983. Nucleotide polymorphism at the alcohol dehydrogenase locus of Drosophila melanogaster. Nature 304, bls. 412–417. doi:10.1038/304412a0.

Lawler, R. So you want to go to grad school. Vefur Richard Lawler kennara við James Madison University.

Óþekktur höfundur/höfundar. Ártal óþekkt. Hávamál

Raff, R. 1996.  The Shape of Life Genes, Development, and the Evolution of Animal Form. University of Chicago press, bls. 544.

Stearns, S. og Huey, R. 1987.  Some Modest Advice for Graduate Students. Bulletin of the Ecological Society of America, 68, bls. 145–153.

Sorry this part has not been translated

Sorry this part has not been translated

Ég naut þeirra forréttinda að vera formaður doktorsnefndar Katrínar Halldórsdóttur, sem varði ritgerð sína í líffræði við Líf- og umhverfisvísindadeild Háskóla Íslands, þann föstudaginn 29. apríl síðastliðinn. Heiti verkefnisins er: Náttúrlegt val og tegundamyndun í þorski og skyldum þorskfiskum (Natural selection and speciation in Atlantic cod and related cod-fish).

Andmælendur voru dr. Matthew W. Hahn, prófessor við líffræðideild Háskólans í Indiana, Bloomington, Bandaríkjunum, og dr. Michael Matschiner, rannsóknamaður við miðstöð rannsókna í vistfræði og þróunarfræði, við lífvísindadeild Óslóarháskóla.

Auk mín sátu í doktorsnefnd dr. Pétur Henry Petersen, dósent við Læknadeild Háskóla Íslands, og dr. Helga M. Ögmundsdóttir, prófessor við Læknadeild Háskóla Íslands.

Dr. Anna Dóra Sæþórsdóttir, dósent og deildarforseti Líf- og umhverfisvísindadeildar, stjórnaði athöfninni.