Over: Collage fra foto av Luis Martell, Aino Hosia, Katrine Kongshavn, Anne Helene Solberg Tandberg, Universitetsmuseet i Bergen.

 

— Aino Hosia, Katrine Kongshavn og Endre Willassen —

 

Det haster med å finne nye metoder til å effektivt kartlegge, beskrive og beskytte jordens biodiversitet. Museets naturhistoriske samlinger har en sentral rolle når molekylære metoder for biodiversitetsforskning i økende grad tas i bruk. Som partner i NorBOL, som står for Norwegian Barcode Of Life,  har vi siden 2008 bidratt til å lage DNA-strekkoding av omkring 4500 arter til et viktig referansebibliotek.

 

 

Forskningssamlinger

Bare en liten del av de naturhistoriske samlinger ved Universitetsmuseet i Bergen er utstilt for publikum. Mesteparten, de vitenskapelige samlingene, er sirlig oppbevart i magasiner under kontrollerte forhold, tilgjengelig for forskere som har behov for å granske spesifikke objekter for forskningsformål. I de vitenskapelige naturhistoriske samlingene har vi over 2,5 millioner katalogiserte objekter som blant annet representerer tusenvis av plante- og dyrearter samlet inn i løpet av de siste 200 år, både fra Norge og resten av verden. Samlingene er særs aktivt i bruk, og studeres av forskere og studenter i fra inn- og utland. Vi har mange gjesteforskere som kommer til oss for å arbeide med materialet, i tillegg til at en del kan sendes til deres hjeminstitusjoner. Disse samlingene er viktig dokumentasjon av biodiversitet både nå og tilbake i tid.

 

Fiolettbrunt metallfly, Autographa pulchrina. Foto: Katrine Kongshavn, Universitetsmuseet i Bergen

Artsbeskrivelse

Ved de naturhistoriske samlingene forskes det særlig på biodiversitet, systematikk og evolusjon: Hvilke arter som finnes og hvor, og hvordan disse er beslektet med hverandre. Mye av samlingene består av «belegg»; referansemateriale fra tidligere eller pågående forskning, som er videre tilgjengelig for fremtidig forskning. Slikt beleggsmateriale bidrar til dokumentasjon, validering, og etterprøvbarhet av forskningen, og har dermed stor verdi for forskningsmiljøene nasjonalt og internasjonalt.

Noe av det mest verdifulle ved naturhistoriske museer er de såkalte typesamlingene, som består av individer som er utpekt som navnebærere for en bestemt art. Å beskrive en ny art for vitenskapen er et nøysomt arbeid. Alle morfologiske detaljer som skiller den nye arten fra andre, ofte tilsynelatende like arter, skal være nøye beskrevet. I tillegg pekes det ut en eller flere type-eksemplarer som skal deponeres ved et museum, som fysisk referansemateriale for den nye arten. I nyere tid ønskes og forventes det helst også molekylære bevis i form av genetiske artsavgrensingsanalyser, samt beskrivelse av artsspesifikke DNA-sekvenser for den nye arten.

 

DNA-strekkoding

De siste tiårene har sett en enorm utvikling i DNA-baserte molekylære metoder, noe som har åpnet for helt nye muligheter innenfor biodiversitets- og evolusjonsforskning. Slektskap er reflektert i arvematerialet, og ved å sammenligne og analysere DNA-sekvenser kan vi både skille mellom arter og finne ut om evolusjonære forhold mellom disse, og slik utfylle morfologiske studier. Særlig DNA-strekkoding er blitt en viktig metode for molekylær artsidentifisering. Da sekvenseres en spesifikk kort region av organismens arvemateriale, og for flercellede dyr brukes ofte et mitokondrielt DNA fragment som heter COI (cytokrom oksidase I). DNA sekvensen i dette spesifikke fragmentet fungerer bra til artsidentifisering, siden den er relativt konstant innenfor en art, men varierer mellom artene. Dermed kan denne såkalte DNA-strekkoden brukes til å kjapt artsidentifisere et ukjent individ ved å sekvensere en vevsprøve. På grunn av tids- og arbeidsbesparelser sammenlignet med tradisjonell morfologisk artsidentifisering, tas DNA-strekkoding stadig mer i bruk i forbindelse med biodiversitetsovervåkning.

Dette høres enkelt og greit ut, men hvordan i all verden vet man hvilke DNA-strekkoder og arter som hører sammen? Ja, da må de ukjente DNA-strekkodene sammenlignes med kjente DNA-strekkoder fra et kvalitetssikret referansebibliotek. Pålitelige, taksonomisk dekkende DNA-referansebibliotek som knytter sammen artsnavn og DNA-sekvens er altså en forutsetning for at man kan sette korrekt artsidentitet på ukjente DNA-strekkoder. Og her gjør museets forskere et viktig bidrag ved å produsere gullstandard referansesekvenser: For å sikre korrekt artsnavn blir materialet til DNA-strekkoding identifisert av taksonomiske eksperter, og de sekvenserte individene blir videre oppbevart i våre vitenskapelige samlinger som belegg for fremtidige utredninger.

Universitetsmuseet var tidlig ute med å involvere seg i DNA-strekkoding. Torbjørn Ekrem og Endre Willassen presenterte sitt arbeid på DNA-strekkoding av fjærmygg allerede i 2005. Samme år representerte Willassen museet på «1st Conference for the Barcode of Life» i London og Zoologisk Museum ble første norske institusjon i «the Consortium for the Barcode of Life (CBOL)». I 2005 var Christoffer Schander og Endre Willassen også blant de første til å promotere DNA-strekkoding av marint liv (Schander & Willassen 2005).

 

 

Forskning og kartlegging

I 2008 var museet med på å etablere NorBOL (Norwegian Barcode of Life), som siden 2014 har vært den nasjonale forskningsinfrastrukturen for DNA-strekkoding. NorBOL inngår i iBOL (International Barcode of Life), og DNA-resultatene vi produserer deles i den internasjonale databasen BOLD; det globale DNA-strekkodebiblioteket. Som partner i NorBOL har Universitetsmuseet i Bergen, i tråd med UiBs satsing på hav, særlig ansvar for strekkoding av marine arter – et arbeid vi nylig fikk anerkjennelse for i forbindelse med fagevalueringen av biovitenskap i Norge. Innsamling og taksonomisk bearbeiding av marine organismer er svært ressurskrevende, og det ligger store synergier i å strekkode materiale som samles inn gjennom eksisterende prosjekter. Mye av den marine DNA-strekkodingen vi utfører skjer derfor i samarbeid med kartlegging av dårlig kjente artsgrupper finansiert av Artsprosjektet til Artsdatabanken, samt MAREANO-programmet for kartlegging av havbunnen i norske havområder.

 

 

 

 

Samlingenes betydning

Vi befinner oss i en global biologisk mangfoldskrise, samtidig som det er estimert at over 80% av arter globalt ennå ikke engang er beskrevet. Dermed haster det med å finne nye metoder til å effektivt kartlegge, beskrive og beskytte jordens biodiversitet. Utviklingen i molekylære metoder for biodiversitetsforskning har aktualisert viktigheten av naturhistoriske samlinger, både som en kilde til eksisterende artsidentifisert materiale for forskning, som et åpenbart valg for deponering av beleggsmateriale til DNA-referansesekvenser, og som sentre for taksonomisk kunnskap.

 

Les mer

NorBOL sin hjemmeside: https://www.norbol.org/

DNA-strekkodebiblioteket BOLD: https://www.boldsystems.org/

Bloggposter fra evertebratavdelingen om NorBOL: https://evertebrat.w.uib.no/category/norbol

Hvordan utforske artsmangfoldet i havet? Kongshavn K, Kongsrud JA og Willassen E (2014) Årbok for Universitetsmuseet i Bergen 2014:18-26  https://www.uib.no/sites/w3.uib.no/files/attachments/bm_arbok_2014_lett_versjon.pdf

Ekrem, Torbjørn; Willassen, Endre. DNA-barcoding of non-biting midges (Diptera: Chironomidae). 8. Jahrestagung der Gesellschaft für biologische Systematik; 2005-09-13 – 2005-09-16

Schander, Christoffer; Willassen, Endre. 2005. What can biological barcoding do for marine biology? Marine Biology Research, 1(1), 79–83. https://doi.org/10.1080/17451000510018962