Doften av en hoppkräfta
Giftiga algblomningar ställer ibland till det i havet och det är svårt att veta i förväg när de kommer att inträffa. Nu vet vi att vissa mikroalger producerar gift när de känner doften av sina fiender hoppkräftorna. Genom att tjuvlyssna på det kemiska samspelet mellan dessa växt- och djurplankton kan vi bättre förstå och förutse giftiga algblomningar.
Hoppkräftor är världens vanligaste djur. Sommartid kan det finnas uppåt 100 hoppkräftor per liter i kustnära vatten. Håller du en flaska havsvatten mot ljuset så ser du små djur med långa antenner som rör sig ryckigt, hoppar någon centimeter, stannar en stund och sjunker sakta innan de hoppar vidare. Hoppkräftan är den viktigaste länken från växtplanktonen, som står för produktionen i havet, till organismer högre upp i näringskedjan. Utan hoppkräftor skulle det därför inte finnas mycket större liv i havet. Hoppkräftorna livnär sig mest på encelliga organismer som växtplankton och ciliater. Genom sitt oförtrutna ätande ändrar de faktiskt artsammansättningen i havet. Det hoppkräftorna inte äter överlever och blir vanligare, det dom föredrar minskar när det är gott om hoppkräftor.
Hoppkräftan - världens vanligaste djur. Foto: Erik Selander/Azote.
Doft som skräms
Det händer märkliga saker när man odlar alger tillsammans med hoppkräftor. På något sätt känner algerna av hoppkräftornas närvaro och börjar försvara sig. Giftiga alger blir upp till tio gånger giftigare. Mareldsalger som lyser upp sensommarnattens bad skruvar upp ljuset. De som normalt sett bildar långa kedjor av celler släpper taget och blir små och svåra att fånga för hoppkräftorna. Men hur vet algerna att hoppkräftan är där? För att undersöka om effekten av hoppkräftorna drevs av hoppkräftans doft gjordes experiment där hoppkräftor stängdes in i finmaskiga burar så att bara lukten av hoppkräftan kunde nå algerna. Det visade sig att doften av en enda hoppkräfta räckte för att algerna skulle mobilisera sina försvarsmekanismer.
Hoppkräfta tillsammans med giftiga alger Alexandrium minutum (runda) och ogiftiga Prorocentrum micans (avlånga med liten spets). Hoppkräftorna avger en unik doft, copepodamid, som fungerar som en larmsignal för algerna. Foto: Erik Selander.
Kemiskt detektivarbete
Länge visste vi inte vad det var för ett ämne från hoppkräftorna som algerna reagerade på. Det syntes inte på några analysinstrument fastän effekten på algerna var uppenbar. Det skulle visa sig bero på att ämnet är aktivt vid otroligt låga koncentrationer, ett saltkorn i en stor simbassäng är tillräckligt för att nå full effekt i planktonsamhället. Det tog flera år innan man kunde rena fram en tillräckligt stor mängd för att kunna identifiera signalen och bestämma dess kemiska struktur. Det visade sig vara ett nytt ämne för vetenskapen.
Ämnet döptes till copepodamid eftersom hoppkräftor heter copepoder på latin och man brukar namnge ämnen efter den mest karakteristiska kemiska gruppen i molekylen, i det här fallet en amid. Koncentrationen av copepodamid i havet följer mängden hoppkräftor och när hoppkräftorna är vanliga blir det tillräckligt höga halter för att växtplanktonen ska kunna känna av det och reagera.
Genom att styra giftigheten hos alger i laboratoriet med hjälp av copepodamider kunde man se att hoppkräftorna ratar giftigare celler till förmån för mindre giftiga celler. De små hoppkräftorna gynnar alltså uppkomsten av giftiga algblomningar på två sätt: Dels får de algerna att öka giftproduktionen och dels undviker de giftiga celler och äter istället andra, ogiftiga byten. Det fungerar som smörblommor i en hage med kor: Korna lämnar här de giftiga smörblommorna men fortsätter äta mindre giftiga växter och då får smörblommorna fri tillgång till ljus och näring och kan bli mycket vanliga.
Hoppkräftor kan gynna uppkomsten av giftiga algblomningar på samma sätt som smörblommor blir vanliga i betade hagar. Korna undviker de giftiga smörblommorna och äter deras konkurrenter istället så att smörblommorna får fritt spelrum. Hoppkräftans doft får giftiga alger att producera mer gift. De giftigare algerna är sen bättre skyddade mot hoppkräftor som istället väljer mindre giftiga byten. Giftiga alger blir då vanligare, ibland så mycket vanligare att det blir en algblomning. Foto: Erik Selander.
Bättre prognoser?
Spännande, eller hur! Men kan vi använda det till något? Ja, det går faktiskt att tjuvlyssna på planktonvärldens kemiska konversation. Vi kan mäta hoppkräftans doft (copeopdamider) i vatten eller musslor som filtrerar vatten och koncentrerar copepodamiderna. När copepodamiderna ökar i musslorna så betyder det att det är större risk att musslorna kommer att bli giftiga. En stor fördel är att det tar tid för hoppkräftorna att driva på uppkomsten av giftiga algblomningar. Halten copepodamider i musslor ökar flera veckor innan gifterna ökar och det gör det möjligt att förutsäga risken för giftiga algblomningar längre in i framtiden. Flera andra faktorer, som till exempel hur mycket näring det finns i vattnet, väder, vind och havsströmmar spelar också roll uppkomsten av algblomningar.
Musslor provtas med någon veckas mellanrum av Livsmedelsverket för att säkerställa att de inte är giftiga. Musselgifterna mäts med samma metod som copepodamiderna. Förhoppningsvis kan man inom en snar framtid lägga till analys av copepodamider för att förbättra giftalgsprognoser.