Populärvetenskapliga presentationer
Vi har nog alla någon gång slagits av den enorma rikedomen på variation i allt från färg och form till funktion och beteenden hos våra levande organismer. Hur har den här variationen kommit till? Vilka är de mekanismer och processer som har styrt och fortfarande styr hur grupper av individer (populationer) långsamt förändras från generation till generation. Vi studerar dessa processer på alla nivåer från DNA-molekylen via individer och populationer till arter och hela samhällen av olika arter.
Dessa studier är viktiga inte bara för att förstå hur och varför variationen har uppstått, utan också för att förutsäga hur förändringar i miljön orsakade av klimatförändringar och människans inverkan kommer att påverka naturen i framtiden. I de följande artiklar beskrivs i populär form några av de viktigaste forskningsområdena.
Genomets evolution
Alla evolutionära förändringar har sin grund i förändringar i DNA-molekylen. För att förstå de krafter som orsakar förändringar i det ärftliga materialet studerar vi molekylär evolution och populationsgenetik. Inom populationsgenetiken studerar man hur den genetiska sammansättningen i populationer förändras över tid, och de krafter som styr dessa förändringar. Ny variation kan skapas genom mutationer och inflöde från andra populationer, och variationen kan minskas genom slumpmässiga förändringar i små populationer och selektion.
Lokal anpassning (adaptation)
Individer inom en art är ofta uppdelade i grupper eller populationer som begränsar utbytet av gener. Det medför att dessa populationer har en möjlighet att anpassas genetiskt till den lokala miljön genom naturlig selektion. Med ekologiska metoder studerar vi om populationer är lokalt anpassade, och vilka egenskaper som är viktiga för anpassningen. Med hjälp av genomik kan vi också studera vilka gener som är orsak till anpassningar
Artbildning
Det är uppenbart att naturen är uppdelat i en stor mängd arter. Samtidigt lever vi i en värld där arter i snabb takt dör ut och biologisk mångfald utarmas. En viktig fråga för våra försök att motverka den trenden är hur nya arter uppstår. Artbildning sker när en art delas i två eller flera nya arter som är reproduktivt isolerade från varandra. Artbildning kan ske som en följd av lokal anpassning, men det sker bara i ett fåtal fall. Vilka faktorer är det då som avgör om anpassning till olika ekologiska förhållanden leder till nya arter? Hur viktiga är geografiska barriärer? Kan artbildningsprocesser fortskrida trots pågående utbyte av gener mellan populationer? Kan populationer också divergera oberoende av geografiska hinder om naturlig selektion gynnar extrema individer när det är hård konkurrens om resurser?
Naturvårdsbiologi
Naturvårdsbiologi bygger på kunskaper från alla de ekologiska och evolutionära processer vi studerar. Naturvårdsbiologin arbetar främst genom att studera populationers förmåga att behålla livskraftiga populationer och genetisk variation. Genetisk variation är nödvändig för att naturliga populationer skall kunna anpassas till en förändrad omvärld. Populationer riskerar att dö ut om variationen minskas och utarmas.
Kolets kretslopp
Det är inte bara människan som påverkar jordens klimat, utan även ekosystemens naturliga omsättning av kol. Sjöar och vattendrag täcker bara några procent av markytan, men har en avsevärd påverkan på jordens kolkretslopp: kolet kan avges till atmosfären som koldioxid eller metan, men också begravas i sediment på sjöarnas botten. Vilken roll spelar mikroorganismer för kolets omsättning i vatten? Varför avger vissa sjöar mycket koldioxid eller metan, medan andra begraver stora mängder kol i sina sediment? Och hur påverkas kolets kretslopp av t ex klimatförändring, övergödning eller vattenkraftsdammar?
Sjöarnas ekologi
Sjöar och vattendrag är utmärkta system för att studera samspel mellan arter i förhållande till miljövariation. Endast ca 1 % av den energi som produceras av växtplankton når toppkonsumenter i näringskedjan. Däremot har rovfiskar och andra organismer i toppen av näringskedjan stor påverkan på ekosystemet genom konsumtion eller beteendeförändringar av arter på lägre nivåer. Vi studerar samspelet mellan arter i näringskedjan dels genom fokus på deras anpassningar till den lokala miljön och dels genom påverkan av främmande arter och annan miljövariation.
Mikroorganismernas ekologi
Bakterier och andra mikroorganismer har trots sin ringa storlek en mycket betydelsefull roll till exempel för omsättning av kol och kväve i våra vattendrag. Ändå vet vi inte mycket om de mikroorganismer som finns i sjöar och hav. Det beror bland annat på att forskare ännu bara lyckats odla ett fåtal av dem enskilt i labbet. Med modern genomik kan vi karaktärisera sammansättningen av mikroorganismer och studera hur sammansättningen påverkar deras roll i ekosystemet. En viktig fråga är också vilka faktorer som i sin tur påverkar sammansättningen av mikroorganismer.