DNA-mutationer – vårt hopp för ett hav i förändring?

Havens mikroalger producerar hälften av allt syre på jorden, vilket betyder att marina miljöer har en enorm betydelse för vår existens.

Dessutom har havet flera inneboende värden i form av fiske, fartygstrafik, kustbebyggelse, turism och rekreation.

En avsevärd del av världens ekonomi baserar sig alltså på tjänster och produkter som kommer från havet.

Men just nu medför klimatförändringen väldiga rubbningar i havens ekosystem.

I praktiken betyder detta att även Östersjön anpassar sig till pågående förändringar.

Men vilka förutsättningar har vårt hav för anpassning?

Och hur påverkar Östersjöns anpassning vårt dagliga liv?

Detta undersöker vi på ÅA genom att analysera den genetiska variationen hos kiselalger.

De är livsviktiga organismer, eftersom de varje vår fungerar som startenergi för hela Östersjöns ekosystem.

Utan kiselalger har djurplankton ingen mat, och då uteblir också fiskens viktigaste födokälla.

DNA-mutationer, eller förändringar i arvsmassan, innebär att den genetiska variationen ökar.

Det sker ingen evolution utan dessa mutationer, som kan uppstå spontant, slumpmässigt eller i samband med förökningsprocessen hos en art.

Detta är grunden till hur djur och växter anpassar sig till förändringar i naturen och den process som avgör hur livet på jorden utvecklas.

Mutationer och genetisk variation är alltså en nödvändig sak.

Variation fungerar som en sorts försäkring då miljön förändras, eftersom en art med flera genetiska varianter med hög sannolikhet innefattar en grupp individer som kan överleva en förändring.

Kiselalger har funnits på jorden i ca 200 miljoner år.

De har alltså klarat av stora miljöförändringar tidigare och våra senaste resultat visar att Östersjöns viktigaste kiselalg har en relativt hög genetisk variation.

Kiselalgerna har dessutom en speciell livscykel som ger oss en unik möjlighet till att studera hur dessa organismer har anpassat sig till de mänskliga aktiviteter som förändrat Östersjön under de senaste 100 åren.

De bildar nämligen viloceller som sjunker till havsbotten varje år och går i ”dvala”.

Enskilda lager av kiselalger som ansamlas på havsbotten varje år kan dateras, lite som årsringar i träden, och på så vis har ett arkiv med alger bildats över tusentals år.

Med dagens teknik kan vi återuppväcka kiselalger som levde i Östersjön för 100–150 år sedan.

Dessa kan användas i experiment som simulerar olika miljöförhållanden.

På så vis kan vi jämföra hur den genetiska och fysiologiska variationen hos dagens kiselalger, ter sig i förhållande till variationen hos premoderna alger.

Det här kan ge oss svar på frågan om kiselalgernas förutsättning till anpassning.

Är dagens kiselalger ”stressade”?

Är de på väg att försvinna och ersättas av skadliga alger?

Eller kan vi hitta en grund för deras anpassning på genetisk nivå, genom att jämföra de återuppväckta generationerna, med generationer som redan genomgått stora förändringar i form av en temperaturförhöjning och ökade halter av näringsämnen under 1900-talet?

Genom att undersöka DNA-mutationer hos kiselalger över tid, samt se den verkliga betydelsen av genetisk variation för algernas fysiologi, kan vi förutspå förändringar i deras utbredning i framtiden.

Kiselalgernas genetiska variation kan ge hopp om att åtminstone en del av Östersjön har vad som krävs för en snabb anpassning till en ny värld.

En värld som tillåter lata dagar vid badstranden, och ett hav som producerar fisk att äta och syre att andas.

Vårt hav i förändring är en serie kolumner skrivna av forskare i Miljö- och marinbiologi, samt profileringsområdet Havet, vid Åbo Akademi. I texterna beskrivs hur Östersjön och livet i havet fungerar och förändras, vad vi kan göra, och vad som redan görs för ett friskare hav. De havsrelaterade kolumnerna publiceras i ÅU var fjärde vecka.

Conny Sjöqvist