Hon avslöjar mångfalden i marken

Gymmet Campus 1477 i Uppsala får illustrera ett annat av evolutionsbiologen Anna Roslings intressen: att använda konst för att kommunicera sin forskning. Hon har samarbetat med konstnärer i en rad populärvetenskapliga projekt om svampar, senast utställningen ”Mer än Karl Johan” i Trolska skogen mellan Hudiksvall och Sundsvall. Foto: Mats Kamsten

Nittio procent av all världens svamp förblir osynliga för oss, gömda i vitt förgrenade samhällen under mark. Men nu ska ett av de gåtfulla svampsystemen utforskas av evolutionsbiologen Anna Rosling med hjälp av en ny metod.

Att små organismer som svamp är så pass inflytelserika vad gäller livet både under och ovan jord kan överraska. Men faktum är att svampar i hög grad påverkar såväl varandra som rötter, växter, träd - till och med jordens atmosfär. Vad som gör svamparna så framgångsrika vill Anna Rosling ta reda på.

– Svampsamhällena är väldigt dynamiska system. De allra flesta svampar bildar ju inga fruktkroppar så man ser dem aldrig ovanför marken. Men de lever därnere och kan helt dominera och driva processer som att bryta ned kol, ta upp fosfor och göra kväve tillgängligt för träden.

Under jord samsas svampar med mängder av arter som djur, insekter och rötter. Hur svamparna lyckas anpassa sig och samverka med marken för att överleva och föröka sig har Anna Rosling undersökt i hela sitt forskarliv.

– I min avhandling 2003 undersökte jag vittring av sten, hur svampar kan förändra stenar och ta upp näringsämnen från dem. Sen har mitt intresse skiftat till marken som ett biologiskt system. Hur har svamparna anpassat sig till olika växters rötter och olika former av näringsämnen? Jag försöker förstå vikten av biologisk interaktion jämfört med anpassning till en fysisk miljö i de processer som leder till svampsamhällenas stora mångfald.

För att kartlägga marksvampsamhällen använder sig Anna Roslings grupp av olika molekylära metoder. Ur jordprover utvinns DNA eller RNA som forskarna analyserar. Olika former av fosfor kan ge viktiga svar om näringsförhållanden i marken. Dessutom isolerar forskarna svampar från sporer och rötter för att kunna göra experiment under kontrollerade former i labb.

– Vi gör sekvenseringen på SciLifeLab i Uppsala. Men här på Evolutionsbiologiskt Centrum har vi utrustningen för att extrahera och kopiera DNA. Sen kan vi se dels vilka gener svamparna uttrycker, dels vilka artkomplex som dominerar och på så sätt börja förstå marksystemet, säger Anna Rosling.

I ett nytt projekt finansierat av European Research Council, ERC, ska hon studera en sedan länge omtvistad svampgrupp, den arbuskulära mykorrhizasvampen. Svampgruppen, förkortad AM-mykorrhiza, tar sitt ursprung runt 470 miljoner år tillbaka i tiden och antas ligga till grund för växtrikets kolonisering av jorden. I AM-mykorrhizan ingår hundratals arter som bildar mykorrhiza med gräs, blommor och vanliga växter. Nu jobbar Anna Roslings grupp med att ta prover och isolera svampar från Uppsala Kungsäng, en gammal äng med välbeskriven flora ända sedan Carl von Linnés tid.

– Nästan alla växter har mykorrhiza vilket betyder svamprot. De behöver det för sitt näringsupptag och för att hålla sig friska. I svamproten ger svampen näring till växten i utbyte mot energi. Men alla kombinationer av svampar och växter fungerar inte lika bra. Det jag är nyfiken på är om växten väljer sin mykorrhiza, och om mykorrhizan väljer sin växt. I det nya ERC-projektet kommer vi studera hur svampens sammansättning av genom påverkar dess förmåga att välja växt.

Anledningen till att AM-mykorrhizan länge varit föremål för vetenskapliga diskussioner är att dessa svampar till skillnad från de flesta organismer inte uppvisar något sexuellt stadium med en cellkärna. Istället förökar de sig med stora sporer med hundratals kärnor i varje, vilka visat sig ha en hög grad av genetisk mångfald. Frågan forskarna ställer sig är hur AM-mykorrhizans genom är organiserat och kan fortsätta vara konkurrenskraftigt.

– Det finns en hypotes att de har olika kärnor i sig, så att de egentligen är som ett litet samhälle eller en population. På så sätt sköter de variationen inom sig, istället för mellan sig. Sen finns det nya rön om att AM-mykorrhizan är precis som vanliga svampar, att de måste ha en sexuell cykel någonstans. Men den här debatten har pågått länge och jag har utvecklat en metod för att kunna lösa det, säger Anna Rosling.

Metoden att kartlägga svampens genomiska system är än så länge under utveckling så hon kan inte avslöja några detaljer. Men klart är att arbetet med att undersöka mykorrhizans sporkärnor till stor del kommer att äga rum vid singlecell genomics-plattformen på SciLifeLab. Där finns de gentekniska resurserna, framförallt personalen. Fast även om metoden redan visat sig lovande i pilotstudier påpekar Anna Rosling att labbet är en konstruerad miljö.

– När man gör experiment måste man verkligen fundera på om det är relevant. Är det här en situation som uppstår i verkligheten? För vi skapar en massa scenarier i labb där något annat väsentligt kan ta över. Men det är också det som är lite kul med marksystem, för de är så pass komplicerade.

Anna Roslings forskargrupp kommer också att arbeta med hennes tidigare kollegor på Sveriges Lantbruksuniversitet, SLU. Dessutom ska de nyanställda doktoranderna och hon själv göra en del studier vid Indiana University i Bloomington och University of Kansas, USA, som har lång erfarenhet av forskning på AM-mykorrhizans system.

Vad driver dig som forskare?
– Jag tror att jag är väldigt intresserad av saker, jag kan gå loss på grejer och hålla på väldigt länge. Själva metoden att forska är också väldigt kul, att ta reda på hur något funkar från grunden.
– Det jag framförallt tycker är roligt med forskning är att man skapar ny kunskap. Först vet vi inte – och sen vet vi.

Anneli Björkman
2016-12-19

Fakta – Anna Rosling

Titel: Evolutionsbiolog vid institutionen för ekologi och genetik, Uppsala universitet

Familj: Man och tre barn

Bor: I Ulleråker i södra Uppsala

Utbildning: Doktor i biologi, SLU, Uppsala 2004; postdoktor vid University of California, Berkeley, USA 2005; docent i biologi, SLU Uppsala 2011

Meriter i urval: Forskarassistent, SLU, på FORMAS-anslag om SEK 3,7 miljoner 2006-2011; gästforskare vid Indiana University Bloomington, USA 2010-2012; Vetenskapsrådets projektbidrag för unga forskare om SEK 4,1 miljoner 2012; femårigt ERC Starting Grant om EUR 1,5 miljoner 2015.

Största forskningsframgång: Upptäckten av en ny klass av svampar som döptes till Archaeorhizomycetes. 2011 publicerades nyheten om den över 500 miljoner år gamla klassen i den vetenskapliga tidskriften Science.

Om att skriva forskningsansökningar: Jag har ju finansierat all min egen forskning genom anslag. Att jag har lyckats beror nog på att jag skrivit en oerhörd mängd ansökningar. Min teori har varit att söka tio gånger så mycket som man behöver, för man får bara tio procent. Sen är det en kombination av hårt arbete och tur också, jag brukar säga att jag har brallor av betong och kan sitta hur länge som helst, haha!

Om pappa Hans Rosling, professor i internationell hälsa och populär föredragshållare: Han var den som en gång lärde mig vikten av att skriva ansökningar och att det inte gör något att man får avslag. Det är någonting man kan bli rätt besviken över annars. Han har ju fått avslag tusen gånger. Och det har inte varit något konstigt med det. Han har lärt mig förstå det akademiska systemet och förberett mig på en miljö som kan vara ganska tuff och det har givetvis varit en stor fördel.

Om jag inte hade blivit forskare: Då tror jag att jag kanske hade byggt kulisser eller gjort kostymer, alltså sysslat med någon slags hantverk. Jag gillar att bygga saker och har snickrat en del stora kojor som är väldigt fina.

På fritiden: Då är jag simlärare och driver en simskola för barn, Ackvakul, i Gottsunda. Det är sådant där familjesim så det drivs av föräldrar för att simning är nåt roligt man kan göra tillsammans. Det är en skön förening som inte är så uppstyrd, det är bara att komma med.