Tekst: Eirin Bruholt | Foto: Wikimedia Commons
Jeg dilter etter veilederen min nedover en smal korridor og inn på et relativt romslig kontor. På veggene henger flotte malerier av planter; jeg bare må ta bilde av dem. Vi befinner oss i Grønlandsherbariet, et slags plantebibliotek, i København. Det blir satt frem haugevis av esker til oss. Om vi hadde stablet dem oppå hverandre, hadde de nok nådd taket. Hver av eskene inneholder hundrevis med eksemplarer av plantearten polarskjsørbuksurt fra vest-Grønland.
Veilederen min og jeg studerer hvert eneste eksemplar nøye, og noterer ned nødvendig informasjon: Hvor vokste denne planten? Når blomstret den? Når var frøene modne? Det jeg syns er spennende er størrelsesforskjellen mellom dem. Noen av eksemplarene er så store at de fyller ut hele A3-arkene som de er presset på, mens andre er så små at jeg må presse meg helt ned i arket med en lupe for å kunne se ordentlig. Hvordan kan det ha seg at planter av samme art er så forskjellige i størrelsen?
Skjørbuksurt på Grønland
Professor og botaniker Inger Nordal ved universitetet i Oslo var på Grønland på slutten av 80- og begynnelsen av 90-tallet. Her samlet hun inn eksemplarer av polarskjørbuksurt (Cochlearia groenlandica). I min oppgave skal jeg blant annet følge i hennes fotspor og samle inn eksemplarer på Grønland, nesten 30 år senere. De skal samles inn fra ulike steder og habitater langs vest-Grønland, hvor planten er ganske vanlig, og plantene vil forhåpentligvis være i forskjellige størrelser og former.
I veldig få tilfeller kan mennesker utvikle dobbelt så mange kromosomer.
Etter turen i Grønlandsherbariet i København i høst har jeg lært og observert at polarskjørbuksurt kan være på størrelse med lillefingerneglen din, men også på lengde med knehøyden til en voksen mann. Det må jo være noe som kan forklare hvorfor det er så stor forskjell mellom dem? Kanskje finner vi svaret hvis vi ser på hva slags andre ting som er forskjellige mellom de lange og de små plantene. Kanskje vi kan finne noen mønstre i genene deres, eller se på forskjeller i områdene de vokser. Med teknologi som ikke fantes for nærmere 30 år siden, så skal jeg i hvert fall gjøre et forsøk på å finne ut av det.
Store fordeler eller tidlig død
Fra skolen blir vi lært at vi mennesker har 23 kromosompar, til sammen 46 kromosomer. Inni kromosomene finnes alt arvestoffet vårt, det vi kaller DNA. Hvis vi har et kromosom for mye blir vi født med Downs syndrom eller andre store funksjonshemminger. I veldig få tilfeller kan mennesker utvikle dobbelt så mange kromosomer. Dette er en katastrofal mutasjon for oss. Som regel vil fosteret dø før fødsel når dette skjer. Noen ytterst få ganger greier det å overleve i noen måneder før kroppen gir helt etter. Hos planter, derimot, ser det ut til at flerdobling av kromosomer kan gi mer positive konsekvenser.
Jo lengre nord desto flere kromosomer
Flerdoblet antall kromosomer, kalt polyploidi, er noe som skjer hos veldig mange planter, inkludert polarskjørbuksurt. Dette kan skje når to forskjellige plantearter befrukter hverandre. Det er også blitt observert at jo lengre nord planter vokser – jo flere kromosomsett har plantene. Ingen har helt forstått hvorfor det er slik. Ennå. Siden vi ser at breddegraden har en betydning for kromosomantallet, burde det jo være en fordel å ha flere kromosomer i et kaldere klima? I biologien lærer vi at tilpasninger til et kaldere klima for planter gjerne er å vokse tettere sammen, for å holde på temperaturen, og ikke vokse seg særlig store. Da er de mer motstandsdyktige for vind, tørke og kulde. Utvikler planten noen ekstra fordeler på grunn av ekstra kromosomer som gjør at den kan vokse seg større?
Unngår sterile avkom
Når to forskjellige arter greier å befrukte hverandre, og får et avkom, så får vi det som kalles en hybrid. Hybrider i dyreriket er som regel alltid sterile (muldyr er kanskje det mest kjente eksempelet), men det samme gjelder ikke for planter. En hypotese som svever rundt for tiden er at polyploidi hos planter bidrar til å motvirke sterilitet hos hybridene. I 99,9 prosent av tilfellene har hybrider problemer med reproduksjonen. Men noen ganger blir kromosomene fordoblet, og da kan det oppstå en fruktbar hybrid. Polyploide hybrider har mer genetisk variasjon, noe som gjør at de kan tilpasse seg til nye omgivelser. Da kan de muligens overleve i enda tørrere områder, eller høyere opp i en fjellside, enn foreldreartene deres kunne. Dette kan være med på å forklare hvorfor det spesielt er arktiske planter som er polyploide, ettersom arktiske områder har et tøffere og kaldere klima.
Prioriteringene kan bli endret
I likhet med oss mennesker som må prioritere hva vi bruker tiden vår på, så må planter prioritere hva de vil bruke energien sin på. Vil de være store og sterke? Vil de ha mange eller få frø? Skal de utvikle noen form for forsvar så de ikke blir spist? Hvis en plante velger å være stor og ha et sterkt forsvar, så vil den kanskje ikke ha nok energi igjen til å utvikle frø. Planter i arktiske områder må prioritere annerledes enn planter i sørligere strøk. For en arktisk plante er det viktig å produsere mange frø på kort tid siden sommeren er mye kortere.
Polarskjørbuksurt kan være på størrelse med lillefingerneglen din, men også på lengde med knehøyden til en voksen mann.
Mens planter i sørlige strøk har lang levetid og større sjanse for å bli spist på grunn av mildere klima. Derfor må nok sørligere planter prioritere å investere i mer forsvar for å ha større sjanse for å overleve. Men i de siste årene er det blitt oppdaget at her kan det virke som om polyploide planter har en fordel. Siden de har masse ekstra gener fra de doble settene med kromosomer, så kan de bruke flere av disse genene og danne nye kjemiske stoffer. Disse kjemiske stoffene kan være forsvar eller for å holde planten sunn og frisk. Og hvis morarten er bedre tilpasset tørke og fararten prioriterer høyere vekst, så vil den nye plantearten arve begge disse egenskapene istedenfor kun én av dem. Dette kan vel være med på å forklare de enorme forskjellene i vekst som jeg så i København.
Grønlandsherbariet
Turen til Grønlandsherbariet var en utrolig spennende og øyevekkende opplevelse jeg håper å kunne oppleve igjen. Men neste gang håper jeg at jeg ikke dilter etter veilederen min, men heller går sammen med henne, med hodet hevet høyt og at min oppgave og mine observasjoner gjør at vi kan forstå polyploidi enda bedre, slik at jeg kan få lagt igjen mitt lille fingeravtrykk i forskningslitteraturen.
Eirin Bruholt er masterstudent i økologi og evolusjon ved NMH og CEES, hvor hun jobber med planter.
