En spand vand kan afsløre klimaændringernes indvirkning på livet i havet i Arktis

Klimaændringer rejser mange vigtige spørgsmål, ikke mindst hvordan det påvirker dyr og planter:tilpasser de sig, gradvist migrere til forskellige områder eller uddø? Og hvilken rolle spiller menneskelige aktiviteter? Det gælder ikke mindst Grønland og resten af ​​Arktis, som forventes at stå over for de største virkninger af klimaændringer.

"Vi ved overraskende lidt om marine arter og økosystemer i Arktis, da det ofte er dyrt og vanskeligt at lave feltarbejde og overvåge biodiversiteten i dette område, " siger lektor i havpattedyr og initiativtager til undersøgelsen Morten Tange Olsen fra GLOBE Instituttet ved Det Sundheds- og Medicinvidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet.

For at besvare disse spørgsmål, forskere fra Københavns Universitet, Aarhus Universitet og Grønlands Naturinstitut indsamlede vandprøver i Vestgrønland med hjælp fra lokale jægere og fiskere. Deres metode er enkel:Tag ud på havet i en lille båd og saml vand på flasker. Indholdet, imidlertid, er langt mere kompleks. Flaskerne med havvand indeholder såkaldt miljø-DNA, som kan give indsigt i, hvordan klimaændringer og menneskelige aktiviteter påvirker biodiversiteten. Forskerne har valgt at fokusere på grønlandshvalen, som udgør en nøgleart i det arktiske økosystem og derfor er en god indikator for ændringer i vandtemperaturer og havisen.

"Vandprøverne indeholder nok DNA fra grønlandshvaler til at bestemme deres tilstedeværelse, genetisk mangfoldighed, befolkningens sammensætning og migrationsmønstre. Du kan faktisk overvåge den marine biodiversitet i Arktis blot ved at gå ud i en lille båd og samle vand i flasker, som efterfølgende analyseres i DNA-laboratoriet. Denne måde, vi er i stand til at holde øje med, hvordan mennesker og klimaændringer påvirker grønlandshvalen og andet havliv i Arktis, siger Morten Tange Olsen.

Fodaftryk i en flaske

Sammen med lokale jægere og fiskere i Qeqertarsuaq (Godhavn), forskerne indsamlede mere end 100 en-liters vandprøver fra Diskobugten i Vestgrønland i maj 2017 og 2018. I maj havisen er netop brudt op, og grønlandshvaler besøger området for at fouragere. Prøverne blev indsamlet fra små både langs transekter og specifikt i grønlandshvalens 'fodaftryk' - de små krusninger på vandoverfladen, der opstår, når hvalerne kommer op for at trække vejret og dykke igen.

"Der er meget mere grønlandshval-DNA i et sådant fodaftryk end i en tilfældig vandprøve, der er indsamlet på samme tid i samme område. Du kan finde grønlandshval-DNA i et fodaftryk mindst 10 minutter efter hvalduen, " siger Natasja Lykke Corfixen, som var med til at igangsætte studiet som led i hendes kandidatspeciale på Det Naturvidenskabelige Fakultet på Københavns Universitet og Grønlands Naturinstitut.

Ved at optimere DNA-metoderne i laboratoriet, forskerne håber at kunne sekventere hele hvalens genom baseret på vandprøver. "Indtil videre har vi formået at sekventere mitokondrielle genomer fra vandprøverne, og vi tester i øjeblikket forskellige metoder til at indfange hvalens hele genom, samt genomerne af alger og krebsdyr, der indgår i deres fødekæde, " siger Ph.D.-studerende ved GLOBE Institute Dóra Székely.

Sundhed og genetik baseret på en vandprøve

Forskerne håber, at ved at optimere DNA-ekstraktion og sekventeringsprotokoller, og lære mere om sammenhængen mellem gener, adfærd og sundhed, de vil efterhånden kunne bruge metoden til at overvåge sundhedstilstanden for grønlandshvalen og mange andre dyr.

"Fagtet for miljø-DNA er under hastig udvikling og bliver i stigende grad brugt til biodiversitetsovervågning i søer, floder, vådområder og, til en vis grad, havet. Vi har vist, at metoden også er anvendelig i Arktis, og at det kan bruges til at overvåge ikke kun tilstedeværelsen af ​​en art, men også dens mangfoldighed og bevægelsesmønstre. Ved at videreudvikle denne enkle metode er vi i stand til at øge vores viden om marin biodiversitet markant, og forhåbentlig virkningen af ​​både klimaændringer og menneskelige aktiviteter, siger Morten Tange Olsen.