En spand vand kan afsløre klimaforandringernes påvirkning af havets liv i Arktis
Vi ved meget lidt om livet i havet i Arktis. Det forsøger forskere fra bl.a. Københavns Universitet nu at lave om på. I et nyt studie har de vist, at man med en simpel vandprøve kan monitorere grønlandshvalens forekomst, migrationsmønstre og genetiske diversitet i ellers svært tilgængelige områder. Metoden kan bruges til at forstå, hvordan klimaforandringer og menneskelige aktiviteter påvirker havets liv.
Klimaforandringerne bringer mange vigtige spørgsmål med sig. Ikke mindst hvordan de påvirker verdens dyr og planter: Tilpasser de sig, flytter de sig langsomt til nye områder, eller uddør de helt? Og hvilken rolle spiller menneskelige aktiviteter? Det gælder ikke mindst i Grønland og resten af Arktis, hvor effekterne af klimaforandringer menes at blive størst.
”Vi ved overraskende lidt om især havets arter og økosystemer i Arktis, da det ofte er dyrt og besværligt at lave feltarbejde og overvåge de forskellige arter og bestande,” fortæller lektor i havpattedyr og initiativtager til studiet Morten Tange Olsen fra Globe Institute på Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet.
For bedre at kunne besvare disse spørgsmål har forskere fra Københavns Universitet, Aarhus Universitet og Grønlands Naturinstitut sammen med lokale fangere ad flere omgange indsamlet vandprøver i Vestgrønland. Metoden er simpel: sejl ud med jolle, og saml vand i flasker. Men indholdet er langt mere komplekst. Flaskerne med arktisk havvand indeholder nemlig såkaldt miljø-DNA, som kan gøre forskerne klogere på, hvordan klimaforandringer og menneskelige aktiviteter påvirker biodiversiteten. Forskerne har specifikt undersøgt grønlandshvalen, fordi den er en nøgleart i det Arktiske økosystem og en god indikator for ændringer i havtemperatur og isdække.
”Vandprøverne indeholder nok DNA fra grønlandshvaler til at bestemme hvalernes forekomst, deres genetiske diversitet, bestandens sammensætning og migrationsmønstre. Man kan altså monitorere biodiversiteten i de arktiske havområder blot ved at sejle ud i sin jolle og indsamle vand på flasker, som herefter kan analyseres i DNA-laboratoriet. På den måde kan vi holde øje med, hvordan mennesker og klimaforandringer påvirker grønlandshvaler og andet marint liv i Arktis,” fortæller Morten Tange Olsen.
Louise Løvschall Mørch, som også har været en del af studiet, indsamler vandprøver i Diskobugten, Grønland. Foto: Natasja Lykke Corfixen.
Fodspor på flaske
I fællesskab med lokale fangere i Qeqertarsuaq (Godhavn) har forskerne indsamlet over 100 enliters vandprøver fra Diskobugten, Vestgrønland, i maj 2017 og 2018. I maj er isen netop brudt op, og grønlandshvalerne er i bugten for at søge føde. Prøverne blev indsamlet fra joller langs transekter samt specifikt i grønlandshvalernes ”fodspor” – de ringe i vandet, der opstår på overfladen, når hvalerne kommer op for at trække vejret, og når de dykker igen.
”Der er meget mere grønlandshval-DNA i et fodspor end i en tilfældig vandprøve indsamlet på samme tid i det samme område. Man kan spore grønlandshval-DNA i et fodspor i mindst 10 minutter, efter hvalen er dykket,” siger Natasja Lykke Corfixen, der var med til at starte studiet som en del af sit speciale ved Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet på Københavns Universitet og Grønlands Naturinstitut.
Ved at optimere DNA-metoderne i laboratoriet håber forskerne at kunne sekvensere hele hvalens genom, det vil sige alle hvalens gener, alene ud fra en vandprøve. ”Indtil videre er det lykkes os at sekvensere mitokondriegenomer fra vandprøverne, og vi tester nu forskellige metoder til at fange hele hvalens genom, samt genomer fra de alger og krebsdyr som indgår i dens fødekæde,” fortæller ph.d.-studerende ved Globe Institute Dóra Székely.
Sundhed og genetik ud fra en vandprøve
Forskerne håber, at de ved at blive dygtigere til at oprense og sekvensere det indsamlede DNA, samt ved at lære mere om sammenhængen mellem gener, livsstil og sundhed, på sigt kan bruge metoden til at monitere grønlandshvalen og mange andre dyrs sundhedstilstand.
”Miljø-DNA er et område i rivende udvikling og anvendes i stigende grad til at monitorere arter dyrelivet i søer, vandløb og i nogen grad havet. Vi viser, at metoden også kan anvendes i Arktis, og at den kan bruges til meget mere end at monitere arters forekomst, men også diversitet og bevægelsesmønstre. Ved videreudvikling af den simple metode, kan vi opnå meget mere viden om havets biodiversitet og forhåbentlig kortlægge både klimaforandringer og menneskers påvirkning af den,” siger Morten Tange Olsen.
Studiet ”Environmental DNA captures the genetic diversity of bowhead whales (Balaena mysticetus) in West Greenland” er publiceret i tidsskriftet Environmental DNA. Studiet er støttet af Carlsbergfondet, Den Grønlandske Fond og Office of Naval Research.
Kontakt:
Lektor Morten Tange Olsen,
+45 42 66 15 25
morten.olsen@sund.ku.dk
Ph.d.-studerende Dóra Székely
dora.szekely@bio.ku.dk
Cand.scient. Natasja Lykke Corfixen
natasja.corfixen@gmail.com
Kommunikationskonsulent Amanda Nybroe Rohde
+45 23 64 94 25
amanda.rohde@sund.ku.dk
Københavns Universitet har fokus på forskning og uddannelse, der bidrager til løsninger på bæredygtighed og globale udfordringer. Læs mere her.