Undersøgelser af DNA gemt i jordprøver fra fortiden bidrager til at vise hvorledes vores biodiversitet er i frit fald. Men undersøgelsen viser også, at hovedsynderen er væksten i brugen af alskens såkaldte “planteværn” (Biocider)
Undersøgelser af den såkaldte eDNA – environmental DNA – er det sidste nye hotte redskab til at kunne afdække udviklingen i den biologiske mangfoldighed over tid. Således har en gruppe forskere knyttet il Birmingham anvendt det, de selv kalder en tidsmaskine, til at afdække udviklingen i Ring Sø i Midtjylland. Men forskerne har også brugt deres tidsmaskine til at forsøge at afdække årsagerne til naturens forfald.
Undersøgelsen viser således, at ødelæggelsen af søen er forårsaget af forurening i form af insekticider, fungicider, pesticider og herbicider. Men også stigende temperaturer spiller en rolle. Hertil kommer at giftstoffernes indirekte affekt forårsaget af ødelæggelse af bakteriefloraen, der skaber ubalance i omsætningen af kvælstof.
Ring Sø er en ferskvandssø. Med en sti rundt om og faciliteter for badning og fiskeri er søen et populært udflugtsmål. Men søen er også interessant fordi søen har en veldokumenteret historie med stærkt svingende vandkvalitet. Ifølge historiske optegnelser var søen semi-naturlig tilstand indtil 1940’erne. I slutningen af 1950’erne forøgede spildevandstilstrømning fra en nærliggende by imidlertid næringsstofniveauerne, hvilket resulterede i eutrofiering. Spildevandstilstrømningen blev dog omlagt i slutningen af 1970’erne, men denne periode faldt sammen med intensivering af landbrugsarealanvendelsen (>1980), hvilket forårsagede udvaskning af biocider til søen. Søen genoprettedes delvist i moderne tid (>1999) og har derved oplevet en delvis tilbagevenden til sin oprindelige trofiske tilstand ligesom biocidernes påvirkning er knap så heftig. Det fremgår dog af tilføjede kort (Google Map), at der stadig bedrives landbrug helt ned til søbredden.
I 2016 borede man ned i og samlede jordbundsprøver fra de sidste 100 år. Herved samledes et bibliotek af de planter og dyr, der har eksisteret i og ved søen.
Det er disse jordbundsprøver, der nu er blevet underkastet en yderst detaljeret undersøgelse med henblik på at kortlægge fortidens dyr og planters DNA og derefter sammenholde profilen med undersøgelser af de miljømæssige og klimatiske forandringer i søen, der også er studeret over tid. Selv kalder forskerne deres undersøgelsesmodel for en slags AI-drevet tidsmaskine.
I deres fund, der for nylig er offentliggjort, har forskernes afsløret at sedimentet indeholder en kontinuerlig optegnelse over biologiske og miljømæssige signaler, der har ændret sig over tid -fra (semi)uberørte miljøer ved starten af den industrielle revolution og frem til i dag. Forskerne fandt, at forurenende stoffer som insekticider og fungicider sammen med stigninger i minimumstemperatur (en stigning på 1,2-1,5 grader) forårsagede den største skade på biodiversitetsniveauer.
DNA’et i sedimentet viste dog også, at søen er begyndt at komme sig i løbet af de sidste 20 år. Vandkvaliteten er blevet forbedret, efterhånden som landbrugsanvendelsen er formindsket i området omkring søen. Men mens den samlede biodiversitet derfor også er stigende, har omgivelserne ændret karakter. Fortidens arter vender ikke sådan lige tilbage efter en lang periode med ødelæggelser forårsaget af det intensive landbrug.
Niamh Eastwood, hovedforfatter og PhD-studerende ved University of Birmingham, udtaler at “Det tab af biodiversitet, der er forårsaget af denne forurening og den opvarmende vandtemperatur, er potentielt irreversibelt. De arter, der blev fundet i søen for 100 år siden, og som er gået tabt, vil ikke alle kunne vende tilbage. Det er ikke muligt at genoprette søen til sin oprindelige uberørte tilstand, selvom søen er ved at komme sig. Denne forskning viser, at hvis vi ikke beskytter biodiversiteten, kan meget af den gå tabt for evigt.”
Dr Jiarui Zhou, medforfatter og adjunkt i miljøbioinformatik ved University of Birmingham, tilføjer “Ved at lære af fortiden kan vores holistiske modeller hjælpe os med at forudsige det sandsynlige tab af biodiversitet under et ‘business as usual’-scenarie og andre forureningsscenarier. Vi har påvist værdien af AI-baserede tilgange til at forstå historiske drivkræfter bag tab af biodiversitet. Efterhånden som nye data bliver tilgængelige, kan mere sofistikerede AI-modeller bruges til at forbedre vores forudsigelser af årsagerne til tab af biodiversitet yderligere.”
Forskerne udvider nu deres indledende undersøgelse af én sø til søer i England og Wales. Denne nye undersøgelse vil hjælpe dem med at forstå, hvor replicerbare de mønstre, de har observeret, er, og derfor, hvordan de kan generalisere deres findings om forurening og klimaforandringer på biodiversiteten i søer.
SOURCES:
Zhou et al (2023) 100 years of anthropogenic impact causes changes in freshwater functional biodiversity
By Jiarui Zhou, Niamh Eastwood, Romain Derelle, Mohamed Abou-Elwafa Abdallah, William A Stubbings, Yunlu Jia, Sarah E Crawford, Thomas A Davidson, John K Colbourne, Simon Creer, Holly Bik, Henner Hollert, Luisa Orsini.
eLife, 2023; 12 DOI: 10.7554/eLife.86576