Gamla luftfilter kan fungera som en ekologisk tidskapsel. Det visar ett exempel där forskare hittat luftfilter som ursprungligen mätte radioaktivt nedfall – och som visar sig innehålla årtionden av bevarat dna från växter, svampar och djur. ”En lyckträff”, enligt forskarna.
Luftfiltren i detta fall kommer från en mätstation utanför Kiruna och har legat arkiverade i en källare hos Totalförsvarets forskningsinstitut, FOI, sedan 1960-talet. En guldgruva, insåg några forskare när de fick höra talas om arkivet.
Alla organismer släpper nämligen ifrån sig cellfragment med dna. Forskarnas förhoppning var att de skulle hitta dna som fastnat i filtren under många årtionden, vilket de också gjorde. Initiativet har nu resulterat i en detaljerad analys som är ett slags tidsresa i den miljö där filtren har varit uppsatta.
Spår av växter, svamp och djur
Vecka för vecka, visade det sig, hade filtren samlat in dna från allt levande i området utanför Kiruna: Växter, svampar, insekter, mikrober, fåglar, fiskar och till och med stora däggdjur som älg och ren.
Forskarna har veckovis kunnat följa förekomsten av 2 700 typer av organismer inom flera mils radie från stationen, och hur de ökat eller minskat under 34 års tid.
– Det var en lyckträff att filtren sparats och dessutom är gjorda av ett material som bevarar dna, säger Per Stenberg vid Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap vid Umeå universitet, i ett pressmeddelande.
– Arkivet visade sig vara en tidsmaskin som gjorde att vi kunde återvända till det förflutna och följa hur ett ekosystem förändrats, nästan i realtid.
Minskad biologisk mångfald
Analysen har gjorts av forskare vid Umeå universitet, Sveriges lantbruksuniversitet och Totalförsvarets forskningsinstitut.
När forskarna analyserade mönster såg de att den biologiska mångfalden minskade i området utanför Kiruna från 1970-talet till början av 2000-talet. Exempel på organismer som minskade är björk samt ved-associerade lavar och svampar. Den generella minskningen går inte att förklara med klimatförändringar, utan verkar snarare ha ett samband med mänskliga aktiviteter som skogsbruk.
Forskarna har använt omfattande dna-sekvensering, maskininlärningsbaserad identifiering av organismer och modellering av luftrörelser för att spåra dna-ursprung. Jämförelser med traditionella fältinventeringar visar att metoden är tillförlitlig både när det gäller att identifiera organismer och dessas förändring med tiden.
Kan användas praktiskt
Studien visar att det går att använda de nätverk av luftfilterstationer som redan finns för att följa utvecklingen av den biologiska mångfalden och för att rekonstruera ekosystem i områden där grunddata saknas.
– Metoden kan också upptäcka och följa genetisk variation och förekomster av invasiva arter och patogener, säger Per Stenberg.
Vetenskaplig artikel:
Airborne eDNA captures three decades of ecosystem biodiversity, Nature Communications.
