Guppyfiskar kan ge svar på hur pandemier uppstår

Vad kan guppyfiskar och deras parasiter avslöja om uppkomsten av pandemier? Forskaren Jessica Stephenson studerar samspelet mellan socialt beteende och infektionens spridning.
Leende kvinna med glasögon, kort hår och grön tröja i suddig bakgrund.

Jessica Stephenson

Doktor i biologi

Wallenberg Academy Fellow 2023

Lärosäte:
Stockholms universitet

Forskningsområde:
Infektionsbiologi, evolutionsbiologi och ekologi: Utveckling av smittsamma infektionssjukdomar och evolutionär parasitologi

Gyrodactylidparasiter – platt- eller sugmaskar – är små och transparenta och krokar sig fast i fiskars hud och gälar – ibland i ett stort antal. Parasiten livnär sig på hud och fenor från värddjuret och är ofta dödligt smittsam. I norska fjordar och i älvar på svenska västkusten har de exempelvis orsakat stora problem i odlingar av lax. 

I Trinidad, utanför Venezuelas kust, drabbas även vilda guppyfiskar i stor omfattning. I över tio år har den brittiska biologen Jessica Stephenson studerat interaktionen mellan guppyer och parasiter i syfte att förstå hur pandemier uppstår, senast vid University of Pittsburg i USA. 

Som Wallenberg Academy Fellow forskar hon, sedan sommaren 2025, nu vidare i samma spännande spår vid Zoologiska institutionen på Stockholms universitet. 

– Vår övergripande frågeställning är att förstå hur värddjurens sociala beteenden påverkar överföringen av parasiterna.

Väljer sina offer

Men, hon har också upptäckt att parasiten väljer ut vilka fiskar de vill angripa – i syfte att optimera sin förmåga att exploatera värddjuret, eller här virulens. När ett värddjur gjort sitt, lossar maskarna sina krokar och flyttar till ett ”mer näringsrikt” värddjur.

I USA använde Jessica Stephenson en studio med kameror för att filma enskilda guppyindivider som simmade i vita akvariebehållare. Liknande utrustning håller hon och hennes forskarteam nu på att installera i ett labb på Zoologiska institutionen.

Flera färgade prickar rör sig på en grå bakgrund, markerade med siffror.

Kamerorna är anslutna till en dator som har ett avancerat spårningsprogram med vars hjälp forskarna kan följa var fisk för sig. I en video, som Stephenson visar, går det att se varje enskild guppy som simmar runt som en grafisk avatar, var och en i en egen färg.

När experimenten utförs placeras en infekterad guppy tillsammans med friska guppyer i akvarierna. Via kamerorna övervakar forskarna därefter noggrant hur fiskarna beter sig och i vilka mönster maskarna sprids. 

– Med kamerornas enastående upplösning kan vi se vilken fisk som interagerar med vilken, hur nära de är varandra och hur länge. Vi kan faktiskt också mäta hur många maskar som utnyttjar interaktionen för att överföra sjukdomen utan att behöva döda vare sig värden eller parasiten, förklarar hon. I stället sövs fiskarna och tas ut varje dag så att forskarna kan räkna maskarna. Därefter sätts fiskarna tillbaka.

Sjuka fiskar upptäcks

Det har tidigare varit oerhört svårt att bevisa vilken roll fiskarnas beteenden haft för överföringen av parasiter, men gruppens metoder har genererat stora mängder av nya data. Jessica Stephenson kan nu slå fast att sociala beteenden spelar en viktig roll för smittspridningen.

Med hjälp av kamerornas enastående upplösning kan vi se vilken fisk som interagerar med vilken, hur nära de är varandra och hur länge.

Inom ett dygn efter det att en infekterad guppy har placerats i akvariet brukar de friska individerna ha upptäckt den. Exakt hur är inte helt klarlagt.

– De har god syn, inte minst ett fantastiskt färgseende. Men infekterade fiskar kan också utsöndra en doft i vattnet som andra fiskar sannolikt kan uppfatta.

Guppyernas reaktion på den infekterade fisken varierar. En del simmar nära intill den, medan andra skyr den, något som kan vara kopplat till individernas immunförsvar.

– Vi har lyckats samla viss evidens för att fiskarnas agerande är kopplat till hur känslig den individuella fisken är för parasiten. 

Även antalet parasiter som en fisk har på sig och hur väl dessa förökar sig, utgör ett mått på fiskens motståndskraft. Den immunologiska aspekten är något som Stephenson gärna vill studera vidare, kanske genom att använda Zebrafiskar.

Inte alla guppyer dör av parasitinvasionen; en del blir kroniskt sjuka medan andra tillfrisknar. 

– Vi vet att det också finns en genetisk komponent som minskar riskerna för infektion och att somliga mikrober i fiskskinnet ger skydd, medan andra mikrober förvärrar infektionen.

En kvinna som använder en apparat i en cirkulär behållare med vatten.

Värmeböljor kan öka spridning

Klimatet, solljus och vattenströmmar har också betydelse i sammanhanget.

– I takt med klimatförändringarna ser vi att allt fler smittsamma sjukdomar dyker upp och etablerar sig; det gäller både människor och vilda djur. Utvecklingen tilltar i takt med att arternas utbredningsområden förändras eftersom de försöker hitta nya miljöer som de är anpassade till, säger Stephenson.

Forskarna har därför också undersökt vilken roll värmeböljor spelar för spridningen av parasiterna bland guppyer. 

– I vissa fall spreds de extremt snabbt, snabbare än under förhållanden utan värmebölja, och i andra fall inte alls. Utfallet verkar avgöras av hur fiskarna interagerar vid högre temperaturer.

För att studera miljöfaktorernas påverkan planerar Jessica Stephenson att utföra fältstudier på guppyfiskar i deras naturliga hemmiljö i Trinidad. 

– Det är alltid viktigt att kontrollera att de mönster vi observerar i våra laboratorieexperiment faktiskt är relevanta för det naturliga systemet. Maten är dessutom fantastisk!

Text Monica Kleja
Foto Magnus Bergström