Spretthaler – verdens eldste landlevende dyr: Hva skjer når de blir stressa?

– Spretthaler er utrolig stilige dyr. De likner på insekter, men er noe for seg selv. De har seks bein og to antenner eller følehorn – som sine fjerne slektninger insektene, men de mangler vinger. På bakkroppen har de en slags katapult som gjør at de kan hoppe mer enn 50 ganger sin egen kroppslengde i ett hopp, forteller professor Katrine Borgå på Institutt for biovitenskap.

– De elsker sopp, alger og visne plantedeler og lever derfor for det meste på eller i bakken, fortsetter hun.

Finnes over alt

Spretthaler spiller en viktig rolle i økosystemene. Nedbrytingen går fortere med spretthale-hjelp. Næringsstoffer blir frigjort og kan igjen tas opp av plantene. Uten spretthalene ville bladene om høsten blitt liggende lengre og planteveksten blitt mindre.

Forskerne kjenner til 6000 ulike arter i verden. Trolig finnes det mange flere. Noen er en halv centimeter lange, fargerike med lange hår, mens andre er bare en halv millimeter, fargeløse og mangler både øyne og hår.

Spretthalene finnes over alt; så høyt til fjells og så langt mot polene der det er liv. De finnes i tropene og i grotter flere hundre meter under bakken.

– Spretthaler er de eldste dyrene vi kjenner som lever på land. De står insektene nær, men kom trolig 100 millioner år før de første insektene med vinger, opplyser kollega Hans Petter Leinaas som også er professor på Institutt for biovitenskap. 

Han forteller at det i skogene våre kan være så mange som to til tre hundre tusen spretthaler per kvadratmeter. De norske artene er vanligvis ett par millimeter store.

– Spretthalene spiller en viktig økologisk rolle – en rolle som bare blir viktigere og viktigere dess mer ekstreme livsbetingelsene er, som i Arktis og Antarktis, påpeker han.

I disse områdene er nemlig biodiversiteten i jordbunnen lavere enn andre steder.

– Vi har forsket mye i polare områder. På Svalbard, for eksempel, har spretthalene i samspill med sopp og bakterier, en sentral rolle i nedbrytningsprosesser og dermed remineraliseringen i jordbunnen. De er enormt viktige for kretsløpet av det sparsomme plantematerialet som finnes der, framholder Leinaas.

Stressa spretthaler

De to kollegene er, sammen med flere andre (se faktaboks), i gang med et nytt forskningsprosjekt, MULTICLIM. Målet er å forstå hvordan spretthalene reagerer på forskjellige stressorer, det vil si faktorer som kan påvirke og forstyrre dem. 

FN har utpekt klimaendring, miljøgifter og tap av biodiversitet som de tre største truslene mot økosystemene i naturen.

– Spretthaler er helt sentrale organismer i naturens kretsløp. Da er det viktig å vite hvor følsomme de små dyrene er overfor endringer i miljøet, understreker Borgå.

– Nettopp det ønsker vi å lære mer om i forskningsprosjektet vårt: Hvordan takler spretthalene endringene? Greier de seg? Forandrer de seg? Får de færre avkom? Hva kan de fortelle oss mer generelt om virkninger av stadig større miljøbelastninger i økosystemer på land?

Hun forteller at kollegaen Hans Petter Leinaas har jobbet med spretthaler i 30-40 år og at han har lagd et fantastisk modellsystem. Apollon får bli med inn på laboratoriet der han dyrker ulike arter og populasjoner av spretthaler i små skåler med jord, plassert i bokser med forskjellig temperatur.

Forskerne har valgt ut to arter av spretthaler med vid geografisk utbredelse.

– Vi skal ikke bare teste ulike arter og sammenlikne dem, men også ulike populasjoner av samme art, og skal sammenlikne populasjoner av begge artene fra både Svalbard og Sør-Norge, forteller Leinaas.

Varme, tørke, forurensning

Populasjonene er tilpasset ulikt klima og responderer derfor forskjellig når temperaturen endrer seg, og når de utsettes for miljøgifter.

– Mye av de miljøeffektene vi studerer faller innenfor et fenomen som kalles fenotypisk plastisitet. Det vil si at miljøet virker inn på alle basale prosesser hos et individ, som så igjen kan påvirke utseende, adferd og livshistorie. Plastisiteten varierer ikke bare mellom arter og populasjoner, men også mellom individer innen en populasjon, forklarer Leinaas.

– I et annet prosjekt der vi jobber med marine hoppekreps, ser vi at effekten av stressorer på avkom avhenger av hvilken mor de kommer fra. Derfor er det viktig å studere miljøeffekter på alle nivå, fra individer til populasjoner og arter, understreker Borgå.

Forskerne skal se om de små dyrene reagerer ulikt på giftstoffer, temperaturendring og uttørking. Når klimaet blir varmere, blir jordsmonnet tørrere. Det påvirker trolig spretthalene langt mer enn temperaturen i seg selv.

– Spretthalene er nemlig tilpasset ganske store temperatursvingninger, sier Borgå.     

Giften de skal utsette spretthalene for i forsøkene sine, er såkalte neonikotinoider. Dette er en gruppe kjemiske stoffer som brukes for å beskytte matplanter mot insektangrep gjennom å påvirke nervesystemet deres. Forskerne vet mye om hvordan neonikotinoider påvirker bier, men lite når det gjelder andre dyregrupper.

Voldsomme effekter

Artene og populasjonene forskerne ser på er tilpasset forskjellige temperatur og grad av uttørking. Da blir også toleransen for giftstoffer ulik.

– Er temperaturen der de lever i yttergrensen for hva de kan tåle, er de direkte stressa eller har brukt mye energi på å tilpasse seg slike forhold, er det godt mulig at effekten av en miljøgift er kraftigere enn om de lever der temperaturen er mindre ekstrem, framholder hun.

Hvor lenge dyrene utsettes for miljøgifter, er også viktig.

– Når vi tester dyrenes reaksjoner på en miljøgift og utvider tiden, ser vi at dyrene blir mye mer følsomme. Ja, vi ser voldsomme effekter på mye lavere doser bare ved å øke tiden for eksperimentet.

Ofte ser forskere på dødelighet. Det er et definitivt endepunkt.

– Vi er mer interessert i de subletale effektene, altså effekter som forekommer uten at dyrene dør. Når vi tilfører lavere giftdoser, endrer spretthalene adferden sin. Når de er stressa bruker de lengre tid før de reproduserer. Selv om det kan være snakk om noen dager, kan det likevel ha store konsekvenser, understreker Borgå.

Forskningsprosjektet foregår både på laboratoriet og i felt. På laboratoriet kan forskerne studere direkte effekter på hvert enkelt trekk de er interessert i. Da kan de generalisere resultatene uavhengig av andre forhold.

– Men dette sier lite om indirekte effekter under naturlig forhold. For eksempel kan en art som er sårbar for et miljøstress, faktisk bli positivt påvirket av stresset totalt sett, hvis konkurrentene eller fiendene blir enda med negativt påvirket. Dette er altså responser som er avhengig av hvilke andre arter som lever i det samme systemet, presiserer de to forskerne.

Endelig!

Klimaendring, miljøforurensning og tap av biologisk mangfold regnes blant de aller største utfordringene vi står overfor. Hvordan disse utfordringene samvirker, er fremdeles stort sett uutforsket.

– Det er utfordrende å se på flere påvirkningsfaktorer sammen. Men tiden overmoden for å gjøre nettopp det. Endelig begynner vi nå å frambringe data som kan fortelle oss om samlet belastning på tvers av økosystemer.