Min forskning har de senaste åren kretsat mest kring evolutionen av uttorkningstolerans hos sk. anhydrobiotiska djur, och de biokemiska mekanismerna bakom detta. Anhydrobiotiska djur lever i miljöer som utsätts för regelbunden uttorkning och kan förlora praktiskt taget allt vatten i kroppen utan att dö. I min forskning använder jag mig både av teoretiska, experimentella och deskriptiva metoder. Mitt huvudsakliga empiriska studieobjekt är tardigrader, eller ”björndjur” som de också kallas. Tardigraderna tillhör de mest uttorkningstoleranta flercelliga djuren på jorden och lever ofta i vegetation på extremt torra och/eller kalla platser.
Tardigraden Richtersius coronifer som lever på Ölands Alvar.
Här i hydrerat tillstånd, fotograferat i ljusmikroskop.
Förekomsten av trehalos och andra sockerarter hos tardigrader
Inom detta projekt tittar vi på förekomsten av olika sockerarter i samband med uttorkning hos olika tardigradarter. Hos många uttorkningstoleranta djur produceras höga halter av socker (speciellt trehalos) när djuret torkar ut, i vissa fall upp till 20 % torrvikt. Sockret tros ha betydelse för att upprätthålla cellernas struktur i det torra tillståndet. Projektet drivs i samarbete med Dr. Ola Persson, Kristianstad Högskola.
Stress-proteiner hos anhydrobiotiska tardigrader
Under senare år har betydelsen av inducerade stressproteiner hos uttorkningstoleranta organismer diskuterats alltmer. Stressproteiner kan skydda cellkomponenter genom att binda till andra proteiner eller kolhydrater och motverka skador. I detta projekt tittar vi på induceringen av stressproteiner hos anhydrobiotiska tardigrader. Projektet är ett samarbete med Dr. Ralph Schill, Tübingen University, Tyskland.
Samma djur som ovan, nu i uttorkat tillstånd (anhydrobios), med en
vattenhalt i kroppen på 5-10 % och ingen mätbar metabolism.
Makrofoto: Ingemar Jönsson.
Betydelsen av DNA-reparation i tolerans mot uttorkning och strålning hos tardigrader
Tardigraderna har inte bara en sällsynt god förmåga att klara uttorkning, de är också utomordentligt tåliga mot strålning (joniserande och UV), som är känt för att ge upphov till skador på arvsmassan. Tåligheten mot joniserande strålning gäller både för djur som är uttorkade och för hydrerade aktiva tardigrader. Har tardigraderna kanske ett väl utvecklat system för reparation av skador på DNA? Hos uttorknings- och strålningstoleranta bakterier har DNA-reparation studerats ingående, medan mycket få undersökningar har gjort på anhydrobiotiska flercelliga organismer. I samarbete med Prof. Mats Harms-Ringdahl, Stockholms Universitet undersöker jag förekomsten av DNA-skador och DNA-reparation hos tardigrader i samband med uttorkning och exponering för joniserande strålning.
TARDIS – en studie av tardigraders tolerans för rymdmiljö
Tardigradernas uttorkningstolerans och exceptionella förmåga att klara strålning gör att de ofta har omnämnts i diskussioner kring organismer som kan klara av att vistas i rymdmiljö, där farlig UV-strålning, kosmisk strålning och vakum sätter strikta gränser för de flesta av jordens livsformer. Genom ett projekt (TARDIS) beviljat av den europeiska rymdorganisationen ESA kommer tardigrader för första gången i historien att skickas ut i rymden, på en 12 dagar lång resa ca. 300 km ovan jordytan med den ryska forskningsraketen FOTON-M3. Uppskjutningen är planerad till hösten 2007. Projektet syftar till att studera överlevnaden och mängden DNA-skador efter exponering för rymdmiljön. Projektet görs i samarbete med Prof. Mats Harms-Ringdahl, Stockholms Universitet och Dr. Elke Rabbow, DLR, Tyskland.
Livshistorie-evolution hos anhydrobiotiska organismer
Livscykeln hos anhydrobiotiska organismer karakteriseras av återkommande torra perioder av total inaktivitet, då djurets tillväxt och reproduktion är noll. Hur kan vi förvänta oss att livshistorierna hos dessa djur ser ut i överlevnads- och reproduktionsmönster? Detta projekt syftar till att teoretiskt och empiriskt undersöka livshistorierna hos anhydrobiotiska tardigrader. I projektet ingår bland annat material från Antarktis insamlat under de svenska expeditionerna SWEDARP 01/02 och SWEDARP 03/04.