Publicerat: 4.9.2025
Text: Matti T. Heino
Redigering: Viestintätoimisto Jokiranta Oy

Mitokondrierna är eukaryotcellernas kraftverk som bland annat reglerar cellernas metabolism, åldrande, stressrespons, reaktiva syrearters metabolism och celldöd. De egenskaper som påverkar mitokondriernas verksamhet är därför kritiska för organisamens förmåga att reagera på miljörelaterade utmaningar, såsom temperaturförändringar eller tillgången på föda.

Mitokondrierna har ett eget genom som kodar de komponenter som är kritiska för cellens energiproduktion, såsom elektrontransportkedjans proteiner samt egna ribosomala RNA-molekyler och transfer-RNA-molekyler. Även om största delen av de proteiner som mitokondrierna behöver produceras i cellkärnans gener, gör mitokondriens egna DNA det möjligt att ge snabb och lokal respons på cellens energibehov och stressituationer.

Orsakerna till vissa arters utdöende diskuteras alltjämt

Under den senaste istiden och den därpå följande holocenperioden dog ett betydande antal storväxta djurarter på norra halvklotet antingen ut helt och hållet, eller så inträffade signifikanta förändringar i deras geografiska utbredning. Exempel på utdöda arter är bland annat den ullhåriga mammuten (Mammuthus primigenius), neandertalmänniskan (Homo neanderthalensis), grottlejonet (Panthera spelaea) samt den ullhåriga noshörningen (Coelodonta antiquitatis). Dessutom har vissa arter som alltjämt existerar, såsom bison (Bison spp.) och skogsren (Rangifer tarandus fennicus), genomgått stora genetiska förändringar eller populationsvariationer under dessa tidsperioder.

Orsakerna till dessa skeenden – oavsett om de beror på klimatförändringar, människans inverkan eller en kombination av dessa – är  alltjämt föremål för en omfattande vetenskaplig debatt. Den tidsmässiga och regionala variationen i dessa utrotningsvågor tyder på att olika arters öden påverkades av komplicerade och artspecifika faktorer, såsom förändringar i livsmiljön, störningar i näringsnätverken samt populationernas genetiska mångfald. Analyserna av fossilt material och forntida DNA har under se senaste åren belyst dessa processer ur ett nytt perspektiv, men i fråga om många arter förblir de exakta orsakerna fortfarande okända.

Ny kunskap om organismernas anpassningsförmåga

Målet för min forskning är att utreda huruvida mitokondriegenomens egenskaper har påverkat vilka djurarter eller genetiska linjer som har överlevt och vilka som har dött ut. Jag vill dessutom klarlägga huruvida dessa egenskaper förklarar utbredningen av de genetiska linjer som kan iakttas i dag. Min forskning fokuserar också på de genetiska mutationernas eventuella uppkomstmekanismer.

I min forskning använder jag främst fritt tillgängliga material och beräkningsmässiga verktyg. Mitokondriegenomisekvenser för såväl utdöda som levande arter finns i Genbanken och klimatvariabler i databasen CHELSA. Uppgifter om biologiska egenskaper, såsom kroppsstorlek och livslängd, hittas i vetenskapliga publikationer. Utgående från dessa uppgifter konstruerar jag generaliserade linjära blandmodeller, inklusive en fylogenetisk korrektion, för att kvantifiera sambandet mellan mitokondriegenomets egenskaper och artegenskaperna.

Jag hoppas att min studie kommer att ge ny information om hur organismer anpassar sig till sin omgivning. Dessutom hoppas jag att resultaten kunde utnyttjas vid identifieringen av sådana arter och populationer som löper särskilt stor risk att dö ut när klimatförändringen framskrider.

 

 

FD Matti T. Heino är evolutionsgenetiker och arbetar som forskardoktor i forskningsgruppen PaleOmics, som leds av professor Antti Sajantila vid Rättsmedicinska avdelningen vid Helsingfors universitet. Heinos forskning fokuserar på organismernas adaption till olika miljöförhållanden, mekanismerna bakom genetiska mutationer samt forskning kring forntida DNA.

 

Blogginläggets huvudbild: Ullhårig mammut och renar. Bild skapad av författaren med hjälp av Microsoft Copilot AI, 2025.