Publiserat 5.11.2020
Skribent: Kari Kaunisto

Människan har försökt uppskatta antalet organismer i flera århundraden. Beräkningarna i den senaste och mest omfattande undersökningen om fördelningen av jordklotets biomassa bygger på mängden kol som organismerna binder. I undersökningen uppskattas det att alla levande människor för närvarande binder cirka 0,06 gigaton (1 GT = 10¹⁵ g) kol medan leddjuren, t.ex. insekterna, kräftdjuren och spindeldjuren, binder hela 1 gigaton kol! Förutom insekternas enorma antal och biomassa är också mängden arter stor. Man har uppskattat att upp till 90 procent av alla arter som hittills beskrivits vetenskapligt är insekter.

Mångfalden av insekter kan verka ofattbar, men ännu svårare är det att förstå mängden kol som insekterna binder – enligt samma undersökning upp till 70 gigaton! Det finns ofantliga mängder av bakterier nästan överallt. Under de senaste åren har det blivit allt tydligare att bakterier spelar en särskilt viktig roll i nästan alla ekosystem. De kolossala mängderna förklaras delvis av bakteriebestånden i oceanerna, marken och atmosfären.  Mängder av bakterier lever också på och i andra organismer. Exempelvis vet man att det finns betydligt fler bakterieceller än egentliga människoceller i varje människa. På motsvarande sätt finns stora mängder bakterier t.ex. inuti insekter. Vi vet fortfarande mycket lite om insekternas tarmbakterier och hur de fungerar.

Sakari Alhopuros stiftelse beviljade finansiering för mitt forskningsprojekt som syftar till att fördjupa vår förståelse av insekternas tarmflora och hur den fungerar. I forskningsprojektet undersöker jag strukturen, funktionen och de många effekterna av tarmfloran på värdinsekterna. Projektet är indelat i delar för att kartlägga variationer i insekternas tarmbakterier beroende på tid och plats, sambandet mellan tarmfloran och de arter som insekterna fångar och äter samt tarmflorans effekter på värdexemplarets fortplantningsframgång. Som modell använder jag trollsländan. Trollsländan är ett av insektsvärldens största rovdjur och samlar genom maten många mikrober från olika arter som den fångar. Med hjälp av trollsländan kan man undersöka bakteriefloran i ekosystem såväl på land som i vatten eftersom trollsländans larver är akvatiska och de vuxna trollsländorna terrestriska.

Tarmmikroberna kartläggs med hjälp av avföringsprover från trollsländorna. Ur proverna kan man extrahera tarmbakteriernas RNA. Det extraherade genfragmentet kopieras i den mängd som behövs och därefter bestäms kvävebasernas ordning genom sekvensering.  Ordningen varierar mellan olika bakteriearter, och genom att jämföra RNA-bitarna med befintliga gendatabaser kan man identifiera bakteriearterna i trollsländans tarm. Mängderna av olika bakteriearter i tarmarna kan uppskattas med hjälp av de relativa mängderna i dessa kopierade RNA-fragment.

I dag antar man att människans tarmflora på något sätt påverkar t.ex. övervikt, diabetes, störningar i immunförsvaret, vissa cancertyper och flera neurologiska avvikelser. Det finns betydande likheter mellan människans tarmflora och insekternas tarmflora och hur de utvecklas, och därför kan forskningsresultaten från insektsforskningen vara till nytta för forskningen i människans bakterieflora.

Den forskning som Sakari Alhopuros stiftelse finansierar är fortfarande i startfasen. I somras samlade vi in de nödvändiga mängderna tarmbakterieprover från trollsländor för analys. Vi har också finslipat de molekylmetoder vi behöver för att utreda bakterieflorans struktur så att de fungerar på våra modellarter. Hittills har vi fått preliminära resultat som ger en hänvisning om den enorma mångfalden av mikrober i insekterna och hur insekternas tarmflora har utvecklats i olika insektspopulationer.

Rubriken för det här blogginlägget kommer från rubriken för Edward O. Wilsons artikel från 1987, The Little Things That Run the World.  Wilsons artikel behandlar i synnerhet mångfalden och betydelsen av jordklotets ryggradslösa arter. I ljuset av det vi vet i dag kan rubriken också inkludera bakterierna, som är stöttepelare för våra ekosystem!

 

Kari Kaunisto är specialforskare på Åbo universitets enhet för biodiversitet och han disputerade vid Åbo universitet 2014 på ekologin för trollsländorna och deras parasiter. Kaunistos forskning har tagit fram ny information om bl.a. insekternas näringsväv och parasiter samt teman i anslutning till skyddet av insekter.

 

 

 

 

Bilden av trollsländan: Kari Kaunisto
Profil: Pipsa Kaunisto

Litteratur:

Bar-On, Y. M., R. Phillips and R. Milo (2018). "The biomass distribution on Earth." Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 115(25): 6506-6511.
Cani, P. D. (2018). "Human gut microbiome: hopes, threats and promises." Gut 67(9): 1716-1725.
Engel, P. and N. A. Moran (2013). "The gut microbiota of insects - diversity in structure and function." Fems Microbiology Reviews 37(5): 699-735.
Huovinen, P. (2012). Tanssii bakteereiden kanssa – pidä bakteereistasi huolta! Duodecim.
Hutter, T., C. Gimbert, F. Bouchard and F. J. Lapointe (2015). "Being human is a gut feeling." Microbiome 3: 9.