Varmere hav endrer algesamfunnet i Arktis

Takket være isbryteren og forskningsfartøyet Kronprins Haakon har norske forskere nå  fått muligheten til å studere alger lenger nord i Barentshavet enn noen gang tidligere.

– Vi følger med på hva som skjer med algesamfunnet når klimaet blir varmere og isen trekker seg tilbake, forteller en av landets fremste algeforskere, professor Bente Edvardsen på Institutt for biovitenskap ved Universitetet i Oslo.

Algene er, sammen med cyanobakterier (tidligere kalt blågrønnalger), grunnlaget for nesten alt liv i havet. Fellesbetegnelsen for alger og cyanobakterier i plankton er planteplankton. De har den fantastiske egenskapen at de kan bruke fotosyntesen til å omdanne uorganisk karbon (CO2) til glukose. Glukosen gir energi til resten av næringskjeden, fra bakterier til dyreplankton, polartorsk, sel og isbjørn.

Varmere

Når isen smelter, blir det øverste vannlaget lettere og varmere, samtidig som saltinnhold- et blir mindre. Da er faren til stede for at vannmass- ene der nede i dypet ikke blander seg like mye med vannmassene lenger oppe. Det høres kanskje ikke så alvorlig ut, men algene trenger næringssalter.  Brorparten kommer fra havbunnen. Algene er der- for avhengige av at næringssaltene virvles opp.

– Risikoen er mindre næringssalter til algene og dermed mindre mat til resten av økosystemet. Forskere har allerede sett dette i andre havområder. Samtidig kan issmeltingen føre til at lysforholdene blir bedre, noe som kan øke algeproduksjonen, påpeker Bente Edvardsen.

Livsviktig

Hvis det blir færre alger, er det ikke uheldig bare for livet i havet. Det kan også gå ut over oss mennesker.

– Planteplanktonet fra havet produserer nesten halvparten av alt oksygenet på Jorda. Det betyr at annethvert pust du tar, inneholder oksygen fra planteplankton, spissformulerer stipendiat Karoline Saubrekka.

Mindre algeproduksjon kan også føre til at CO2-nivået i atmosfæren øker. – Algene har derfor stor betydning for klimaet, poengterer Edvardsen.

Forskerteamet hennes skal nå undersøke algesamfunnet gjennom året på ulike plasser i Barentshavet.

– Da får vi mer kunnskap om hvilke forandringer vi kan vente oss fremover.

Lever i isen

Alger lever ikke bare i vannet. Mange av algene i Arktis er svært spesialiserte.

– De er tilpasset leveforholdene der oppe, forteller postdoktor Luka Supraha.

Noen lever oppå isen, noen tilbringer tilværelsen under isen, mens noen holder til inne i selve isen. Isen har mange hulrom. Her forsyner dyreplanktonet seg av algematen sin samtidig som de kan gjemme seg for ikke selv å bli spist. Rett under isen er det mye polartorsk og sel. Algene i isen er derfor viktige for økosystemet. 

– Vi beskriver algene i Barentshavet og undersøker hvilke arter som bare lever i is og hvem av dem som kan få problemer i et isfritt Arktis, forteller Bente Edvardsen.

Luka Supraha undersøker hvilke arter som er unike for Arktis. Noen av skapningene er så små at han må studere dem i elektronmikroskop. For å beskrive slektskapet mellom algene tar han også DNA-prøver av dem. Her ser han etter noen bestemte gener som viser små eller ingen forskjeller innen samme art, men som likevel viser tydelige forskjeller mellom arter. Dette fascinerende artsprinsippet gjelder uansett om vi snakker om alger, mennesker eller fisk.

– Vi kan derfor bruke disse genene til å identifisere de enkelte algene.

1800 arter er kjent, men det er fortsatt mange som ikke er beskrevet. I løpet av de siste to årene har Supraha funnet mange arter som kan være nye for vitenskapen. Alle DNA-sekvensene fra de nye artene blir registrert i internasjonale gen-databaser. Forskere over hele verden bruker disse databasene til å sjekke ut hvilke arter de selv har funnet.

Supraha dyrker én og én alge-art i hver sin kultur i laboratoriet. Disse kulturene kan brukes til å teste ut hvordan algene reagerer på klimaendringer.

Algeforskerne kan allerede slå fast at noen av disse algene tåler endringer i saltinnholdet i vannet (ikke glem at saltinnholdet senkes når isen smelter), men de vet fortsatt ikke hvordan algene reagerer på temperaturendringer eller et isfritt Arktis.

– Eksperimentene våre er derfor viktige for å kunne si noe om fremtidens økosystemer og hvilke grupper alger som best kan tilpasse seg klimaendringene, sier Bente Edvardsen.

Millioner i slengen

Karoline Saubrekka tar seg av den andre delen av forskningsprosjektet. Hun studerer artsmangfoldet i det nordlige Barents- havet. For å slå fast hvilke arter hun har funnet, må hun sammenligne funnene sine med gen-data- basene.

I løpet av det siste året har hun vært med på to treukers lange tokt med forskningsskipet til det nordlige Barentshavet. Hun skal også analysere prøvene fra tre andre tokt. Hver gang tas algeprøver på helt bestemte steder. Prøvetakingen startet forrige august på østsiden av Svalbard, i såkalt sommerlige forhold, og fortsatte inn i vinterlige forhold langt inne på isen til 82 grader nord. På hvert av de sju stoppene tas algeprøver fra ulike havdyp. Den første algeprøven er fra fem meters dyp med mye lys og smeltevann. Den andre algeprøven er fra klorofyllmaks-dypet, som varierer mellom 10 og 50 meters dyp. Det er der algene får nok lys til fotosyntesen, samtidig som de har god tilgang til næringssalter. Derfor er det flest alger på dette dypet.

De tar også algeprøver fra rett over havbunnen, på 200 til 3000 meters dyp. Her lever de encellete organismene som ikke trenger mye lys.

I hver prøve drar forskerne opp millioner av alger – og kanskje hundrevis av arter – i slengen. For å identifisere dem alle, analyserer Saubrekka DNA-sekvensene. Da kan hun finne fordelingen av de ulike algegruppene.

– Ved å sammenligne det biologiske mangfoldet av mikroalger med tidligere historiske prøver, får vi nyttig informasjon om hvordan miljøet i Arktis har endret seg, forteller Wenche Eikrem, førsteamanuensis ved UiO og seniorforsker på Norsk institutt for vannforskning (NIVA). Arbeidet hennes munner nå ut i en flora på nett over alle mikroalgene i havet i Arktis.