Danske forskere gør op med darwinistisk tradition
Al biologisk forskning er i dag baseret på, at verden kan inddeles i arter – men måske er det bedre at tænke i de træk, organismer har til fælles på tværs af arter, lyder det fra danske forskere.
Vandloppe arter artsbegreb

Der findes 10.000 arter af vandlopper – men kun ganske få nøgletræk, der beskriver dem på tværs af arter. (Foto: DTU Aqua)

Der findes 10.000 arter af vandlopper – men kun ganske få nøgletræk, der beskriver dem på tværs af arter. (Foto: DTU Aqua)

Sex og mad. Alle organismer i verden vil gerne have det for at overleve – og vi vil gøre alle mulige forskellige ting for at få fat i det.

Tag de scoreglade fyre på et diskotek; der er ham, der stiller sig op i baren og venter på, at en sød pige skal komme forbi. Og så er der ham, der stiller sig ud på dansegulvet og gramser på alt og alle.

Tilsvarende vil én sulten vandloppe have som strategi at ligge fuldstændig stille i vandet for at snuppe sit bytte med et spjæt, når det svømmer intetanende forbi. Mens en anden bakser som en vanvittig med alle lemmer og nærmest 'skubber' maden ind i gabet.

Sådanne strategier kalder danske forskere i et nyt studie for 'træk', og det er ud fra sådanne træk, at de netop har publiceret en række globale kort. Ikke over fyre på diskoteker, men over vandlopper.

En stor bedrift – og et opgør med en 150 år gammel, darwinistisk tradition.

Det kan vi bruge træk-tankegangen til

1: I stedet for at have for eksempel 10.000 arter af vandlopper og et virvar af informationer om hver enkelt art, bryder forskerne organismerne ned i 5-6 nøgletræk.

2: På den måde kan de på en meget mere simpel måde overskue havets diversitet og sætte nøgletrækkene på formler.

3: Med formler kan de eksempelvis forsøge at forudsige, hvordan havets liv vil reagere på klimaforandringer.

En mere simpel måde at beskrive økosystemer

Siden Charles Darwins tid har arter været vores måde at se og forstå naturen på. Han kaldte endda sit hovedværk for 'Arternes Oprindelse', og hans evolutionsteori er i dag bærende for al biologisk forskning.

Men arter er en utilstrækkelig og kompliceret måde at beskrive økosystemer på – i al fald hvis man vil forstå deres funktion, mener professor Thomas Kiørboe fra Center for Ocean Life, DTU Aqua. Han er forfatter på det nye studie, der er publiceret i Ecology Letters.

»En af økologiens vigtigste mål er at forstå, hvorfor organismer er udbredt, som de er, og hvordan økosystemer er strukturerede. Den traditionelle måde at gøre det på er at se på, hvordan arterne er fordelt. Men havets skabninger lever ikke, hvor de gør, på den måde de gør, på grund af deres navn eller slægtskab – det gør de, baseret på hvordan de passer ind i og udnytter miljøet,« forklarer han.

»Derfor forsøger vi i stedet at beskæftige os med de træk, som karakteriserer individerne, for eksempel deres måde at spise på. Det er en meget mere simpel måde at opdele og beskrive marine økosystemer på og siger samtidig direkte noget om økosystemernes funktion.«

Vandlopper kort global træk fordeling

Her ses nogle af de kort over vandlopper, som forskerne har udarbejdet. De er baseret på træk som kropsstørrelse, mangfoldighed i kropsstørrelse, føde og størrelsen på afkom. (Illustration: Fra den videnskabelige artikel)

Tre livsmissioner: spis, overlev og reproducer

Såvel som vandlopper har vi alle tre fundamentale missioner i livet:

  1. At spise
  2. At reproducere os selv
  3. At overleve

De fællestræk, som forskerne ved Centre for Ocean Life har inddelt vandlopperne efter, har alle betydning for disse overordnede missioner.

Det ironiske er, at vi egentlig bruger Darwins tankegang om 'survival of the fittest', men bare skipper arterne.

Thomas Kiørboe

Eftersom vores livsmissioner er ens, ville man faktisk teoretisk set kunne inddele alle organismer i verden efter træk – også dem på landjorden. Således kunne myrer, huskatte, moskusokser, kongeørne og giraffer vise sig at have træk til fælles på tværs af de arter, de af mennesker er definerede som.

I det nye studie – og på Centre for Ocean Life i det hele taget – er det dog havet, og derfor også havets økosystemer, forskerne har for øje.

Giraf baby moskusokse mus

Eftersom vores livsmissioner er ens, ville man faktisk teoretisk set kunne inddele alle organismer i verden efter træk. (Fotos: Shutterstock)

»Vi springer et led over«

Forskerne indsamlede eksisterende data om organismerne og observerede dem selv under kontrollerede forhold i laboratoriet for på den baggrund at inddele dem i fællestræk.

De udarbejdede en række kort, som er meget mere simple og overskuelige, end man nogensinde havde kunnet opnå ved hjælp af arter, mener professor Thomas Kiørboe.

»Vi er ikke interesserede i arterne, vi er interesserede i funktionen, og den er bestemt af de træk, som udgør økosystemet. Der er meget færre fællestræk, end der er arter, så det er både en mere præcis og simpel måde at beskrive det på. Du kan oversætte arter til træk – men du kan ikke gå den anden den vej. Det siger noget om, at vi faktisk springer et led over,« forklarer han.

Vi er vant til at tale om arter

De danske forskere udfordrer en stædigt vedholdende tradition inden for biologien, når de vælger at lægge fokus på træk frem for arter. Og selv om de er opmærksomme på ikke at bruge ordet 'arter', når de fortæller om deres forskning, kommer de til det – mange gange.

»Det er kontroversielt i den forstand, at alle kommer til at tale om arter alligevel, for det er vi opdragede med,« siger Thomas Kiørboe og fortsætter:

»Men det er samtidig en bevægelse i tiden, og vores center har været en vigtig drivkraft i den bevægelse. Vi prøver at forstå mekanismerne og ikke bare lave statistiske analyser, og der har vi lagt os i spidsen.«

Hvad skal vi med grundforskning?


Videnskab.dk tager dig med helt ind i maskinrummet af grundforskningen og finder ud af:

  • hvad skattekronerne går til,
  • hvilke projekter der bliver lavet,
  • hvem der står bag og
  • hvad vi historisk set har fået ud af grundforskning.

Læs også: Hvad er grundforskning?

Selv om der er tale om en generel bevægelse, mener Thomas Kiørboe nu alligevel, at det nye studie vil vække opsigt. Det er første gang, at nogen har lavet en så detaljeret, global beskrivelse af organismernes funktion i havet, forklarer han.

Giver stærk indsigt i zooplankton

En kollega fra Californien, som ikke har været involveret i forskningen, er enig. Det nye studie er »det mest komplette og grundige af sin slags,« mener Andrew Barton, som er biologisk oceanograf og økolog ved Scripps Institution of Oceanography, University of California San Diego.

Han arbejder selv med mikrober og zooplanktons træk i forskellige miljøer og er særligt begejstret for, at forskerne har gjort kort-databasen offentligt tilgængelig og dermed brugbar for andre forskere.

»Studiet er veludført og giver en stærk indsigt i, hvordan zooplanktons træk varierer i forskellige miljøer i havet,« skriver han i en mail til Videnskab.dk.

Han mener også, at den 'træk-baserede' tilgang giver en bedre forståelse af økologisk kompleksitet og biodiversitet.

»I stedet for at se på tusindvis af arter, hver med deres særlige særheder og karakteristika, kan du overveje variationen i få afgørende træk, der bestemmer fitness,« skriver han. 

Kropsstørrelse er afgørende for overlevelse

Vandlopper

Copepoder, også kaldet vandlopper, dækker over en gruppe af dyreplankton og er havets mest almindelige flercellede organismer.

De spiller en central rolle i fødekæden, idet alle fiskelarver og mange fisk lever af dem. Som helhed er de en af de vigtigste faktorer for energiomsætningen i verdens have.

Kilde: Thomas Kiørboe

Forskerne har beskrevet omkring 5-6 nøgleegenskaber for hver art af 'copepoder', som vandlopper kaldes på forskersprog. Derefter oversatte de dem til træk.

Alt i alt har forskerne data for 500 arter af vandlopper i de nye kort. Der findes egentlig 10.000, men de resterende 9.500 arter er meget sjældne.

»Et af disse fællestræk er kropsstørrelse,« fortæller ph.d.-studerende og hovedforfatter på studiet, Philipp Brun. Han arbejder ved Centre for Ocean Life, DTU Aqua, hvor forskningen udspringer fra, og hvor Thomas Kiørboe er leder.

»Kroppens størrelse er bestemmende for, hvem du spiser, og hvem der spiser dig. Den har også betydning for, hvordan du beskytter dig selv. En stor vandloppe skal bruge mindre energi på at bevæge sig og svømmer længere ned i vandet for at undgå fjender. Og så har størrelse også en betydning for, hvordan du reproducerer dig selv, så det er faktisk et træk, der har noget at sige for alle livsmissionerne,« siger Phillip Brun, der har udført det meste af det praktiske arbejde og blandt andet gennemtrawlet al tilgængelig litteratur om vandlopper.

Nøgleegenskaber brugt til inddeling

Ud over kropsstørrelse kiggede forskerne for eksempel på:

  • Hvordan vandloppen indsamler mad.
  • Hvordan den reproducerer sig.
  • Hvordan dens nervesystem er indrettet – en afgørende faktor for, hvor hurtigt en vandloppe kan reagere på rovdyr.

Alle træk har et 'trade off'. Er vandloppens strategi for at få fat i mad for eksempel at ligge helt stille og vente, løber den en lille risiko, men har til gengæld mindre chance for at få noget at spise.

Vandloppen, der okser af sted, får mere mad, men laver til gengæld også store forstyrrelser i vandet omkring sig og er dermed et mere oplagt bytte for rovdyr.

»De træk, vi har udvalgt, er dem, der er afgørende for en organismes 'fitness', som altså igen er bestemt af dens tre missioner i livet,« forklarer Thomas Kiørboe.

LÆS OGSÅ: Hop gør vandlopper usynlige

Vil sætte hele havet på formler

Centre for Ocean Life

Centre for Ocean Life er et grundforskningscenter med udpræget ekspertise på sit område, nemlig økosystemerne i havet med særligt fokus på mikroorganismer.

Centret ligger i Charlottenlund og er indrettet i en gammel, fredet hestestald ved navn Kavalergården. Omkring 42 mennesker arbejder på matriklen.

Ocean Life er en sektion ved DTU Aqua, det er støttet af den private, almennyttige fond VILLUM FONDEN og er et såkaldt 'center of excellence'.

Men selv om copepoder er en afgørende gruppe af zooplankton, er vandlopper alligevel bare første skridt på vejen.

Forskerne vil gerne lave trækbaserede kort over alle organismer i havet fra zooplankton til vandmænd og fisk. Dernæst vil de gerne sætte det hele på formler.

Fordi træk er afgørende for, hvor en vandloppe befinder sig og hvorfor, kan man i teorien også regne den anden vej og sige, at hvis du har et særligt område med nogle særlige forudsætninger, bør du have den og den type vandlopper.

På den måde kan man – i teorien – lave forudsigelser for alle økosystemer og eksempelvis forudsige, hvordan de vil blive påvirket af klimaforandringer – og omvendt.

Copepoder spiller eksempelvis en afgørende rolle i havets kulstofregnskab, idet de trækker CO2 med sig ned fra overfladen. Store vandlopper trækker mere kuldioxid med sig ned, og de trækker det desuden længere ned, end små vandlopper gør. Det har betydning for, hvor længe kuldioxiden forbliver i havet.

LÆS OGSÅ: Vandlopper er verdenshavenes effektive kuldioxid-svampe

Ligesom at lave en vejrudsigt – for havet

Formler er ekstremt brugbare, når man forsøger at danne sig et helhedsbillede af havets økosystemer, og hvordan de vil komme til at se ud i fremtiden, fortæller Thomas Kiørboe.

»Det er for at foregribe begivenheder, at man gerne vil lave forudsigelsesmodeller. Det er ligesom at lave en vejrudsigt. Der kan man heller ikke lave eksperimentet på forhånd, men man bruger sine beregningsmodeller til at sige, at vejret sandsynligvis bliver sådan og sådan i morgen. Det er ikke altid, det passer, men det er bedre end ingenting.«

»Nu har vi indsamlet og inddelt dataene, og på den måde er dette studie banebrydende, men det er også kun første skridt. Det næste skridt bliver at prøve at sætte tal på funktionerne.«

LÆS OGSÅ: Fysikere skaber skonomisk 'vejrudsigt'

Resultater både overrasker og bekræfter
Vandloppe copepode havet økosystem mikroorganisme

De globale kort over vandloppers fællestræk kan være svære at aflæse for andre end forskerne selv. (Illustration: Den videnskabelige artikel)

Kortlægningen har både bekræftet og udfordret, hvad man allerede ved om copepodernes rolle og fordeling i havet.

Den har – som forventet – vist, at man finder de største vandlopper i tempererede og især arktiske egne, og at vandlopperne i golde, subtropiske områder er mindre end vandlopper ved ækvator.

De arktiske vandlopper er store, fordi de har brug for at kunne oplagre fedt til vinterdvalen, og vandlopper i goldere områder er tilpasset føden her, som typisk består af meget mindre planktonalger.

Til gengæld har forskerne endnu ingen forklaring på, hvorfor planktonsamfundene i de store oceaners bassiner viser sig at være meget forskellige, for eksempel mellem Sydatlanten og Det Indiske Ocean.

»Det åbne ocean er stadig et af de mindst udforskede områder på kloden. Kortlægningen peger på, at der lige præcis her er nogle processer, som man endnu ikke forstår ordentligt, men som er værd at se nærmere på,« siger ph.d.-studerende Philipp Brun.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med 1 million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.