Pressrelease sep 2018

Slumrande gener väcks till liv i nya generationer

De ärftliga skillnaderna hos växtplankton som lever på korta geografiska avstånd ifrån varandra kan vara stora, något som länge förvånat forskarna. Nu visar ny forskning att växtplanktons förmåga att bilda vilostadier kan vara en viktig del av förklaringen.

Växtplankton har stora möjligheter att spridas långt eftersom de är små, många och flyter med strömmarna. Därför har forskarna tidigare trott att växtplankton är genetiskt lika över stora områden. Men istället har det visat sig att de genetiska skillnaderna kan i vissa/flera fall vara stora bland populationer som är grannar.

En ny studie av forskare vid Göteborgs universitet pekar ut förmågan att bilda vilostadier hos dessa arter av växtplankton som en viktig förklaring till de genetiska skillnaderna.

– När en art bildar cystor, ett vilostadium som liknar växternas fröer, kan de överleva vilande under lång tid. Vissa arter kan överleva ett helt århundrade, säger Lisa Sundqvist, forskare vid Göteborgs universitet.

Gamla gener sparas i arkiv på havsbotten

När cystor bildas faller de ner till botten där de samlas i sedimentet och bildar ett arkiv av gamla generationer.

– Arkivet fungerar som en genbank, från vilken cystorna kan kläckas och börja leva på nytt i vattnet, säger Lisa Sundqvist.

Med hjälp av en modell visar forskarna att hos de arter som bildar vilostadier kan en population förankras i ett område. Det gör att genetiska skillnader som tidigare bildats av andra orsaker, till exempel på grund av havsströmmar eller anpassningar till lokala förhållanden, kan bibehållas och över tid förstärkas, även när det finns pågående förflyttning av individer mellan olika områden.

– Cystorna i sedimentet bidrar med ett lokalt genflöde från tidigare generationer som kan konkurrera ut, eller minska effekten, av genflödet från nutida populationer i andra områden, säger Lisa Sundqvist.

– Litteraturgenomgångar visar också att genetiska skillnader mellan populationer nära varann är betydligt vanligare hos växtplankton som kan bilda långlivade vilostadier jämfört med arter som inte kan det. Detta stärker vår teori, säger Lisa Sundqvist.

Större påverkan än förväntat

Den nya studien visar att den ankrande effekten som vilostadier har troligen är mycket viktigare än vad man tidigare trott och kan vara en stor del av förklaringen till de skillnader i genetiska mönster, mellan arter som bildar vilostadier och de som inte gör de, som forskarna ser. Detta har stor betydelse för förutsättningarna till att anpassa sig till förändringar i miljön och evolution.

Läs mer: https://www.gu.se/omuniversitetet/aktuellt/nyheter/detalj//slumrande-gener-vacks-till-liv-i-nya-generationer.cid1584945

Sundqvist L, Godhe A, Jonsson PR, Sefbom J (2018) The anchoring effect–long-term dormancy and genetic population structure. ISME. https://doi.org/10.1038/s41396-018-0216-8

 

 

 

 

 

Maj 2018

Nytt forskningsprojekt för produktion av biomassa från marina  mikroalger

För att möta behovet av ny och renare energi inleds nu ny forskning med att omvandla mikroalger från havet till biomassa. Målet är att biomassan ska användas till energi och i tillverkning av olika material, som exempelvis plast.

Ett nytt forskningsprojekt vid Göteborgs universitet i samarbete med RISE får drygt fem miljoner i anslag av Energimyndigheten. Forskningen syftar till att utveckla nya effektiva metoder för att utvinna energi från havets mikroalger.

–  Vi är glada för anslaget som visar på att det finns stort förtroende för algodling och biomassaproduktion i Sverige trots det kalla klimatet, säger Cornelia Spetea Wiklund, professor vid Göteborgs universitet.

Satsning på mikroalger ett bra komplement

Samhället står inför stora utmaningar med att producera tillräcklig mängd biomassa för energi- och materialtillverkning. Biomassa från mikroalger, som är rika på olja, har stor potential att komplettera övrig biomassa från skog och jordbruk.

Framgången med mikroalger som förnybar råvara är beroende av hög produktion med minimal energiförbrukning.

–  Vi vill utveckla ett energieffektivt odlingssystem för utomhusodling av mikroalger som visar på en stor biodiversitet på västkusten, säger Cornelia Spetea Wiklund.

I projektet kommer forskarna att använda ett system som tidigare utvecklats av RISE för sötvatten som nu anpassas för en marin tillämpning.

–  Vårt koncept bygger på att simulera hur olja bildades för miljontals års sedan och det har testats i industriell miljö med bra resultat. Istället för att försöka kompensera en hög energiförbrukning med hög produktion så försöker vi minimera energiförbrukningen och utnyttja naturliga processer för skörd, säger Susanne Ekendahl, forskare i alggruppen på RISE.

Detta kommer att öka möjligheterna för att odla vattenlevande biomassa kraftigt.

– Vattenanvändningen är stor vid vattenodling, men om havsvatten kan återanvändas kan vattenförbrukningsfotavtrycket minska. Om odlingen även kan utföras i havet kommer mindre areal också att tas i anspråk, säger Cornelia Spetea Wiklund.

Odlas i tre säsonger

I projektet ska forskarna vidareutveckla RISE odlingssystem för utomhusodling av marina mikroalger. Forskarna har visat att systemet är energieffektivt. Odlingen ska ske under tre säsonger. Det kräver först identifiering av algstammar som är både produktiva och tåliga under de dynamiska klimatförhållanden som råder på västkusten.

–  Vårt mål är att identifiera lämpliga algstammar för en årsrotationsmodell, där olika algstammar roteras under tre odlingssäsonger och sedan vidareutvecklar vi den bästa möjliga och energieffektiva odlingsprocessen för marin miljö, säger Cornelia Spetea Wiklund, professor vid Göteborgs universitet.

En årsrotationsmodell för energieffektiv odling av marina mikroalger möjliggör en längre odlingssäsong och större total produktion av biomassa till industrin.

–  Balansen mellan energieffektivitet och produktivitet är en utmaning som blir spännande att utforska i marin miljö, säger Susanne Ekendahl.

Kontaktuppgifter:
Cornelia Spetea Wiklund, professor vid institutionen för biologi och miljövetenskap, Göteborgs universitet, E-post: cornelia.spetea.wiklund@bioenv.gu.se, Tel: 031-7869332

Anna Godhe, professor vid institutionen för marina vetenskaper, Göteborgs Universitet, E-post: anna.godhe@marine.gu.se

Susanne Ekendahl, forskare på RISE Kemi och Material i Borås. E-post: susanne.ekendahl@ri.se

Läs mer om projektet:

https://bioenv.gu.se/forskning/huvudforskningsomraden/fysiologi-och-cellbiologi/regulation-of-photosynthesis-and-biofuel-production/ongoing-projects/biomass-production-in-microalgae-on-the-swedish-west-coast

http://www.energimyndigheten.se/forskning-och-innovation/projektdatabas/sokresultat/?projectid=27144

 

 

Aug 2016

Klimatförändring kan påverkar musslors och människors hälsa

Det finns växande bevis för att klimatförändringar kan öka förekomsten av giftiga alger och skadliga bakterier. Dessa kan sedan ansamlas i musslor och påverka deras hälsa. De nya forskningsrönen presenteras i en ny vetenskaplig studie i tidskriften Nature Scientific Reports.

I en vetenskaplig studie av havsvatten i slutna ekosystem (mesokosmer) testade forskarna hur klimatförändringar påverkar musslors hälsa när förekomsten av giftiga alger och skadliga marina mikroorganismer ökar i havet. Studien genomfördes i Sydindien av forskare vid Göteborgs universitet tillsammans med indiska forskare.

Du är vad du äter

Musslor är en viktig proteinkälla i fattiga kustnära samhällen i södra Indien, men också en snabbt växande konsumtionsvara för medelinkomsttagare som varit utomlands och blivit exponerade för det europeiska köket.

− Det var oväntat att musslornas hälsa inte nämnvärt påverkas direkt av de fysiska klimatförändringarna. Men ökad temperatur och regnmängd kommer att medföra en skiktad vattenmassa. Det gynnar giftiga alger och bakterier på bekostnad av andra snälla mikroplankton–musslors mat. Alltså får vi en indirekt verkan av klimatförändringar på musslornas hälsa, säger Anna Godhe, professor vid institutionen för marina vetenskaper, Göteborgs universitet.

Hittills vet man ganska lite om hur förändrad temperatur och salthalt kan påverka livet i havet och hur en ökning av giftiga alger och bakterier kan skada andra marina arter.

Olika klimatpåverkan testades

I studien testades olika typer av klimatpåverkan på musslor i havsvatten.

Forskarna gjorde försök i havsvatten med musslan Perna viridis och simulerade olika scenario för klimatförändringar (med varierande temperatur och salthalt). Därefter tillfördes skadliga bakterier och/eller toxinproducerande dinoflagellater. De senare är tillsammans med kiselalgerna havens viktigaste primärproducenter och många arter bildar gifter och orsakar algblomning.

− Vi hittade betydande samspel mellan klimatförändringarna, de giftiga algerna och musslorna. Exempelvis så blev musslorna betydligt giftigare när vi utsatte dem för både högre temperatur och lägre salthalt, säger Anna Godhe, professor vid institutionen för marina vetenskaper, Göteborgs universitet.

Oväntade resultat

Men överraskande nog eliminerades effekterna nästan helt när musslorna utsattes för både giftiga alger och skadliga bakterier samtidigt.

− Detta var verkligen oväntat och något som vi kommer att titta vidare på. Man har inom akvakultur mycket problem med den skadliga bakterien som vi använde i detta experiment, en art av släktet Vibrio. Musslornas hälsa påverkades negativt när vi matade dem med Vibrio och snälla alger, men när vi gav musslorna Vibrio och giftiga alger så försvann många av dessa effekter.

Denna studie är den första i sitt slag att undersöka effekterna av klimatförändringarna om att fastställa den ekologiska belastningen på musslor.

Resultaten kan få betydande konsekvenser för fisk och skaldjurs säkerhet, inte bara i tropiska vatten utan även i svenska vatten där utbrott av giftiga musslor orsakat av bakterier och giftiga alger också är vanliga.

Länk till artikel: http://www.nature.com/articles/srep32413

 

 

 

November 2015

Internationell satsning på marin forskning i Göteborg

Nu satsas på marin forskning för att hitta nya experimentella system för att förstå vår marina omvärld. Fyra forskare från Göteborgs universitet är med bland dem som får ta del av anslag från Gordon och Betty Moore Foundation.

Marina organismer står för 50 procent av syret vi andas in och för lika mycket av koldioxidupptaget.

Ett hundratal forskare runtom i världen får nu ta emot åtta miljoner amerikanska dollar för att ta itu med utmaningen att utveckla metoder för experimentella modellsystem för havet.

Inom exempelvis biomedicin har forskarna genom bananflugan som modellsystem kunnat dechiffrera komplex biologi. Men inom marin mikroekologi finns få modellsystem, med tillhörande verktyg, som gör det möjligt för forskare att på djupet utforska fysiologi, biokemi och ekologi av de marina mikrober som är viktiga drivkrafter för havets grundläggande cykler.

− Med tanke på att växtplankton är basen för näringskedjor i havet, utan dem ingen fisk, och att de dessutom är helt centrala i jordens kretslopp av i stort sett alla ämnen så vet vi förvinnande lite, säger Anna Godhe vid institutionen för marina vetenskaper, Göteborgs universitet.

Kiselalg som modellart

Anna Godhe deltar i det tvärvetenskapliga forskningsprojektets vars yttersta mål är att ta fram ett verktyg för att genetiskt kunna manipulera kiselalger.

−Vi arbetar med en specifik kiselalg som modellart för att studera evolutionära förändringar. För just denna art har vi sekvenserat hela arvsmassan. Kiselalgen bildar så kallade vilceller som sedimenterar till havets botten. På syrefria bottnar kan man ta upp sedimentkärnor och isolera celler som levde för 100 år sen, säger Anna Godhe.

På så sätt kan forskarna studera individer av kiselalg som har sedimenterat nyligen och jämföra deras DNA med de som sedimenterade för 100 år sen.

−Vi vill se vilka effekter mänsklig aktivitet haft på kiselalgerna. Det kan exempelvis gälla övergödning och växthuseffekt.  Det får vi reda på genom att utsätta dem för olika stimuli på labbet och genom att studera hur arvsmassan har förändras. Om vi förstår vad som hänt de senaste hundra åren ökar våra chanser till insikt om vad framtida förändringar innebär för vårt ekosystem, säger Anna Godhe.

Projektet leds av molekylärbiologen professor Adrian Clarke på institutionen för biologi och miljövetenskap. Övriga forskare är, förutom Anna Godhe, Anders Blomberg som är professor i funktionell genomik samt Mats Töpel som är bioinformatiker, båda på intuitionen för marina vetenskaper.

Fler modellsystem behövs

För närvarande har forskarna tillgång till mikroskopi och DNA-sekvensering för att förstå havet, men saknar däremot viktiga verktyg i genetik för att kunna göra kraftfulla experimentella modellsystem.

−Vi behöver fler forskare, från olika discipliner, som jobbar med dessa frågor för att vi ska kunna få ett genombrott och verkligen förstå, säger Anna Godhe.

Länk: http://cemeb.science.gu.se/research/target-species-imago+/skeletonema-marinoi

För ytterligare information kontakta:
Anna Godhe, professor vid institutionen för marina vetenskaper, Göteborgs universitet
Tel: 0012066618304, E-post: anna.godhe@marine.gu.se
Anders Blomberg, professor vid institutionen för marina vetenskaper, Göteborgs universitet
Tel: 031-786 2589, E-post: anders.blomberg@marine.gu.se