Klimatledtrådar och mikrobiella mysterier – Sveas första SWERVE-expedition i hamn

I kylskåp runt om i Sverige ligger nu långa borrkärnor från fjordbottnarna och väntar på analys – sedimentprover som fungerar som historiska dokument. Ombord testades också ett nytt instrument som fångade över 50 000 plankton på bild. På land fortsätter nu arbetet med att identifiera de olika arterna.

Sveas första expedition inom SWERVE – den nationella infrastruktursatsningen som ger forskare tillgång till gratis fartygstid – genomfördes under första veckan i juli. Resan gick längs Bohuskusten, med stationer i bland annat Gullmarn och Idefjorden. Trots en släng av sjösjuka och tekniska bekymmer i början kunde alla planerade fjordar undersökas. Ombord arbetade forskarna intensivt med att samla in vattenprover och sedimentkärnor – från havsytan hela vägen ner till havsbotten.

– I BIOX-projektet letade vi efter hypoxiska vattenlager – vatten med mycket låg syrehalt – för att kunna studera hur mikrobiella samhällen fungerar i syrefattiga miljöer. De första fjordarna vi undersökte hade låga syrenivåer, men aldrig riktigt under gränsen för hypoxi. I Idefjorden hittade vi till slut det vi letade efter, ett hypoxiskt lager i den innersta delen av fjorden. Det var ett väldigt spännande ögonblick, eftersom fjorden tidigare varit helt syrefri och svavelrik men har återhämtat sig de senaste decennierna. Att hitta de här säsongsvisa lågsyrelagren är nyckeln till att förstå den processen, säger Eric Capo, forskare vid Umeå universitet och ledare för ett av de två forskarlagen.

Vad berättar fjordarnas bottnar?

Eric Capo leder det tvärvetenskapliga forskarlag som undersöker hur syrefattiga förhållanden påverkar mikroorganismer i fjordarna – både i dag och över tid. Fjordar är naturligt känsliga för syrebrist, och genom att analysera vattenprover och sedimentkärnor vill forskarna förstå hur mikrober reagerar när syret försvinner. Målet är att kartlägga hur detta i sin tur påverkar utsläpp av växthusgaser som metan och lustgas, samt bildning av miljögifter som metylkvicksilver.

Under expeditionen samlades prover in från sex fjordar – från ytvattnet ner till syrefria bottensediment – för att undersöka både kemiska förhållanden och mikrobiell mångfald. Genom att kombinera analyser av dagens mikroorganismer med genetiska spår i sedimenten hoppas forskarna kunna spåra förändringar över tid – och bättre förutse framtida effekter av miljöförändringar.

– Syrebrist i kustvatten är ett växande problem som drivs av klimatförändringar och lokal förorening. Det är avgörande att förstå både historiska och aktuella effekter av syrebrist på ekosystemen för att kunna förutse framtida förändringar. Bland konsekvenserna finns ökad produktion av växthusgaser och miljögifter – två allvarliga effekter där vi behöver mer kunskap om vi ska kunna vägleda samhället och begränsa mänsklig påverkan, säger Eric Capo.

Jakt på framtidens antibiotika

Det andra forskarlaget, lett av Carina Bunse vid Göteborgs universitet, fokuserade på en grupp marina bakterier som kallas Actinomycetota. Dessa mikroorganismer är kända för att producera antibiotika, men de marina släktingarna är ännu dåligt utforskade. Genom att undersöka hur bakterierna samspelar med andra mikroorganismer i havet hoppas forskarna hitta nya ämnen – kanske till och med helt nya antibiotika.

Under expeditionen samlades vatten, plankton och sediment från olika djup in, som nu analyseras i labb. Målet är att isolera bakterier, kartlägga deras DNA och studera deras ämnesproduktion under olika miljöförhållanden.

– Det är väldigt spännande att studera den mikrobiella biodiversiteten på västkusten, en värld som vi annars inte ser. Mikrobernas arvsmassa i haven är en potentiell guldgruva för nya upptäckter, säger Carina Bunse.

Svea – en plattform för nya upptäckter

Materialet från expeditionen analyseras nu vid flera forskningsinstitutioner runt om i Sverige, och forskarna förväntar sig att resultaten kommer att leda till både vetenskapliga publikationer och nya forskningsfrågor.

– Med det här SWERVE-projektet ville vi ta ett helhetsgrepp på fjordforskningen – genom att kombinera avancerad biogeokemi och mikrobiell ekologi, både ur ett modernt och ett historiskt perspektiv. En av de stora framgångarna med expeditionen är att den har stärkt samarbetet mellan flera svenska universitet, något vi hoppas ska fortsätta långt efter projektet, säger Eric Capo.

Forskningsfartyget Svea spelade också en central roll för att möjliggöra expeditionen.

– Sveas besättning tog emot vår mycket internationella forskargrupp på ett fantastiskt sätt – bara två av de 20 deltagarna var svenskar – och de såg till att det komplexa provtagningsprogrammet kunde genomföras smidigt. Vi lärde oss mycket av varandra under veckan, och interaktionerna ombord gav ett stort mervärde till forskningen, säger Eric Capo.

Carina Bunse instämmer:

– Vi är väldigt tacksamma för den fantastiska Svea-expeditionen och den möjlighet som SWERVE gav oss. Tack vare fartygets storlek, flexibilitet och erfarna besättning kunde båda projekten genomföras parallellt, vilket ledde till nya samarbeten och ett ännu starkare vetenskapligt resultat, säger Carina Bunse.

Den framgångsrika expeditionen har också varit betydelsefull ur Sveas och SLU:s perspektiv.

– Vi är stolta över att kunna erbjuda en forskningsplattform som möter både dagens och framtidens behov. SWERVE-expeditionen visar vilken bredd av forskning Svea kan stötta och hur värdefullt det är med välplanerade gemensamma satsningar till havs, säger Björn Lindell, fartygssamordnare vid SLU.