Vi har förtydligat hur vi behandlar personuppgifter och cookies.

Läs mer

En utskrift från Dagens Nyheter, 2019-02-20 22:53

Artikelns ursprungsadress: https://www.dn.se/nyheter/vetenskap/sa-avslojar-dna-tekniken-naturens-hemligheter/

Vetenskap

Så avslöjar dna-tekniken naturens hemligheter

En arktisk fluga sitter fastklistrad på en blomattrapp intill riktiga fjällsippor. Tomas Roslin och hans medarbetare har använt tekniken för att få insektsprover över hela Arktis. Foto: Mikko Tiusanen

Från fågelkvalsters maginnehåll till späckhuggares hudproblem: dna-analyser avslöjar vem som äter vem, vem som pollinerar vem och ger biologerna svar på frågor som förut inte ens gick att ställa.

Maria Gunther
Rätta artikel

Fjäderkvalster – små mikroskopiska spindeldjur som lever på fågelvingar – har länge betraktats som parasiter. Men när forskare vid forskningsstationen Estación Biológica de Doñana i Sevilla i Spanien undersökte dna i maginnehållet hos 1833 fjäderkvalster av 18 olika arter som samlats in från 18 fågelarter fann de inga spår alls av vare sig fågelblod eller fågelskinn. 

Istället hade kvalstren livnärt sig på svamp som orsakar infektioner och på bakterier.

– Alla har tänkt sig att de är skadliga, men så äter de bara skräp och föroreningar och är egentligen till nytta för fågeln. Uppfattningen om vem som har nytta av vem förändras helt när vi kan undersöka naturen på molekylnivå. Det här hade varit omöjligt att studera med vanliga metoder, säger Tomas Roslin, professor i insektsekologi vid Sveriges lantbruksuniversitet i Uppsala.

Han och hans kolleger har sammanställt veckans nummer av tidskriften Molecular Ecology, ett temanummer om hur dna-metoder hjälper forskarna att förstå hur olika arter samverkar med varandra och därmed hur hela naturen är uppbyggd. Studien av fågelkvalster är bara en av 22 artiklar om så skilda saker som mikrober på späckhuggares skinn och arktiska spindlars favoritmat

– Metoderna har förändrat i stort sett allt. Vem skulle väl för tio år sedan ha kunnat föreställa sig att vi i dag kan granska prover på tiotusentals varelser, eller deras avföring, och sluta oss till vem som har ätit vem, vem som pollinerar vem, eller vem som bor på vems rötter, hud eller fjädrar?

Tidigare fick biologerna ägna sig mycket mer åt rena gissningar. Om de ville ta reda på vad fladdermöss äter fick de leta efter små insektsdelar i djurens spillning och försöka sluta sig till vilken art de kan ha kommit ifrån. När de skulle studera artrikedomen i ett område fick de samla in några tusen insekter och skicka iväg dem till taxonomer, alltså specialister på att klassificera organismer, på olika håll i världen för att få dem identifierade.

– Det kunde ta några år, och erbjöd hemska mängder arbete för alla inblandade, säger Tomas Roslin.

Nu kan forskarna istället utvinna insekternas dna och jämföra med stora referensbibliotek, och på så sätt själva artbestämma dem på några timmar eller dagar. De behöver inte ens hela insekten: även om det bara skulle finnas ett enda ben kvar är det tillräckligt för att få reda på vilken art det tillhör.

– Plötsligt kan vi undersöka mycket större material, och taxonomerna kan ägna sig åt det de helst vill göra: att undersöka olika spännande arter, och därmed erbjuda unik och ovärderlig hjälp med att bygga upp referensbiblioteken

Många upptäckter har kommit som riktiga överraskningar.

– Ett exempel från vårt eget arbete är insikten att fåglar som jagar på dagen, fladdermöss som jagar om natten och även stora rovinsekter som trollsländor delar på samma bytesdjur, säger Tomas Roslin.

En annan överraskning är hur viktiga flyttfåglar är för att sprida frön från träd och buskar i Medelhavsområdet

– Man undersökte dna från frön i fågelspillning, och upptäckte att det mesta händer under en riktigt kort period när flyttfåglarna kommer.

Tekniken för att läsa av dna har förbättrats enormt snabbt de senaste decennierna, med en hastighet som får utvecklingen av nya datorer att verka långsam. Tack vare den kan biologerna för första gången systematiskt ta reda på hur olika organismer är sammankopplade med varandra i naturens komplicerade näringsvävar.

– Förut har vi oftast försökt dra slutsatser utifrån vilka arter som lever i samma område. Nu kan vi börja ställa helt nya frågor – frågor som man tidigare inte ens kunde tänka sig, säger Tomas Roslin.

Det pågår internationella samarbeten för att bygga upp bibliotek med dna-sekvenser, som fungerar som genetiska streckkoder som biologer kan använda för att identifiera vad de har hittat i sina prover. Ett exempel är databasen Bold som för närvarande innehåller varianter av en viss gen från fler än 6,7 miljoner organismer från hela världen.

Tomas Roslin och hans forskargrupp ligger bakom flera av studierna i temanumret. I ett samarbete med forskare i andra länder satte de ut klibbiga blomattrapper intill riktiga fjällsippor över hela Arktis: i Norge, Finland, Ryssland, Kanada, Alaska, och på Grönland och Svalbard, och fångade fler än 1360 olika arter av kryp.

– Hela vår idé om att Arktis är artfattigt är bara strunt. Man har tänkt sig att det är världens enklaste ekologiska system, men det är fruktansvärt komplicerat. För att vi ska kunna förstå hur klimatförändringarna påverkar naturen måste vi se till helheten, där en massa olika arter är jättehårt sammankopplade med varandra, säger Tomas Roslin. 

I ett annat forskningsprojekt malde forskarna ner matsvampar till mos i en vanlig mixer. Ur soppan fick de fram dna från alla insekter, parasitsvampar och bakterier som lever i och på den egna lilla värld som svampen är i skogen. 

Liknande massprover går också att göra i vatten från en sjö eller ur en hink full av insekter insamlade på samma ställe.   

– Alla former av dna kommer ut, och man får koll på hela röran på en gång, säger Tomas Roslin.

Det är också möjligt att hitta spår av djur som inte längre finns kvar i naturen.

– Man kan upptäcka urgamla och mycket svaga spår, som dna från mammutar och uroxar för att de har gått omkring och pinkat i ett område under en längre tid. Men det kräver ännu mer raffinerade metoder, eftersom det bara finns små mängder och dna-molekylerna bryts ned med tiden. Man måste också vara oerhört noggrann så att man inte själv av misstag tillför dna som inte fanns där från början.

Tekniken gör inte bara forskarnas jobb enklare, utan öppnar också helt nya världar och gör vetenskapen så mycket mer spännande, menar Tomas Roslin.

– Vi kan inte förstå en art utan att förstå samspelet med andra, och det kommer vi nu åt för första gången. Vi studerar inte längre arter parvis, som ett rovdjur och ett bytesdjur. Nu kan vi se hur typ 100 rovdjur är kopplade till 100 bytesdjur. Det är verkligen ultracoolt, säger han.

Att studera arktiska spindlar, kvalster på fåglar och insekter som lever i svampar kan verka onödigt eller i alla fall ointressant för andra än insektsbiologerna själva. Men enligt Tomas Roslin är det oerhört viktigt.

– De här små arterna som har varit i princip omöjliga att studera utgör nästan allt liv. Man förstår inte ett dyft om man inte förstår dem. Det är de som är livet på jorden.