10.6.2019
Conny Sjöqvist skriver om ett utbyte av livsviktiga funktioner på havets mikronivå, en miljö som är nästan helt obekant för oss.
Vi vet hur viktiga bakterierna i vår tarm är för vårt välmående. Detta mikrobiom bearbetar det vi äter och stimulerar vårt immunförsvar redan under våra första levnadsdagar, och fortsätter att upprätthålla balansen i vår kropp under hela livet. Bakterierna i tarmen drar också nytta av denna samvaro, eftersom vi erbjuder dem ett habitat, fyllt av användbara resurser.
Precis som människan, lever havens encelliga mikroalger i ett konstant förhållande med bakterier. Även mikroalger har sitt egna mikrobiom. Mikroalger producerar hälften av allt syre på jorden, utgör grunden för den marina näringskedjan och hämmar negativa effekter av klimatförändringen. Men allt detta vore omöjligt utan samlevnad med bakterier.
En typisk mikroalgcell, kring 0,05 millimeter i diameter, omges av ett ännu tunnare skikt, fyllt av användbara resurser. Detta skikt kallas för fykosfären (eng. phycosphere), och följer inte samma fysiska lagar som vattnet omkring. Vatten i fykosfären är trögflytande på grund av den minutiösa skalan. Trögheten ger området sin fysiska integritet och möjliggör dess existens även då cellen råkar i turbulenta vatten.
Det är i fykosfären som interaktionerna mellan mikroalgen och bakterierna sker. Det är som en vimlande marknadsplats där saker sker i en konstant flux. Här utbyts varor på cellulär nivå, algcellen erbjuder molekyler som bakterierna kan bryta ned för att få den energi de behöver. Bakterierna återbetalar med andra varor, såsom vitaminer och spårämnen. Vissa bakterier trivs här länge, andra kommer och går.
Då algcellen har brist på en viss råvara, utsöndrar den molekyler som attraherar specifika bakterier till fykosfären med förmågan att producera exakt den molekyl som algen behöver. Mikroalger kan till exempel inte producera vitamin B12 (kobalamin), något som den inte heller kan leva utan, och behöver därför en konstant interaktion med bakterier som kan erbjuda detta vitamin.
Faran är att dessa interaktioner kan komma att förändras i och med störningar i miljön. I kustnära vatten utgör rester av antibiotika en risk i denna bemärkelse, men antagligen inte i någon allvarlig grad på grund av kraftig utspädning. Den stora risken ligger i de kolossala hydrografiska förändringar som Östersjön har framför sig det kommande århundrandet. Stigande temperaturer, minskande salthalt och sjunkande pH. Vad innebär detta för mikroalger och associerade bakterier?
Den stora risken ligger i de kolossala hydrografiska förändringar som Östersjön har framför sig det kommande århundrandet. Stigande temperaturer, minskande salthalt och sjunkande pH. Vad innebär detta för mikroalger och associerade bakterier?
Kommersen på cellulär nivå, som pågår varje dag och har pågått i över hundratals miljoner år; den upprätthåller livet på jorden som vi känner till det. Men faktum är, att vi vet extremt lite om vad som egentligen försiggår i fykosfären. För Östersjöns del, vet vi inte ens vilka bakterier som interagerar med vilka alger, desto mindre vet vi om själva interaktionerna.
Eftersom vi inte ens vet vad som händer just nu, är det omöjligt att förutspå vad som kan hända i framtiden. Det skall vi på miljö- och marinbiologi vid Åbo Akademi börja undersöka under 2019 i samarbete med Åbo universitet.
Vi skall kartlägga mikrobiomet hos Östersjöns viktigaste kiselalg, och utreda ifall en lägre salthalt påverkar förhållandet till associerade bakterier, och hur det i sin tur påverkar algens viktigaste ekologiska funktion: fotosyntesen. Arbetet försvåras av att kiselalger i Östersjön består av många olika genetiska varianter, och varje klon kan ha en unik sammansättning av bakterier.
Arbetet påbörjas alltså, det avslutas kanske aldrig. Men där ligger charmen i forskning.
Conny Sjöqvist
Skribenten är projektforskare vid Åbo Akademi inom profileringsprojektet Havet och nybliven Finlands Akademi-forskardoktor.