Danskere afslører havets ukendte liv med en dunk vand
Danske forskere har fundet en ny metode, der gør dem i stand til at kortlægge dyrelivet dybt nede i oceanerne - ganske enkelt ved at hive en dunk vand op af havet og analysere DNA'et i den.
eDNA liv oceaner hav fisk

Med miljø-DNA (eDNA) har forskerne for første gang vist, hvordan man, alene ved at indsamle vandprøver, kan kortlægge, ikke bare hvad, men også hvor der svømmer liv rundt oceanerne og dybhavet. Fotoet er fra skibet Paamiut, som blev brugt til forskningen. (Foto: Peter Rask Møller)

72 procent af vores planet er hav, men selv om vi i dag får satellitbilleder af Jorden ned på vores mobiltelefoner, og rumsonder sender billeder hjem fra overfladen af Mars, er det meste af livet i oceanernes mørke, kolde dyb stadig kun udforsket i pletvise glimt.

»Det har altid ærgret mig enormt meget, når jeg var med ude på forskningsskibene, at man kun kunne fiske i nogle bestemte områder, hvor bunden har den rette beskaffenhed - den må ikke være for blød, og den må ikke være for kuperet,« siger marinbiolog og fiskeekspert Peter Rask Møller ved Statens Naturhistoriske Museum, Københavns Universitet. 

»Så der er meget meget store områder, hvor vi aldrig nogensinde får noget information hevet med hjem,« fortsætter han.

Men det problem kan nu være løst.

Ny metode giver overblik over livet i oceanerne

Med såkaldt miljø-DNA (eDNA) viser forskerne for første gang, hvordan man, alene ved at indsamle vandprøver, relativt nemt og billigt kan kortlægge, ikke bare hvad, men også hvor mange der svømmer rundt i oceanerne og dybhavet.

»De nye DNA-metoder betyder, at vi fremover kan få bedre overblik over, hvad der findes dybt nede i oceanerne rundt om i verden, og metoden er helt oplagt som redskab til at undersøge fremtidens effekter af klimaforandringer i arktiske områder,« siger førsteforfatter Philip Francis Thomsen ved Center for GeoGenetik på Statens Naturhistoriske Museum, Københavns Universitet.

Det er adjunkt Tobias Guldberg Frøslev ved Biologisk Institut, Københavns Universitet, enig i.

»Studiet er superinteressant og et vigtigt skridt på vejen mod at kunne implementere de nye DNA-metoder til at registrere og overvåge biodiversiteten i vores verdenshave, som er under et kraftigt pres fra både fiskeri og klimaforandringer,« siger Tobias Frøslev, som ikke har deltaget i studiet, men selv bruger eDNA til at forske i den danske biodiversitet i et projekt kaldet Biowide.

Med de menneskeskabte klimaforandringer kan metoden få afgørende betydning, fordi forskerne ved så lidt om livet under havet og nu meget bedre vil kunne dokumentere, hvordan livet i havene påvirkes.

»Der er meget stor interesse, så vi får masser af henvendelser fra hele verdens forskere, som også vil det her og vil vide, hvordan vi gør,« siger Peter Rask Møller.

Studiet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift PLoS ONE.

eDNA begyndte med istidens mammutter

torsk eDNA oceaner liv havet

Forskerne finder DNA fra mindst næsten 50 fiskearter i vandprøver fra Grønland, som repræsenterer 26 ud af de 28 fiske-familier, der blev fanget umiddelbart efter med bundtrawl. (Foto: Peter Rask Thomsen)

Forskningen udspringer fra Center for GeoGenetik, der ellers mest er kendt for at kortlægge fossilt arvemateriale fra årtusinder gamle knogler.

Men faktisk følger det nye studie den samme røde tråd, som lederen af centeret, professor Eske Willerslev, har fulgt i alle årene. Willerslevs karriere begyndte nemlig, efter at han og specialemakkeren, Anders Johannes Hansen, fandt DNA fra flere tusinde år gamle svampe og alger i iskerner, boret op af indlandsisen i Grønland.

Det fulgte de op i 2003 med en sensationel artikel i Science, hvor de fandt titusinder af år gammelt DNA fra store pattedyr som mammut, fugle og planter i helt almindelige jordprøver fra Sibirien.

»Folk sagde, at det var galimatias at lede efter DNA i jord, for hvordan skulle man forestille sig, at man kunne finde DNA fra pattedyr, planter og alt muligt i små miljøprøver,« siger Eske Willerslev.  

Studiet ændrede den måde, folk tænker på og åbnede en helt ny dør til at studere naturen, ligesom det grundlagde feltet, man nu kalder eDNA, som virkelig er blomstret op de sidste par år.

»Jeg synes stadigvæk selv, at det er den bedste og største opdagelse, jeg har gjort indtil nu. Det er superfedt, og det er jeg virkelig glad og stolt over, det må jeg sige.« 

Vi svømmer i fiske-DNA

Sideløbende er DNA-teknologierne blevet så gode, at man kan finde DNA'et, hvis der nærmest blot er ét enkelt molekyle, og i 2012 fandt forskerne også dyrenes DNA i havvand.

Fra nordmolen i Helsingør tog forskerne nogle få vandprøver og viste, at man kunne spore alle de almindelige dyr, der lever i Øresund.

Og, hvad der også var vigtigt, viste forskerne, at der ikke var DNA fra sære tropiske fisk i Ørewsund. Med andre ord viste de, at DNA'et overlever længe nok i havet til at afspejle den lokale fiskefauna, men ikke overlever så længe, at DNA langvejs fra giver et misvisende billede.

»Det var et lille, men rigtigt fint studie, og så ville vi jo gerne prøve det af i et rigtigt ocean på store dybder,« siger Peter Rask Møller.

21 vanddunke samlet op fra havet ved Grønland

Derfor allierede Peter Rask Møller og hans kollegaer sig med Grønlands Naturinstitut, hvis forskningsskib R/V Paamiut årligt trawler havbunden i Davisstrædet i det sydvestlige Grønland.

Indsamlingerne danner grundlaget for at følge udviklingen i fiskebestandene - ikke mindst de kommercielt vigtige hellefisk og rødfisk - ved år for år at registrere fangsten i lange tidsserier.

Umiddelbart før hvert trawltræk indsamler mandskabet også vandprøver til at måle forskelligt vandkemi, og derfor var det egentlig blot et spørgsmål om, at seniorforsker Ole Ankjær Jørgensen ved Naturinstituttet og DTU skulle hælde et par liter vand i nogle dunke og fryse dem ned, så forskerne i København kunne kortlægge DNA'et.

I alt kom 21 vanddunke til København med vand fra 21 trawltræk i dybder, varierende mellem 188 og 918 meter.

fisk groenland roedfisk

Sebastes = rødfisk - som er en af de kommercielt vigtigste fisk i Grønland. (Foto: Peter Rask Møller)

Masser af DNA matcher fangsten

Resultatet var meget opløftende.

»Vi var meget spændte på, om metoden ville virke på store dybder i åbent hav, og det gjorde det - vi fandt repræsentanter for 26 ud af de 28 fiske-familier, som blev fanget i bundtrawlingen,« siger Philip Francis Thomsen.

»Selv prøver, taget på næsten en kilometers dybde, indeholdt masser af fiske-DNA, inklusiv vigtige kommercielle arter som hellefisk og rødfisk, men også dybhavsfisk som glathovedfisk, prikfisk og dybhavstudsefisk,« fortsætter han.

For det første har forskerne dermed bevist, at metoden virker i det ’rigtige’ store og dybe ocean, men det rigtigt spændende er, at forskerne nu for første gang kan sammenholde biomassen af de trawlede fisk direkte med antallet af DNA-sekvenser, og resultatet viser, at antallet af eDNA-sekvenser matcher biomassen rigtig fint.

»Det ret spændende er jo, at det faktisk er de almindeligste arter, som også kommer ud i størst antal, så vi har en i hvert fald semi-kvantitativ metode,« siger Peter Rask Møller.

Med andre ord peger studiet på, at eDNA ikke bare kan afsløre, hvilke fisk der svømmer rundt, men også hvor mange fisk der er i området.

eDNA giver et gennemsnitsbillede

Forskerne ved fra andre forsøg, at fiskenes DNA primært stammer fra celler i fiskenes afføring, og at det forsvinder efter cirka en uge, så eDNA giver ikke et øjebliksbillede som et trawl, men en slags gennemsnit.

Og det, finder Peter Rask Møller, kan være en stor fordel, fordi det ikke er så vigtigt, om man lige er heldig at være på det helt rigtige sted og på det helt rigtige tidspunkt.

»Alle, der lystfisker, ved, hvor drønirriterende det kan være ikke at fange noget, selv om man ved, at fiskene er der,« siger han.

Grønlandshajen kan følges

Et af de interessante fund, forskerne har gjort, er store mængder eDNA fra grønlandshajen, som slet ikke afspejles i fangsten (de har kun fanget 1 haj ud af 21 trawltræk), fordi grønlandshajen er så stor, at den oftest svømmer uden om trawlene. 

eDNA’et viser altså, at hajerne er der, men bare ikke bliver fanget i trawlene, og takket være eDNA'et kan man derfor nu følge bestanden af store dyr som grønlandshajen, der som rovdyr øverst i fødekæden er en nøgleart for økosystemet.

fish haj

Havbiolog Roberta Russo på dækket ved siden af en stor grønlandshaj. (Foto: Peter Rask Møller)

Samtidig har eDNA'et den store fordel, at det er non-invasivt modsat trawlene, som fanger og fjerner de fisk, man egentlig ønsker at overvåge.

Forskerne understreger, at metoden stadig er ny, og der er masser af muligheder for at fintune den, men i fremtiden mener de, at eDNA vil være et godt supplement til trawlene.

Kan nu se livet, hvor ingen før har set

Men metodens potentiale er meget større end det, for med eDNA kan forskerne for første gang få indsigt i områder af oceanerne, som de ellers aldrig besøger.

De hidtidige studier svarer næsten til, at man kun kendte Europas fauna ud fra livet på enge, men gisnede om livet i bjergene og skovene.

fisk figur resultater

Overblik over de fiskefamilier, forskerne finder i trawl og med eDNA. I alt trawlede de 2.341 kg fisk - 4.412 individer. Både eDNA fra vandprøver og trawlene fandt stort set de samme familier af fisk - 26 ud af 31. De to familier som er i trawl, men ikke i eDNA'et, er sjældne arter, hvis DNA derfor også antages at være sjældent. Omvendt er de tre familier, som er i eDNA, men ikke i trawl, arter, der lever højere oppe i vandsøjlen og derfor typisk undgår trawl. (Foto: Thomsen et al./PLOS ONE)

»Som det er nu, er det lidt tilfældigt, hvad vi ser med spredt monitering få gange om året. Og det foregår jo i øvrigt også på bunden, mens hele vandsøjlen og fiskefaunaen i de frie vandmasser faktisk ikke er specielt godt dækket,« siger Peter Rask Møller.

»Så der er rigtig, rigtig meget vand derude, som trænger til at blive undersøgt,« tilføjer han.

Dermed kan livet i oceanerne for alvor begynde at blive åbenbaret, og Peter Rask Møller vil f.eks. kunne få stillet sin nysgerrighed på, hvad der lever i alle de områder, hvor man ikke kan trække trawl.

Klimaforandringerne er i fuld sving

Hvad de kommer til at finde i de grå pletter af især dybhavet, kan ingen sige, men i forhold til klimaforandringer kan det haste med at få set efter.

»Sidste år var jeg på et togt med et norsk forskningsskib i Nordøstgrønland, og det var første gang, nogen havde fisket i det område. Det sker faktisk ofte, fordi det er så sjældent, at nogen kommer der, så det er jo svært at sige, hvordan der så ud før klimaforandringerne,« siger Møller.

fisk hellefisk

Gabet af en helleflynder - som er en af de kommercielt vigtigste fisk i Grønland. (Foto: Peter Rask Møller)

Men klimaforandringerne er allerede begyndt at kunne mærkes, og f.eks. fandt forskerne sidste år torsk længere nordpå end nogensinde før. Det betyder, at arktiske arter som ishavstorsken fortrænges, ligesom man frygter, det vil ske med isbjørnen.

Det mest markante eksempel er makrellen, som normalt er en sydlig fisk, men som for første gang blev fanget i Grønland i 2011 og nu fanges i hundredevis af tons.

»Nogle gange kan det være til vores fordel, men når der sker et helt regime-skift, så helt andre arter overtager et område, kan man sagtens forestille sig, at der bliver meget af noget, vi ikke er så begejstrede for,« siger Peter rask Møller.

»Overordnet er det supervigtigt, at vi ved, hvad der sker derude, og hvilke økosystemer man har der, hvor man fisker, hvis de bliver lavet markant om.«

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud