Sådan blev én havgræsplante til verdens største organisme

Næste gang du er ude at dykke eller snorkle, så kig lidt nærmere på de vidunderlige lange, lysegrønne bånd, der bølger med tidevandet.

Det er havgræs: Marineplanter, der hvert år producerer blomster, frugt og frøplanter, ligesom deres slægtninge på land.

De undersøiske havgræsmarker vokser på to måder:

• Gennem seksuel reproduktion, som hjælper dem med at generere nye genkombinationer og genetisk diversitet
• Gennem rodskudsformering, hvor plantens underjordiske plantestængler breder sig og skyder nye rødder og planteskud

For at afdække, hvor mange forskellige individuelle planter, der vokser i en havgræsmark, tester man planternes DNA.

Og det var netop det, vi gjorde, da vi ville undersøge den store, undersøiske mark med havgræs af typen Posidonia australis i Shark Bay, i det vestlige Australien. Området er fredet og er optaget på UNESCO's Verdensarvsliste.

Resultatet blæste os fuldstændig omkuld: Hele havgræsmarken var én plante. En enkelt plante bredte sig over 180 kilometer, hvilket gør den til den største kendte plante på Jorden.

Vi indsamlede prøver af plantens skud fra 10 forskellige havgræsmarker på tværs af Shark Bay, hvor saltniveauet i vandet for øvrigt spænder fra normal saltholdighed i havet til næsten dobbelt så højt. I alle prøverne undersøgte vi 18.000 genetiske markører for at vise, at 200 kvadratkilometer havgræsmark udspringer fra én enkelt koloniserende frøplante.

Hvordan udviklede planten sig?

Det, som adskiller denne havgræsplante fra andre (bortset fra dens enorme størrelse) er, at den har dobbelt så mange kromosomer som dens slægtninge. Det betyder, at den er en 'polyploid', hvor cellekernen har adskillige kromosomsæt i stedet for de normale to.

Almindeligvis vil en havgræsfrøplante arve halvdelen af genomet fra hver af sine forældre, men en polyploid bærer imidlertid hele genomet fra hver af sine forældre.

Der er mange polyploide plantearter, eksempelvis kartofler, raps og bananer. I naturen finder man dem ofte på steder med ekstreme miljøforhold.

Polyploider er ofte sterile, men kan fortsætte med at vokse i det uendelige, hvis de ikke bliver forstyrret.

Det er netop, hvad denne havgræsplante har gjort.

Hvor gammel er planten?

De sandede klitter i Shark Bay blev oversvømmet for omkring 8.500 år siden, da havniveauet steg efter den sidste istid.

I løbet af de følgende årtusinder dannede de ekspanderende havgræsmarker ved kysten lavvandede kystbredder og en slags tærskler ved at skabe og fange sediment, hvilket gjorde vandet mere salt.

Der er også meget lys i Shark Bays vande, et lavt niveau af næringsstoffer og store temperaturudsving. På trods af dette fjendtlige miljø har planten været i stand til at trives og tilpasse sig.

Det er noget af en udfordring at afgøre en havgræsmarks nøjagtige alder, men vi estimerer, at Shark Bay-planten er omkring 4.500 år gammel, baseret på dens størrelse og væksthastighed.

Andre enorme planter er tidligere rapporteret i både marine og landsystemer, som trækolonien Pando i den amerikanske delstat Utah med en organisme, som består af et gigantisk område på mere end 6.000 tons amerikansk asp, men den australske havgræsplante er formentlig den største til dato.

Der er også fundet andre enorme havgræsplanter, som et nært beslægtet 15 kilometer langt netværk af genetisk identisk havgræs (Poseidonia Oceanica) i det vestlige Middelhav, som menes at være omkring 100.000 år gammelt.

\ Læs mere

En af verdens største organismer er ved at dø

Derfor er det vigtigt

I sommeren 2010-11 ramte en voldsom hedebølge land- og havøkosystemer langs kysten i det vestlige Australien.

Shark Bays havgræsmarker led omfattende skade som følge af hedebølgen, men de er begyndt at komme sig.

Det er noget overraskende, da lige denne slags havgræs ikke ser ud til at formere sig seksuelt – hvilket normalt ville være den bedste måde at tilpasse sig skiftende forhold.

Vi har observeret havgræsblomster i markerne i Shark Bay, hvilket indikerer, at havgræsset er seksuelt aktivt, men deres frugter (resultatet af vellykket havgræs-sex) er kun sjældent set.

Lige vores plante kan faktisk være steril. Det gør dens succes i Shark Bays farvande endnu mere gådefuld: Planter, der ikke har sex, har en tendens til også at have et lavt niveau af genetisk diversitet, hvilket burde reducere deres evne til at håndtere skiftende miljøer.

Vi har igangsat eksperimenter i Shark Bay

Vi har dog en mistanke om, at vores havgræs i Shark Bay har gener, der er ekstremt velegnede til dets lokale, men varierende miljø, og måske er det derfor, den ikke behøver at have sex for at få succes.

Selv uden vellykket blomstring og frøproduktion ser kæmpeplanten ud til at være meget modstandsdygtig. Den oplever en bred vifte af varierende saltniveauer og vandtemperaturer (visse år helt fra 17 ℃ til 30 ℃).

På trods af disse variable forhold og det høje lysniveau (som typisk er stressende for havgræs), kan planten opretholde sine fysiologiske processer og trives.

Så hvordan klarer den sig?

Vi antager, at denne plante har et lille antal somatiske mutationer (mindre genetiske ændringer, der ikke overføres til afkom) på tværs af dens 180 kilometer store udbredelse, som hjælper den til at overleve de lokale forhold.

Det er dog kun en teori, og vi er ved at granske denne hypotese eksperimentelt. Vi har igangsat en række eksperimenter i Shark Bay for virkelig at forstå, hvordan planten overlever og trives under så varierende forhold.

Fremtiden for havgræs

Havgræsser beskytter vores kyster mod stormskader, lagrer store mængder kulstof og giver levesteder for en stor mangfoldighed af dyreliv. Bevaring og genopretning af havgræsmarkerne spiller en afgørende rolle for afbødning og tilpasning af klimaforandringerne.

Havgræsser er ikke immune over for konsekvenserne af klimaforandringerne: Stadig varmere temperaturer, havforsuring og ekstreme vejrhændelser er en betydelig udfordring for dem.

Men det detaljerede billede, vi nu har af den store modstandsdygtighed af det gigantiske havgræs i Shark Bay, giver os håb om, at de vil eksistere i mange år fremover.

Især, hvis der bliver skredet til handling i forhold til klimaet.

Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.

\ Læs mere

Ekstra sæt kromosomer giver planter et evolutionært supervåben

\ Læs mere

Vigtigt og overset redskab mod global opvarmning: Havets skove indfanger CO₂

\ Læs mere

Havets græsplæner fjerner farlige bakterier