Vår lille venn i vannet

Forskere ved NTNU studerer nå vannlopper for å se om klimaendringene kan ha innvirkning på evolusjon.

Publisert Sist oppdatert

Om klimaendringer kan ha innvirkning på evolusjon er et stort og aktuelt tema, og mange forsker på dette verden over. Flere ulike modellorganismer brukes i forskninga, men denne forskergruppa fra NTNU har valgt å ta for seg vannlopper, også kjent som dafnier.

Fakta

DETTE ER PROSJEKTET

  • Et viktig felt innen økologien er å finne ut hvordan ulike organismer reagerer på klimaendringer. Dette er spesielt viktig med tanke på global oppvarming.
  • Målet er å kartlegge forandringene som
    skjer i organismen når klimaet endres.
  • Prosjektet involverer ti personer ved NTNU Trondheim, men skjer også i samarbeid med University of Glasgow.
  • Finansiert av Forskningsrådet fra 2014 til 2018.
Kilde: Professor Sigurd Einum

Disse forskerne kjenner lusa på gangen, men de kjenner også «broren», loppa. De vet hvilken informasjon de skal tyne ut av den lille skapningen for å få besvart sine spørsmål.

Fakta

LOPPEFAKTA

  • Det finnes over 35 ulike arter dafnier, og hele dafniens genom er kartlagt, eller sekvensert.
  • Gjennom hele våren og til sent på sommeren kloner hunnene seg selv. Når høsten nærmer seg begynner de å produsere hanner, og paring finner sted. Resultatet er ephippia, eller hvileegg.
  • Hvileeggene tåler å fryse og tørke. Det er slik bestanden overlever fra år til år.
    Litt som en tidsmaskin kan eggene som ligger dypere i sedimentene klekkes flere år etter at de er lagt.
  • Dafniens utseende reagerer på miljøet rundt seg. Ved høy fare for predatorer kan dafnier lukte dette og utvikle en pigg som virker som en forsvarsmekanisme. Dette kan skje i løpet av bare én genera­sjon.
Kilde: Professor Sigurd Einum

Ferskvannsøkologiens rotte

I et samarbeid mellom Senter for biodiversitetsdynamikk og Institutt for biologi ved NTNU Trondheim og University of Glasgow studerer forskergruppen hovedsakelig de to artene Daphnia magna og Daphnia pulex. Dafnier er en gruppe vannlopper som holder til i vanlige tjern og dammer. De har lange bein som de svømmer med, blir opp til fem millimeter lange, og har en grønn diett bestående av planteplankton og bakterier.

Professor Sigurd Einum ved Institutt for biologi ved NTNU har jobbet med prosjektet siden 2012. Han forteller at dafnier ikke bare er en relevant organisme i økosystemet, men også en egnet organisme for å drive labstudier.

— Dafniene lever i frie vannmasser, såkalt pelagialt, og er lite kravstore til omgivelsene. De kan sies å være ferskvannsøkologiens rotter og blir brukt mye i forskning, sier han.

At de lever pelagialt, i motsetning til å for eksempel leve på havbunnen eller ved kysten, gjør det lett å gjenskape habitatet deres på laboratoriet.

— Man kan gjøre det så enkelt som å fylle et glass med vann, forteller Einum.

I temperaturskap med søstrene

Dafnier egner seg også godt som modellorganismer fordi de har klonet reproduksjon. Det vil si at moren produserer døtre som er genetisk identiske som henne selv. En uke etter at dafnien blir skapt er den kjønnsmoden, så reproduksjonen går raskt.

— Om man kjører forsøk der man studerer endringer over mange generasjoner, er dafnier en egnet organisme. I løpet av en måned kan man få flere generasjoner. Da kan man utsette dem for ulike behandlinger og få et direkte mål på miljøeffekter, sier Einum.

Loppene i laben deres blir utsatt for ulike typer miljøforhold for å kunne si noe om hvordan klimaendringer kan endre dem over flere generasjoner. Blant annet temperaturforskjeller blir nøye kartlagt.

— Vi avler en bestand som er identisk genetiske og utsetter dem for ulike temperaturer i vannet. Vi observerer dem under åtte ulike temperaturer, sier Einum.

Hvordan høy populasjonstetthet og mengden næring i vannet påvirker organismen er noe av det som observeres.

Hvor overførbar er forskingen?

Einum sier at overførbarhet er noe man alltid kan spørre seg om når man jobber som biolog. Man jobber ofte empirisk i ett bestemt system, og spørsmålet om hvor overførbart det er til andre økosystemer og andre arter, ligger alltid i bakhodet.

— I vår forskning prøver vi å få resultater fra helt fundamentale, biologiske prosesser som er felles for alle organismer. Man kan da tenke seg at de resultatene vi får med vannloppene potensielt kan være gyldig for andre organismer også, men man vet aldri, sier Einum.

Han opplyser at noe som kan tenkes å utgjøre en forskjell for om forskningen er overførbar, er at dyreplankton som dafnier er vekselvarme dyr. Det vil si at kroppstemperaturen fluktuerer sammen med omgivelsestemperaturen. Fisk og insekter er også vekselvarme dyr, mens fugler og pattedyr er varmblodige.

— Vi ser at omgivelsenes temperatur påvirker særlig de vekselvarme organismene fordi det har så direkte effekter på fysiologien. Blant annet blir reproduksjonen kraftig påvirket, sier Einum.

— Fancy science

Einum har tidligere jobbet med laks, men innså etterhvert at det hadde vært fint med en modellorganisme som var mindre logistisk krevende og samtidig kunne gi svar på flere forskjellige ting. I to til tre år jobbet han med å bygge opp finansiering til dafnienes lab.

— Vi fikk finansiering fra Forskningsrådet til utstyr, stipendiater, og postdoktorale stillinger. Vi har brukt mye ressurser på å bygge opp egen ekspertise. Når man starter en lab dukker det opp mange nye problemer, sier han.

Det har vært en litt lang og kronglete prosess for å få det hele opp og gå. Selv om det er flere som forsker på samme felt som dem, mener Einum at de har klart å definere sin egen nisje, noe som igjen har gjort det mulig å få finansiering.

— Nå føler vi at vi har posisjonert oss sånn at vi kan begynne å produsere «fancy science». Vi har mål om å ekspandere, og tenker langsiktig. På fredag fikk vi vår andre publikasjon fra laben akseptert. Så vi har spist kake i dag, sier en munter Einum.

Tatt loppene med til barnehager

Einum forklarer at man som forsker blir veldig interessert i det man holder på med.

— Man ønsker at det skal bli tatt opp i de vitenskapelige miljøene rundt omkring, og man har kanskje en tendens til å være mindre opptatt av at det man driver med har en samfunnsrelevans og er interessant for andre, sier han.

Prosjektet har derfor opprettet en Facebook-dagbok, som er et forsøk på å nå ut litt bredere enn bare det mest hardføre vitenskapsmiljøet.

— Vi har også hatt med dafnier til barnehager, og samarbeider med førskoleutdanningen på Dronning Maud. Barna synes det var veldig gøy å undersøke vannloppene, sier Einum og smiler bredt.