DNA-teknologi afslører livet under havets overflade langs Grønlands kyster

Det er både dyrt, besværligt og ofte umuligt at trawle efter fisk i afsidesliggende arktiske farvande, hvis man skal studere mængden og udbredelsen af forskellige fiskearter. Nu viser et nyt studie, at få liter vand er nok til beskrive livet under havets overflade.

Over en strækning på 2400 km fra Grønlands sydspids Kap Farvel til Ella Ø i Nordøstgrønland, samlede forskerne vandprøver og analyserede prøverne for rester af DNA ved hjælp af de såkaldte miljø-DNA-teknikker.

”Resultaterne giver et meget lovende håb for, at vi med en simpel metode kan følge hvordan fiskenes udbredelse ændrer sig, når det bliver varmere i havet omkring Grønland”, forklarer Post. Doc. Mads Reinholdt Jensen fra Institut for Biologi ved Aarhus Universitet, der har stået i spidsen af undersøgelserne.

Studiet er udarbejdet sammen med lektor Philip Francis Thomsens fra Institut for Biologi, Aarhus Universitet, professor Søren Rysgaard fra Arktisk Forskningscenter, Aarhus Universitet og lektor Peter Rask Møller fra Statens Naturhistoriske Museum i København.

Livets stregkoder

Alt liv sætter spor - et af dem er rester af det DNA, som findes i hver eneste celle. Og DNA’et indeholder unikke ’stregkoder’, som forskere kan bruge til at identificere forskellige arter.

Som mange ved, bruger efterforskere DNA til at spore hvem der præcist befandt sig på et gerningssted i en kriminalsag.

Og forskere har tidlige vist, hvordan DNA-spor eksempelvis kan bruges til at opspore hvilke insekter, der har besøgt en blomst.

Man kalder teknologien for miljø-DNA. Og med det værktøj i hånden kan man også ud fra en spandfuld vand få indblik i, hvilke fisk der lever i et havområde.

”Stregkoder” er i DNA-verdenen et udtryk for et genetiske fingeraftryk af en afgrænset genetisk region i DNA’et. Har vi alle arternes stregkoder, kan vi bruge bestemte DNA regioner til at skelne mange af arterne fra hinanden,

I studiet har forskerne tilføjet nye ”stregkoder” til DNA-databasen ved at sekventere DNA fra fisk, som er artsbestemt og gemt på museer og de er nu tæt på at have alle stregkoder fra grønlandske fisk.

”Vi har med studiet vist, at DNA-rester i vandprøver giver et godt øjebliksbillede af fiskeforekomsterne. Hvis denne metode opskaleres i tid og rum, kan vi derfor følge potentielle ændringer i fiskenes udbredelse langt mere detaljeret, end hvis vi var afhængige af dyre fangstundersøgelser med trawl og liner,” understreger Mads Reinholdt Jensen.

Imponerende forskningstogt

Ti forskere fik gennem sensommeren 2021 mulighed for at sejle med søværnets inspektionsfartøj ’Knud Rasmussen´ fra Nuuk i Vestgrønland, syd om Grønland og hele vejen op til Ella Ø i Nordøstgrønland.

På 29 stationer langs den lange sejltur hentede forskerne vandprøver op fra de øverste lag af havet og fra dybder af 130-500 meter. Og ombord på Knud Rasmussen filtrerede Mads Reinholdt Jensen 1,5 liter vand gennem et særligt filter, som tilbageholder DNA.

Prøverne blev straks frosset ned og blev senere analyseret for DNA-spor fra fisk i laboratoriet i Aarhus.

Nye arter sydfra?

I laboratoriet fandt forskerne DNA-stregkoderne fra de fisk, man ved eksisterer i de arktiske farvande omkring Grønland. Resultaterne afslørede, hvordan fiskesammensætningen ændrede sig, jo længere nordpå, prøverne blev taget, og at der i Nordøstgrønland findes en særlig sammensætning af højarktiske fisk.

Forskerne er stærkt interesseret i at få et komplet billede af fiskearternes udbredelse langs Grønlands kyster. Det er helt nødvendigt for at kunne forudsige og overvåge, hvordan fiskebestandene ændrer sig i takt med at klima og havstrømme ændres.

”Der er teorier om, at sydligere, boreale arter af fisk flytter længere nordpå og at de eksisterende arter dermed fortrænges, når klimaet bliver varmere. Denne metode vil være ideel til at påvise sådanne forandringer, hvis vi kan få indsamlet vandprøver med jævne mellemrum gennem de kommende år,” siger seniorrådgiver Signe Høgslund, Institut for Ecoscience, Aarhus Universitet, som var med til at lave undersøgelserne ombord på Knud Rasmussen.

Med vores undersøgelser har vi nu en ’baseline’ for, hvordan sammensætningen af fisk langs Grønlands østkyst ser ud ved brug af molekylære metoder,” supplerer Mads Reinholdt Jensen.

Forskerne har med togtet demonstreret, at miljø-DNA-metoden fungerer som en effektiv metode til at få et mere komplet billede af fiskesammensætningen i grønlandske fjorde og farvande.

”Vi har med forskningsindsatsen fundet de steder, vi kan optimere metoden, og vi vurderer nu, at metoden vil være ekstremt brugbar til overvågning af fisk i de grønlandske fjorde og farvande,” fortæller Mads Reinholdt Jensen.

Alt det opsamlede DNA-materiale bliver gemt. Så hvis man om nogle år eksempelvis ønsker at få mere viden om udbredelsen af andre grupper af dyr, kan man finde prøverne frem af fryseren igen og se på DNA fra andre grupper af organismer.

Yderligere oplysninger:

Post. Doc. Mads Reinholdt Jensen; Institut for Biologi, Aarhus Universitet, mail: mrj@bio.au.dk; telefon: 2168 3618.

Professor Søren Rysgaard, Arktisk Forskningscenter, Aarhus Universitet; mail: rysgaard@bio.au.dk; telefon: 2464 3206.