דמיינו גן שהיה קובע האם תהליך ההתבגרות בקרב בני אדם יחל בגיל 13 או בגיל 20, כעת דמיינו זאת בדגים. חוקרים מאוניברסיטת הלסינקי, מהמכון הפיני למשאבי טבע ומאוניברסיטת נורד בנורבגיה, גילו שהגן Vgll3, פועל כמווסת ראשי, השולט באלפי גנים אחרים המעורבים בהיבטים שונים של התבגרותו המינית של הסלמון האטלנטי (Salmo salar).
"מדובר בגן שקובע מתי יחל תהליך ההתבגרות בקרב דגי הסלמון האטלנטי, מה שמשפיע על הזמן שבו מתחילים להתפתח תאי רבייה, דפוסי גדילה ושינויים התנהגותיים", הסביר פרופ' ג'וקה-פקה ורטה, חוקר באוניברסיטת נורד, שערך את הפוסט-דוקטורט שלו באוניברסיטת הלסינקי, ועוסק במחקריו בתפקיד ובמנגנונים של שינויים אבולוציוניים בוויסות הגנים של הסלמון האטלנטי. "ממצאי המחקר שלנו מסבירים כיצד לשונות גנטית בגן בודד יכולות להיות השפעות כה דרמטיות על תכונות מורכבות ורב-גוניות, כמו למשל התבגרות מינית וגיל ההתבגרות".
תגלית זו לא רק מסבירה כיצד תכונות מורכבות כמו תחילת ההתבגרות מתפתחות ומשתנות, אלא גם מדגישה תהליך שקרוי "פליאוטרופיה" (Pleiotropy), תופעה גנטית שבה גן יחיד משפיע על מספר תכונות של הפנוטיפ (תכונות יצור חי, שמהוות ביטוי של הגנים), ממש כמו מנצח על תזמורת.
לדברי החוקרים, הגן Vgll3 מעורב בשליטה בתזמון ההתבגרות בבני אדם, אך יש לו השפעה קטנה בהרבה בהקשר זה. לעומת זאת, לאותו גן יש השפעה הרבה יותר גדולה על מחלת עור אוטואימונית בבני אדם, כמו למשל זאבת.
לממצאי המחקר, שפורסם בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences, יש השלכות מרחיקות לכת, במיוחד בכל הנוגע להבנת שינויים אבולוציוניים מהירים באוכלוסיות הסלמון המושפעות מפעילויות אנושיות, כגון פיתוח והקמת סכרים הידרואלקטריים.
מכיוון שדגי הסלמון האטלנטי הינם מין נודד, נדרש שיהיה להם מסלול ברור בין שטחי הרבייה שלהם (בנהרות ובאגמים) לאזורי המחייה באוקיינוס האטלנטי (שם הם ניזונים ממגוון יצורים ימיים). לסכרים הידרואלקטריים רבים אין סולמות דגים מתפקדים - מבנים אשר מוקמים על או סביב מחסומים מלאכותיים וטבעיים (כגון סכרים, תאי שיט ומפלי מים), כדי להקל על הנדידה הטבעית של דגים נודדים בין הים לנהרות או נדידה של דגים בין מקורות מים מתוקים - מה שעלול לחסום את הגישה אל אזורי הרבייה מעל לסכר.
"אם אזורי הרבייה מתחת לסכר מתאימים רק לדגי סלמון קטנים יותר, עלולה להתקיים ברירה טבעית חזקה מאוד - מנגנון טבעי שבורר את הפרטים המותאמים ביותר לסביבתם (לאו דווקא החזקים ביותר), מה שמניע תהליכים אבולוציוניים ומאפשר לאוכלוסיות לעבור תהליכים של שינוי - מול ההתפתחות המאוחרת של Vgll3, שמהווה אמצעי לאוכלוסיית הסלמון להסתגלות לתנאים המשתנים, אבל גם מפחית את המגוון של האוכלוסייה - מה שעלולות להיות לו השלכות שליליות לטווח ארוך יותר. כעת אנחנו מבינים טוב יותר אילו גנים ותהליכים אחרים מושפעים משינויים כאלה", אמר פרופ' קרייג פרימר מהפקולטה למדעי הביולוגיה והסביבה של אוניברסיטת הלסינקי.
על ידי שינוי התדירות של וריאנטים מסוימים של הגן Vgll3, הברירה הטבעית תוכל לגרום לשינויים משמעותיים בתכונות כמו גודל, מספר תאי רבייה והתנהגות. מחקר זה מדגיש את החשיבות של מחקרים אבולוציוניים בסיסיים בכל הנוגע לניהול אוכלוסיות בר ובניבוי כיצד שינויים סביבתיים משפיעים על מערכות אקולוגיות.
