Tøffeste planta i verden   

Torsdag 3. mars var de 26 elevene som går førsteåret på Forskerlinja på besøk hos mentorene sine Jónas Einarsson, Bjørn Klem og Pernille Bronken Eidesen.

Du kan lese mer om mentorene i denne artikkelen: «Mentormøte for førsteklassingene». 

Brorparten besøkte Pernille på Blindern, der de fikk bryne seg på plantelære, og bidra inn på et pågående forskningsprosjekt hun har på Svalbard.

Pernille er førstelektor og leder av skolelaboratoriet for biologi ved Institutt for biovitenskap ved Universitetet i Oslo og Professor II ved Universitetssenteret på Svalbard (UNIS), samt en en veldig engasjert forsker og formidler – noe elevene på besøk fikk oppleve.

Forskningen hennes oppsummerer hun best selv:

«Frem til høsten 2021 forsket og underviste jeg heltid ved UNIS. Klimaendringene er drastiske i nordområdene. Når miljøet endrer seg, har artene som lever der kort sagt tre muligheter: tilpasse seg, flytte seg, eller dø ut. Hvordan arter reagerer på endring, hvordan de sprer seg og etablerer seg på nye steder, og hvordan nye arter blir til er spørsmål jeg liker å studere. Jeg har ofte kombinert feltstudier med molekylære studier på laboratoriet for å finne svar på det jeg lurer på.»

Og det var nettopp dette elevene fra Forskerlinja fikk lære mer om gjennom sitt besøk, eksemplifisert med planten rødsildre som er både diploid, triploid og tetraploid (det kommer en forklaring veldig snart) – mens blomstene er store og røde hos dem alle.

Dobbelt, tredobbelt og firedobbelt antall kromosomer
Arvestoffet, genene, til alle levende organismer er pakket i kromosomer. Vi mennesker har 23 par kromosomer, det vil si totalt 46. Vi kan ikke drive med polyploidi, det vil si å gange opp antall kromosomsett, det hadde skapt trøbbel for oss.

Planter derimot, kan doble (diploid), triple (triploid) og ta firegangern (tetraploid) på sine kromosomer, og leve videre i bedre velgående enn sine foreldre. Dette er en viktig evolusjonær mekanisme innen artsdannelse hos planter, og i kjernen av hva Pernille forsker på for tiden hos planten rødsildre.

Men, før vi hører mer om rødsildra og dens liv og levnet, noen artige fakta:

Dere har ALLE spist polyploid til frokost i dag, sier Pernille.

Elevene, lærer Ragni Fet og undertegnede ser alle ut som store spørsmålstegn.

Jeg prøver å huske hva jeg spiste til frokost. Banan og knekkebrød med pålegg, er noe av dette polyploid?

Pernille forteller oss at nesten alt vi mennesker avler på, er polyploide: Alle korntyper, laks og kål for å nevne noen arter. Dette er fordi dobling eller mer av arvestoffet gjør at alle cellene blir større, og da blir frøene på korn større, og vi mennesker får mer mat.

-Polyploidy er vanligere blant planter enn dyr, men laksen stammer fra en gammel polyploidisering og forskere tror at mange av de unike egenskapene laksen har kan knyttes til denne genom-fordoblingen, sier Pernille.

Og så til bananen fra frokosten:

-Bananen vi spiser er triploid. Tre kromosomsett gjør det vanskelig å dele kromosomene likt når bananen skal lage kjønnsceller, derfor har ikke bananen frø. Vi dyrker nye bananplanter ved hjelp av stiklinger. Det innebærer alle bananer er kloninger av hverandre og innavl på høyt nivå, noe som gjør den sårbar for sykdom og skade, sier Pernille

Tøff og gammel
Tilbake til rødsildra.

-Få har forsket på polyploidi hos ville planter i sitt naturlige miljø, og få har sett på om dette får konsekvenser for den enkelte arts evne til å overleve i ekstreme strøk som Arktis, sier Pernille.

Sammen med forskerkollegaer har hun derfor tatt for seg rødsildre på tre ulike vekstområder, habitater, i Adventdalen rett utenfor Longyearbyen på Svalbard, for å se på om rødsildrenes polyploiditet kan kobles til de ulike områdene den vokser på.

Grunnen til at vi valgte oss rødsildre er at dette er en av de tøffeste artene vi har. Den blomstrer på de høyest fjell og er funnet helt opp på 5000 meter over havet. Den vokser på Grønland og så langt nord som 80 grader, den tåler tørke og ikke minst er den en gammel art. Det er funnet fossiler av den som er flere millioner år gamle, og det er estimert at den ble dannet for omtrent fem millioner år siden. Det betyr at rødsildra er to millioner år eldre enn Arktisk, sier Pernille.

Hun forteller videre at planten vokser som tuer eller som krypende planter som kan danne store matter.

–I går så jeg på noen av de mengder med data vi har samlet inn de siste årene, men jeg trenger deres hjelp til å tolke dem for å forstå sammenhengene, sier Pernille.

Besøk i Fytotronen
Halvparten av elevene studerer grafer med temperaturmålinger for de ulike habitatene, notater om hvordan plantene vokser, kapselproduksjon, evne til rotdannelse og antall blomster per plante og så videre.

Den andre halvparten blir med Pernille ned til Fytotronen, som er et klimasimulerings- og dyrkningsanlegg for planter. Her får elevene se rødsildra som Pernilles student har gjort spiringsforsøk på, og en rekke andre planter som andre forskere studerer.

Så bytter gruppene, før de alle samles igjen.

-Ser dere noen sammenheng med ploidinivå og dataene her, spør Pernille.

Elevene kikker på hverandre, men ingen sier noe.

-Jeg skjønner dette er skikkelig vanskelig. Det jeg tror, uten å ha fått sett så mye på dette, er at rødsildrene som er diploide, de tåler stress bedre enn de andre. Det betyr at de kan leve på veldig utsatte områder hvor det er tørt og veldig værhardt, mens de som har en dobling av kromosomene, tetraploidene, ikke er like hardføre men vokser raskere. De vinner konkurransen i mer skjermede områder, sier Pernille, og legger til;

Imidlertid er dette komplisert. Jeg tror polyploidi er en viktig og ofte oversett mekanisme i naturen som vi ikke vet så mye om, med unntak av dere og en noen forskere rundt i Arktisk.