Forskere jagter fortidens dyr på bunden af Østersøen

Hvilke dyr spankulerede rundt på den danske muld for 120.000 år siden?

Og hvad for nogle planter har vokset i Danmark gennem tiderne?

Det er blot nogle af de spørgsmål, som Aarhus-forskeren Andrea Torti vil forsøge at kaste lys over med sine undersøgelser.

Fra den 7. september og to måneder frem skal han med på en stor videnskabelig ekspedition i Østersøen, hvor han sammen med en række andre forskere vil lede efter tidens tegn i det undersøiske mudder.

»Det er ligesom en tidsmaskine at bore ned i havbunden – jo dybere, vi borer, jo længere rejser vi tilbage i tiden,« fortæller Andrea Torti, som er ph.d.-studerende ved Center for Geomikrobiologi på Aarhus Universitet.

Jomfrurejse til underverdenen

Ekspeditionen til Østersøen er på mange måder en jomfrurejse.

Det er første gang nogensinde, at forskere skal bore dybt ned i bunden af Østersøen, og togtets geologer, klimaforskere og mikrobiologer er spændte på, hvad der gemmer sig i havets mudder.

»Det bliver virkelig spændende, for det er nærmest helt ukendt land, som vi skal bore os ned i. Så jeg glæder mig til at se, hvad vi finder dernede,« siger Andrea Torti.

Sammen med 30 andre forskere, teknikere og andre videnskabelige medarbejdere skal han sejle af sted med det knap 100 meter lange boreskib ’Greatship Manisha’. Skibet skal bore op til 300 meter ned i havbunden, og det svarer ifølge forskerne til, at de vil nå omkring 140.000 år tilbage i tiden.

Dermed vil forskerne altså få fingrene i havbundsmudder, som blev aflejret på de tider, hvor der stadig gik neandertalere, mammutter og andre forhistoriske væsner rundt på Jorden.

På dette kort kan du se, om forskerne skal bore i nærheden af din hjemby og ved at klikke på de enkelte borepositioner, kan du få svar på, hvorfor forskerne har valgt at bore netop der.

Mudderet gemmer rester fra fortiden

Selvom man måske skulle tro, at havbunden kun kan give et indblik i det liv, som leves i havet, så fortæller Andrea Torti, at havets mudder også gemmer masser af rester fra livet på landjorden.

»Stort set alting bliver aflejret i havet. Floderne og vinden vil for eksempel transportere materiale fra landjorden ud i havet og i sidste ende, vil det hele blive aflejret på havbunden.«

»På den måde vil vores boreprøver ikke bare indeholde lokalt materiale fra livet på havbunden, men også materiale fra landjorden og de øverste lag af havet. Så måske kan jeg gøre nogle interessante fund, som viser, hvilke dyr der levede for tusinder af år siden i Danmark og de andre lande omkring Østersøen,« siger Andrea Torti.

DNA afslører fortidens dyr og planter

Men hvad er det så helt præcist, at Andrea Torti skal lede efter i mudderet fra bunden af Østersøen?

Han fortæller, at han vil undersøge boreprøverne for resterne af dyr, planter og andre organismers arvemateriale – DNA.

DNA er opbygget af fire forskellige byggesten – såkaldte nukleotider – og disse byggesten betegnes typisk med bogstaverne A, G, T og C. Rækkefølgen af bogstaverne fungerer som en slags kode, hvor forskerne kan aflæse, hvilke planter eller dyr der i sin tid bar rundt på arvematerialet.

»Ethvert levende væsen har sin egen kombination af bogstaver. Når vi kender rækkefølgen af bogstaver, kan vi bestemme, hvilket dyr og eller hvilken plante DNA’et har tilhørt,« forklarer Andrea Torti.

Kan finde arten i databaser

Andrea Torti tilføjer, at dyre- eller plantearten bliver bestemt ved at sammenligne DNA’resterne fra havbunden med store databaser over alle organismers arvemateriale.

»Hvis det, vi finder, ikke matcher noget i databasen, så kan det betyde, at vi har fundet en ny art, som vi ikke kender arvematerialet på. Men de her databaser er rent faktisk temmelig komplette, og selv hvis vi ikke kan finde ud af præcist hvilken art, DNA’et har tilhørt, så kan vi stadig få en ide om, hvordan organismen har set ud,« siger Andrea Torti.

Den sværeste del af opgaven bliver således at få opsamlet og adskilt DNA-resterne fra alle de andre ting, som gemmer sig i mudderet. Udover det fossile DNA fra døde fortidsdyr og planter findes der nemlig også levende mikroorganismer dybt nede i havbunden – og disse mikroorganismer indeholder selvfølgelig også DNA.

For at kunne adskille det fossile DNA fra de levende mikroorganismers DNA skal Andrea Torti gøre brug af en helt ny teknik, fortæller han.

400.000 år gammelt DNA hevet ud af permafrost

»Ingen har prøvet at undersøge fossilt DNA fra Østersøen før. Det er blevet prøvet andre steder i verden, f.eks. er det lykkedes at få fossilt DNA ud af noget permafrost i Sibirien. Her lykkedes det at identificere ret mange planter og dyr,« siger Andrea Torti og tilføjer, at forskerne i Sibirien kunne analysere op til 400.000 år gammelt DNA.

Bliver DNA’et ikke ødelagt i løbet af de mange tusind år?

»DNA’et er sådan set stadig det samme – det er bare ældre. Ligesom gamle huse bliver slidt og mister deres mursten, så kan DNA’et miste nogle af sine bogstaver med årene. Det gør det sværere at identificere fossilt DNA, men det er stadig muligt. Men vi kan selvfølgelig ikke vide, hvilken stand det DNA, som vi finder, er i,« fortæller Andrea Torti.

Vil vi finde DNA fra mammutter i Østersøen?

Det store spørgsmål er selvfølgelig, hvad det er for nogle dyr, planter og andre organismer, som Andrea Torti forventer at finde på havbunden. Her tør han dog ikke love for meget på forhånd:

»Det er svært at sige, hvad vi forventer, for der er ikke tidligere blevet boret så dybt ned i Østersøen. Det ville selvfølgelig lyde cool, hvis jeg kunne sige, at jeg var på jagt efter mammutter. Men det handler i høj grad om at finde ud af, hvilke planter og dyr som har eksisteret igennem tiden, fordi det siger noget om fortidens klima.«

»Og alt afhængig af, hvad vi finder, skal vi måske ændre vores opfattelse af, hvordan Østersøområdet så ud i fortiden,« siger Andrea Torti.

Havbunden er et klimaarkiv

Ombord på boreskibet vil der udover mikrobiologer som Andrea Torti også være en række geologer. For deres forskning er det netop fortidens klima, som er i fokus, fortæller professor Bo Barker Jørgensen, som er den ene af Østersøtogtets to ledere.

»Det er første gang, at der bliver lavet boringer i havbunden, som kan give en så detaljeret information om de klimatiske ændringer, der er sket i Nordeuropa siden forrige istid. Der er ganske vist lavet boringer på land, men problemet med de boringer er, at når der har været istider med gletsjere og et tykt islag, som bevæger sig henover landjorden, så har det ødelagt resterne fra tidligere tider.«

»Derfor har man ikke uforstyrrede istidsaflejringer på land, men nede i havbunden kan man stadig få meget detaljerede oplysninger om fortiden. Havbunden udgør en slags klimaarkiv,« siger Bo Barker Jørgensen, som er professor ved Center for Geomikrobiologi på Aarhus Universitet.

Østersøen er »enestående« for forskerne

På den måde kan boringerne altså give et unikt kig igennem forskellige tidsvinduer. De første lag, som forskerne borer igennem, er aflejret i den nuværende mellemistid, og dernæst kan forskerne tage boreprøver fra den seneste istid og forrige mellemistid. Når de er helt nede omkring 300 meters dybde i havbunden, vil de være nået helt tilbage til slutningen af forrige mellemistid.

Og i løbet af de 140.000 års aflejringer, som de borer sig igennem, kan forskerne forvente at se spor efter dramatiske klimaforandringer, fortæller Bo Barker Jørgensen.

»Østersøen er et enestående område at undersøge, fordi det har gennemgået så ekstreme miljøforandringer. Der er perioder, hvor Østersøområdet har været dybfrosset under en kæmpe iskappe, og perioder, hvor det faktisk har været en sø på grund af smeltevandet fra iskappen. Og så er der selvfølgelig perioder, hvor det har været forbundet med oceanet og er blevet fyldt med saltvand ligesom nu,« siger Bo Barker Jørgensen.

Professor: Der vil være overraskelser i havbunden

Bo Barker Jørgensen påpeger, at viden om fortidens klimaforandringer og deres påvirkning på dyre og plantelivet er vigtig, fordi det viser, hvad vi kan forvente os af kommende klimaforandringer.

På Københavns Universitet er professor Kurt H. Kjær enig i, at boringerne i Østersøens havbund, vil give et nyt og bedre indblik i fortiden end tidligere boringer på land.

»Det er en helt unik ekspedition, og jeg tror bestemt, at der vil komme en hel del overraskelser ud af boringerne,« siger professor Kurt H. Kjær, som er forskningschef på Statens Naturhistoriske Museum under Københavns Universitet.

Østersøen er et rigtigt valg til ekspeditionen

Kurt H. Kjær forsker blandt andet i fortidens klima og fossilt DNA, men han er ikke involveret i ekspeditionen til Østersøen.

»Det er helt rigtigt set at lave sådan en ekspedition i Østersøen.«

»Jeg tror, at aflejringerne har været relativt uforstyrrede, og selv i de perioder, hvor området har været dækket af gletsjere, er der chance for, at de ikke har eroderet så dybt. Jeg mener helt bestemt, at det vil give os bedre boringer, end dem vi har fra land. Bassiner som Østersøen er næsten altid at foretrække, fordi de samler materiale op på en helt anden måde end på land,« siger Kurt H. Kjær.

Under tidligere ekspeditioner har forskere ifølge Andrea Torti ikke boret dybere end omkring 20 meter ned i Østersøen, og dermed vil den nye ekspedition altså slå alle rekorder med sine 300 meters dybde.

Olieindustrien kom først

Men selvom det er første gang, at videnskaben borer så dybt ned i Østersøen, er det dog langt fra første gang, at den danske havbund bliver ramt af lange bor.

»Rent videnskabeligt er der tale om pionerarbejde, når vi borer så dybt. Men vi er ikke de første, som når så dybt ned, for olieindustrien borer også ned i havbunden, og de når gerne et par kilometer ned i Nordsøen. Men de tager jo ikke videnskabelige prøver fra materialet, så det er første gang, at vi forskningsmæssigt får fat i materiale fra dybt nede i havbunden,« siger togtleder Bo Barker Jørgensen.

Boreprøverne fra togtet vil blive fordelt mellem forskerne ombord på skibet, men masser af prøver vil også blive sendt rundt til forskellige steder i verden. Her vil geologer, mikrobiologer og klimaforskere granske indholdet i løbet af de kommende måneder og år.

Du behøver dog ikke vente så længe med at høre nyt fra forskningstogtet. Her på sitet kan du nemlig løbende følge med i, hvordan det går på Østersø-ekspeditionen, ved at læse to af forskernes blogs fra turen.

Du kan følge Ian Marshalls blog her og Andrea Tortis blog her