DNA-teknik ger ny kunskap om insekter

Mycket är fortfarande okänt om våra insekter och deras roll i ekosystemen. I projektet Insect Biome Atlas kartläggs insektsfaunan och dess betydelse för livsmiljöerna i Sverige och på Madagaskar. Till sin hjälp har forskarna senaste DNA-tekniken och naturintresserade volontärer.

Projektanslag 2017

Insect Biome Atlas

Huvudsökande:
Fredrik Ronquist, professor i entomologi

Medsökande:
Sveriges lantbruksuniversitet
Thomas Roslin

Stockholms universitet
Ayco Tack

KTH
Anders Andersson

Lärosäte:
Naturhistoriska riksmuseet

Beviljat anslag:
31 miljoner kronor under fem år

På 1930-talet uppfann René Malaise, insektsforskare på Naturhistoriska riksmuseet, en tältliknande och finurlig insektsfälla som används än idag.

– Den har förfinats genom åren, men Malaisefällan är den som används mest för insektsinventeringar runt om i världen, säger Fredrik Ronquist, professor i entomologi, vetenskapen om insekterna, på Naturhistoriska riksmuseet.

Malaisefällan har en central roll i Insect Biome Atlas, ett omfattande projekt där Fredrik Ronquists forskargrupp samarbetar med forskare vid Sveriges lantbruksuniversitet, Stockholms universitet och KTH. Med Malaisefällor och DNA-teknik inventeras insekterna och deras livsmiljöer i Sverige och på ön Madagaskar i Indiska Oceanen. Platserna har helt olika geologisk och biologisk historia, vilket banar väg för spännande jämförelser.

Fredrik Ronquist tar oss med till laboratorierna i museets anrika byggnader. Här görs analyserna av insekterna som samlas in. Även mikroorganismerna som lever på och med insekterna studeras.

– Många blir förvånade när de hör att det fortfarande upptäcks nya arter i Sverige. Enligt våra uppskattningar har vi i Sverige 33 000 insektsarter, 5000 återstår fortfarande att upptäcka. Och på Madagaskar finns det säkert mer än 100 000 insektsarter, men endast en bråkdel av dem är kända.

Tydligare bild

Projektet är möjligt att genomföra tack vare ett femårigt anslag från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse.

– Enormt värdefullt. Som forskare drömmer man ju om att förverkliga lite större projekt. Insekterna utgör hälften av vår mångfald av makroskopiska organismarter. Hittills har vi bara tittat på enstaka insektsgrupper när vi har försökt avgöra hur naturens ekosystem är sammansatta. Nu kommer vi få en mycket mer detaljerad bild, säger Fredrik Ronquist.

Förhoppningen är att även andra forskare så småningom ska kunna använda materialet för att fortsätta studera mångfalden och hur insekter samspelar i olika ekosystem, samt för att till exempel hitta insektspridna sjukdomar och vilka arter de är associerade med.

De insamlade data och analysmetoderna som utvecklas i projektet kan också användas för att studera miljötrender, och förutsäga förändringar i insektsfaunan över tid.

Hjälp av volontärer

Att samla in insekterna är en enorm logistisk operation, konstaterar Fredrik Ronquist.

– Inte minst på Madagaskar, bara att köra runt på vägarna där innebär stora svårigheter.

I Sverige har man lyckats rekrytera 100 engagerade volontärer som under ett kalenderår vittjar de 200 Malaisefällor som sätts upp. Volontärerna får hjälp av personal från projektet, som också tar jordprover runt fällorna och samlar in ekologiska data. På Madagaskar har projektet hjälp av en amerikansk forskare som driver en fältstation för forskning om insekter.

– Vi är också intresserade av varifrån arterna kommer och hur de har uppstått. Där finns det enorma kontraster mellan Sverige och Madagaskar. Alla Sveriges insekter är invandrare efter senaste istiden. Varifrån kommer de? Det är sådana frågor som vi kan svara på nu, på en skala som vi inte kunnat göra tidigare.

Madagaskar å sin sida har varit isolerat länge, så där har arterna istället utvecklats på plats och skapat den stora mångfalden.

– Där kan vi få kunskap om hur lokala arterna är, när och hur de har uppstått och hur unika de är.

Okända steklar

Identifieringen av insekter är mycket tidskrävande med traditionella, så kallade taxonomiska, metoder. Det visar inte minst erfarenheten från Svenska Malaisefälleprojektet, där Fredrik Ronquist var en av initiativtagarna.

– Hundratals experter sitter med mikroskop och identifierar de insamlade insekterna. Hittills har de gått igenom ungefär en procent av alla 20 miljoner insekter som samlades in åren 2003–2006. I Insect Biome Atlas-projektet kommer vi med den nya molekylära tekniken kunna processa ett lika stort material på några veckor. Det här är en revolution för vårt område.

Fynden från Svenska Malaisefälleprojektet har visat att mycket är okänt, mycket mer än experterna trott innan.

– Nästan alla de nya arterna som upptäcks är steklar, myggor eller flugor. Det är arter som står för viktiga ekosystemtjänster. Många är nedbrytare eller parasiter som reglerar populationen av andra insekter.

Extraherar DNA

Sekvenseringen av insekternas arvsmassa görs på SciLife Lab i Solna. För att få veta vilka arter som fångats upp i Malaisefällorna måste DNA-sekvenserna matchas med kända arters genprofiler. Ett stort internationellt arbete med att skapa referensbibliotek för insekters DNA-sekvenser pågår, något som projektet kommer ha nytta av.

– Vi kommer också få mycket kunskap om arter som inte matchar några kända referenssekvenser. Vi kommer därför att spara insektsmaterialet, så att det senare går att identifiera dessa arter med traditionella taxonomiska metoder och beskriva dem om de är nya för vetenskapen, säger Fredrik Ronquist.

Text Susanne Rosén
Bild Magnus Bergström