Aktuelt

Genetisk strekkoding av marine virvelløse dyr gjennom NorBOL: hvor langt har vi kommet, og hvor mye gjenstår?

08/01/2018

Disse resultatene, som ble presentert som poster 422 på den syvende IBOL-konferansen, gir et øyeblikksbilde på hvor langt vi har kommet i å bygge et kvalitetssikret strekkodebibliotek for marine virvelløse dyr (børstemark, pigghuder, krepsdyr, nesledyr, bløtdyr etc.) i fra Norge og tilstøtende områder (særlig Sverige, vi har samarbeidet mye med kollegaer i Gøteborg).

Før vi kunne sette i gang for alvor, måtte vi skaffe egnet materiale. Marint museumsmateriale er stort sett fiksert på formalin, som ødelegger DNA. Vi har derfor arrangert og deltatt på mange innsamlingstokt, og samarbeider også med store prosjekter som MAREANO og ulike miljøkartleggingsaktører for å skaffe prøver. Slik har vi de siste årene bygget opp store samlinger av spritfiksert materiale ved UM. Vi har også noen utfordringer med strekkodingsmetodikken; de såkalt «universelle» primerne som brukes i sekvenseringen har varierende suksessrate, og på enkelte dyregrupper vil det være nødvendig å inkludere andre markører (DNA-segmenter) enn standarden, som er cox1-segmentet.

Nå har vi – sammen med våre samarbeidspartnere – sendt inn over 8000 prøver til sekvensering. Av disse har vi fått sekvenser på 62 % av prøvene, og omkring 75 % av det vi kan kalle morfo-arter: dyr som vi enten kan identifisere til kjente arter basert på litteraturen, eller som vi midlertidig grupperer til «art A», «art B» etc. fordi vi ser at de skiller seg i fra de kjente artene.

Vi gjorde opp status for enkelte grupper i forhold til antallet kjente arter som finnes i Norge (basert på Artsdatabanken sine lister), og som du kan se er vi godt i gang på en del grupper – men det er fortsatt mye å ta tak i.

Hva er strekkodet?

Det som ikke vises på denne figuren er de 2800 prøvene som vi ikke har fått strekkoder på med de gjeldene metodene, og de av prøvene som har fått strekkode, men som ikke har navn som korresponderer med Artsdatabanken sine lister over arter i Norge (dette kan skyldes f.eks. at arten ikke er registrert her, at den er ny for vitenskapen, eller at prøven vår ikke har blitt identifisert helt til art enda).

Her er to eksempler på observasjoner som bør følges opp med taksonomisk utredning:

Først ut er en stor sjøstjerne i fra slekten Diplopteraster. I fra Norge har tre individer av D. multipes blitt strekkodet. Når strekkodene for disse dyrene sammenlignes med andre i den store BOLD-basen så er de identiske med strekkoder som er produsert av andre marinbiologiske laboratorier, men som er identifisert med fem ulike artsnavn basert på morfologien.

Diplopteraster

Dette er verdt å se nærmere på – er de fem artene egentlig bare én vidt utbredt art, som vitenskapelige kulturer i ulike land har forstått som ulike arter, særegne for sin geografiske region? Eller er det den genetiske markøren vi har brukt som ikke klarer å skille mellom faktiske arter i denne gruppen? Slike spørsmål krever nærmere undersøkelser med taksonomiske studier, der det fysiske materialet som artsforståelsen er basert på kan studeres med kritisk blikk på den vitenskapelige litteraturen. I tillegg bør slike vurderinger av artsstatus helst ha data fra andre genetiske markører slik at både strekkoder og morfologiske karakterer kan vurderes i nytt lys. Noen ganger kan uoverensstemmende artsnavn for identiske strekkoder ganske enkelt skyldes menneskelig feil, – at den som navnsatte en strekkode tok feil i sin artsbestemmelse basert på morfologiske karakterer.

I det neste eksemplet har vi en antatt art med overraskende stor genetisk variasjon i det strekkodede materialet. Spørsmålet blir da om børstemarken Ophelina cylindricaudata i realiteten består av flere ulike arter. Det ser ut for at de genetiske gruppene som framkommer av strekkodedata kan kobles til ulike habitater som markene lever i.

Ophelina

Igjen viser det seg et behov for nærmere taksonomiske, økologiske og evolusjonsbiologiske studier. Etterhvert er det ikke lengre uvanlig at nærmere studier av såkalt kryptiske arter først «avsløres» med strekkoder og ved nærmere studier kan vise seg å også ha morfologiske kjennetegn som skiller dem fra sine nærmeste slektninger.

Tilsvarende problemer som disse to eksemplene finnes det mange av. De viser at det er langt igjen til en presis og korrekt forståelse av artsmangfoldet i marine miljøer. Men med strekkoding kan vi finne hvor problemene befinner seg og slik sett identifisere behovene for videre arbeid. Selvfølgelig må vi heller ikke glemme at kvalitetssikrede strekkoder også gir vidtrekkende muligheter for så vel biologer som andre profesjoner for å identifisere organismetyper med stor presisjon, enten de foreligger som levende, døde, eller som DNA-spor.

Katrine Kongshavn, Jon A. Kongsrud, Tom Alvestad, Endre Willassen, Universitetsmuseet i Bergen, avdeling for naturhistorie.

Disse resultatene ble presentert på 7th International Barcode of Life Conference, Sør-Afrika, 2017.

DNA-strekkodebiblioteket er en skattekiste for alfa-taksonomi

03/01/2018

Alfa-taksonomi er et forskningsområde som tar for seg den detaljerte kunnskapen om arter og artsgrupper, og inkluderer beskrivelse av nye arter, deres utbredelse og biologi. Med utgangspunkt i DNA-strekkodebiblioteket studerer vi en slekt av soppmygg (Mycetophilidae) som heter Allodia. I tillegg til DNA-strekkodene, ser vi også på andre genetiske markører og utseendet til Allodia-artene. Til sammen skal dette resultere i en revisjon, en slags opprydding, av hvilke arter som finnes i denne slekten og hvordan de er i slekt med hverandre og andre grupper av soppmygg.

Soppmyggene er en stor familie av tovinger (fluer, mygg og deres slektninger) som er spesielt artsrik i de nordlige delene av Europa og Amerika. Dette er trolig fordi larvene til de små tovingene lever av sopp, som også er svært artsrike og tallrike i disse områdene. Flere av artene i denne gruppen antas å ha en såkalt sirkumpolar utbredelse, altså en utbredelse tilknyttet det boreale skogbeltet og tundraen.

Allodia sp.Figur 1: Allodia sp. Foto: Karsten Sund, Naturhistorisk Museum ©.

I Norge og resten av Skandinavia har derfor disse små myggene fått mye oppmerksomhet fra forskere, og vi har en god oversikt over den Norske faunaen, blant annet gjennom Artsprosjektet. Den akkumulerte kunnskapen om norsk og skandinavisk soppmyggfauna har resultert i mange DNA-strekkoder fra identifiserte arter. Parallelt med at referansebiblioteket for DNA-strekkoder for soppmygg ble utviklet i Norge, hadde forskere i Canada, ved universitetet i Guelph en annen tilnærming til strekkoding av insekter. I stedet for å fokusere på DNA-strekkoder for identifiserte arter, som vi gjør, strekkoder de også en mengde uidentifiserte insekter fra Malaisefeller (en insektfelle som ligner et telt, samler mange forskjellige flyvende insekter), spesielt i Canada. Dette har resultert i en mengde DNA-strekkoder uten tilknytning til artsnavn.

Kart med strekkoder av AllodiaFigur 2: Kart fra BOLD som viser oversikten over hvor vi har DNA-strekkoder fra arter i slekten Allodia.

Samlet sett er dette et supert utgangspunkt for å studere ulike grupper av soppmygg mer detaljert, som for eksempel mangfold, utbredelsesmønstre og slektskap mellom arter. Vi kan da sammenligne både de identifiserte og ukjente DNA-strekkodene på tvers av landegrenser og regioner – perfekt for en gruppe som soppmyggene med nordlig utbredelse!

genitalier til AllodiaFigur 3: For å sammenligne utseende til ulike arter av soppmygg, må man se på genitaliene. Her er bilder av genitaliene til seks ulike arter Allodia. Foto: Trude Magnussen ©.

De foreløpige resultatene viser at flere arter finnes både i Canada og i Norge. I tillegg viser det seg at mange arter fra Canada trolig er nye for vitenskapen. Grunnen til at vi drar denne konklusjonen er at de dyrene som har ulik DNA-strekkode, også er ulike i genetiske markører fra kjerne DNA og i utseende. Interessant er det også at vi finner nye arter for vitenskapen i Norge! I det videre studiet skal vi se nærmere på slektskapet mellom artsgrupper i Norden og Canada.

Trude Magnussen, Stipendiat ved Naturhistorisk museum, Universitetet i Oslo

Disse resultatene ble presentert på 7th International Barcode of Life Conference, Sør-Afrika, 2017. 

NorBOL og Artsprosjektet – sammen er vi dynamitt!

15/12/2017

Artsprosjektet og NorBOL har hatt et godt samarbeid helt siden Artsprosjektet ble etablert i 2009.

Tilgang på materiale fra mindre kjente artsgrupper kan ofte være en begrensende faktor i arbeidet med å bygge opp et nasjonalt referansebibliotek med DNA-strekkoder. Gjennom den omfattende kartleggingen av arter som skjer i regi av Artsprosjektet, blir nytt materiale fra dårlig kjente arter identifisert av taksonomisk ekspertise og gjort tilgjengelig for DNA-sekvensering og registrering i BOLD. NorBOL gir prosjektledere veiledning i bruk av metoden og koordinerer arbeidet med DNA-strekkoding av arter samlet inn gjennom Artsprosjektet. Så langt har rundt halvparten av artene fra Norge som har fått en strekkode, opphav fra kartleggingen i Artsprosjektet.

Species from NTINoen av artene som har blitt registrert i Artsprosjektet. De fleste er også strekkodet gjennom NorBOL.

Tilgang på korrekt artsinformasjon er svært viktig for forskning og forvaltning. Ettersom DNA-strekkoding er et nyttig verktøy for å skille arter og oppdage ukjent diversitet, har samarbeidet mellom NorBOL og Artsprosjektet bidratt til både bedre kvalitet, flere datapunkter og større tilgjengelighet på artsrelatert informasjon i digitale tjenester. Begge prosjektene har hatt stor nytte av hverandre og sammen levert mer enn de kunne klart hver for seg.

Ingrid Salvesen, Artsdatabanken & Torbjørn Ekrem, NTNU Vitenskapsmuseet

Disse resultatene ble presentert på 7th International Barcode of Life Conference, Sør-Afrika, 2017. 

Desembernatt ved Tromsø museum

06/12/2017

Torsdag 30. november var det duket får den årlige aktiviteten «Desembernatt» ved Tromsø museum. I år var det totalt 518 personer som tok turen innom Museet i løpet av arrangementet, noe vi er godt fornøyd med. Det var aktiviteter for store og små med diverse verksteder, vandring i samlingene, foredrag og midnattskonsert.

NorBOL og ECOGEN slo seg sammen om en barneaktivitet kalt «DNA lab» der vi formidlet hva DNA er og hvordan vi kan bruke en database med DNA strekkoder til å avdekke hva som levde tilbake i tid. Aktiviteten var veldig populær og flere barn kom tilbake til oss mange ganger i løpet av kvelden.

Desembernatt-2017_Foto-Julia-BrekmoDesembernatt ved Tromsø museum 2017. Foto Julia Brekmo, Tromsø Museum – Universitetsmuseet.

Aktiviteten gitt ut på at vi hadde laget en sedimentkjerne som symboliserte tiden fra nå og 20 000 år tilbake i tid. Barna ble fortalt hvordan vi arbeider og på en «prøve» kunne de selv velge om de ville ha en «plante-primer» eller en «dyre-primer». De trakk dermed en sekvens som de måtte sammenligne med en database for å finne ut hvilken art de hadde funnet sekvensen på. Når dyret/planten var funnet, ble den laget med piperensere. Dette var en populær aktivitet der barna satt i ro slik at vi også fikk snakket med foreldrene/besteforeldrene om NorBOL og DNA-stekkoding.

Dyr fra DesembernattDyr fra Desembernatt. Foto Marie K. Føreid Merkel.

Konklusjonen etter at sekvensene fra sedimentkjernen ble analysert av mange ivrige små forskere, var at det fantes utrolig mange fargerike kjempeedderkopper, kameleoner, rosa og hvite harepuser og diverse andre dyr i Tromsø fra 20 000 år siden og frem til i dag. Vi fikk også noen få tilfeller av fantasidinosaurer, blå påskeliljer og noen veldig fargerike fioler. Det ble konkludert med at det var veldig bra å ha en database/datamaskin hvor vi kunne sammenligne sekvensene vi fikk av prøvene.

Marie K. Føreid Merkel

Uoverensstemmelse mellom morfologi og DNA-strekkoder i lav, sopp og insekter

01/12/2017

Naturhistorisk museum i Oslo har ansvar for koordinering av strekkoding av norske lav, stilksporesopp og terrestriske insekter. Fra disse gruppene plukket vi ut tre eksempler på uoverensstemmelse mellom morfologi og strekkoder, som er oppdaget her ved museet, eller av våre samarbeidspartnere.

Calvitimela

I lavslekten Calvitimela ble flere kryptiske arter oppdaget gjennom strekkoding, her vises C. melaleuca; hvorav den ene kryptiske arten viste seg å være søsterart til C. armeniaca. Det er ikke kjent hvilken art som er C. melaleuca s.str.

Lepiota

I soppslekten Lepiota (Agaricales) har de fleste morfologiske arter vist seg å bestå av to kryptiske arter. Her eksemplifisert med L. boudieri og L. subalba. Med denne kunnskapen vil sannsynligvis nærmere studier avsløre morfologiske kjennetegn som skiller dem.

Pteromalus

I den parasittiske vepseslekten Pteromalus (Hymenoptera) fant vi som i de andre gruppene kryptiske arter, men også det motsatte mønsteret på uoverensstemmelse: flere morfologisk beskrevne arter innenfor én strekkode-basert gruppe: P. egregius opptrer flere steder inne i P. albipennis-kladen. ITS2 ble også sekvensert, og viste det samme mønsteret. Det var stor genetisk variasjon innen P. albipennis, men variasjonen korresponderte ikke med morfologisk variasjon.

Vi kan konkludere med at DNA-strekkoding fungerer generelt godt som artsidentifisering for lav, sopp og insekter, men at det også i noen tilfiller peker på taksonomiske problemer og interessante evolusjonære mønstre.

Gunnhild Marthinsen, Mika Bendiksby, Tor Erik Brandrud, Bálint Dima, Lars Ove Hansen, Arild Johnsen, Jon Peder H. Lindemann, Einar Timdal

Disse resultatene ble presentert på 7th International Barcode of Life Conference, Sør-Afrika, 2017. 

Norge blir vertskap for den 8. Internasjonale konferansen for livets strekkoder

28/11/2017

Så er fire dager med spennende foredrag fra forskningsfronten på DNA-strekkoding over. Den 7. internasjonale konferansen for DNA-strekkoding i Kruger nasjonalpark i Sør-Afrika var en enestående opplevelse. Ikke bare var dagene fylt med gode foredrag fra studenter og garvede forskere, men omgivelsene rundt Skukuza Rest Camp var som i en drøm. Hvor ellers kan en spise frokost på terrassen mens en vannbøffel eller en liten elefantflokk kommer vandrende forbi?

Mangfoldet av dyr og planter i Kruger er stort. Det var også den faglige spennvidden på foredrag under konferansen. Ulike typer studier av så å si alle organismegrupper ble presentert som foredrag i saler eller elektronisk postere i vrimleområdet. Alt fra kryptisk diversitet hos insekter til analyser av miljø-DNA, matvarer og utrydningstruede arter ble diskutert av forskere fra fjern og nær.

For konferansen hadde svært internasjonal deltakelse. I alt 475 registrerte deltakere fra 72 nasjoner var innom konferanserommene i Skukuza, mange av dem var studenter og forskere fra Afrika. Med seks parallelle sesjoner ble det naturlig nok umulig å få med seg alt, men heldigvis vil plenaries og postere være tilgjengelig gjennom konferansens nettsted. Alle abstracts er for øvrig publisert i tidsskriftet Genome.

Norske deltakere på iBOL7Noen av de norske deltakerne var veldig glade for å invitere til den neste internasjonale konferansen for livets strekkoder. Foto Knut Andreas Hjelt.

Norge var sterkt representert på konferansen med hele 23 bidrag fra 15 deltakere. Omtaler av noen av disse bidragene vil bli presentert på www.norbol.org i ukene fremover. Vi gjorde oss godt bemerket, ikke minst gjennom å foreslå Norge og Trondheim som vertskap for den neste iBOL konferansen i 2019! En film med et noe dramatisk lydspor høstet applaus, og tatoveringene med #mydnabarcode var populære. Dato er satt til 17.-20. juni og arenaen blir Clarion Hotel & Congress på Brattøra.

Takk til arrangørene for et godt program og god mat. Gallamiddag i bushen under de afrikanske stjernene blir vanskelig å følge opp i 2019!

Ny art får navn etter strekkodingens far

19/10/2017

I en artikkel nylig publisert i tidsskriftet Insect Systematics and Evolution beskriver Xiaolong Lin, som nylig forsvarte sin PhD-avhandling ved NTNU, hele åtte nye arter for vitenskapen hvorav to er funnet i Norge.

– Det er spesielt gøy å oppdage nye arter fra relativt godt undersøkte områder slik som Norge, sier Lin. – Men, også spennende å finne beslektede nye arter i mitt hjemland Kina.

For å se forskjell på fjærmyggartene må en ta et mikroskop i bruk, men også DNA-strekkoding kan brukes til å skille arter. Paul Hebert, som nylig fikk stående applaus på Starmus-festivalen i Trondheim, er en stor og anerkjent kapasitet innen biomangfoldforskningen og regnes som strekkodingens far.

– Ettersom flere av de nye artene først ble oppdaget gjennom DNA-strekkoding, var det naturlig å gi en av dem navn etter Paul Hebert, forteller Lin. – At denne arten i tillegg var funnet i arktisk Canada, et område Hebert har jobbet mye, var et ekstra pluss.

Tanytarsus heberti, den lille myggen på 2,5 mm fra Churchill og Wapusk nasjonalpark i Manitoba, skiller seg fra sine nærmeste slektninger på sin lyse farge, små detaljer i hannens genitalier og en karakteristisk DNA-strekkode.

Medforfattere og veiledere Elisabeth Stur og Torbjørn Ekrem ved NTNU Vitenskapsmuseet utdyper:

– Xiaolong har gjort en svært grundig og god undersøkelse av denne gruppen fjærmygg. Ikke bare beskriver han nye arter i sin avhandling, men analyserer også deres evolusjonære slektskap og geografiske utbredelse. Det er et stort bidrag til vår kunnskap om en artsrik og viktig insektgruppe i vår natur.

Xiaolong LinDr. Xiaolong Lin etter forsvar av PhD-avhandlingen sin ved NTNU. Foto: Torbjørn Ekrem CC-BY.

Lin, X., Stur, E. og Ekrem, T. 2017. DNA barcodes and morphology support new species in Chironomidae (Diptera). Insect Systematics and Evolution XX:00-00.

Høstsopptreff i Bodø

14/09/2017

Helgen 7-10 september var det fagdag om marine sopper og høstsopptreff i Bodø arrangert av Salten naturlag. Det ble arrangert turer fredag, lørdag og søndag, der totalt 24 forskjellige lokaliteter ble besøkt. NorBOL hadde mulighet til å delta på tur og smale inn sopp i strålende flott vær på fredagen.

PanoramaIkke noe å si på været. Foto Marie K. Føreid Merkel CC-BY.

Det ble samlet inn store mengder sopp og det ble gjort flere interessante funn. NorBOL hadde som slagplan for treffet å få tatt prøve av alle artene som vi ikke har prøve av fra Nordland fra før av. Og vi fikk dermed tak i ca 200 prøver av tilsvarende antall arter. Vi fikk også samlet inn en del larver av soppmygg i løpet av treffet så det ble en fin fangst. Vi er dermed strålende fornøyde med helgen så takk til Salten Naturlag for et flott høstsopptreff, flotte turer, fint sosialt samvær og mange sopp til strekkoding.

Marie K. Føreid Merkel & Gunnhild Marthinsen

Sopp i kurvenSopp i kurven. Foto Marie K. Føreid Merkel CC-BY.

Gunnhild og Marie I feltGunnhild og Marie i felt. Foto Gunnhild Marthinsen CC-BY.

Soppens dag på Tromsø museum

05/09/2017

Søndag 3. september var det soppens dag ved Tromsø museum, med sopputstilling, soppkontroll og sopptur. Det var Tromsø soppforening som sto for arrangementet og de hadde plukket inn mange flotte arter til en mangfoldig utstilling av spiselige sopper, ikke-matsopper og giftige sopper.

Arrangementet varte i rundt fire timer og det var mange innom for å få fangsten sin kontrollert, lære mer om sopp, samt plukke opp generelle tips. Mange fikk også med seg litt informasjon om DNA-strekkoding av sopp og soppmygg fra oss i NorBOL.

Det var dekket til langbord ved Tromsø museum 3. september. Foto: Marie Føreid Merkel CC-BY.Det var dekket til langbord ved Tromsø museum 3. september. Foto: Marie Føreid Merkel CC-BY.

Det har tidligere blitt strekkodet en god del av de vanligste artene av sopp fra Nord-Norge, men på soppens dag ble det  funnet 10 nye som vi ikke har strekkodet fra de tre nordligste fylkene fra før. Stor takk til Tromsø soppforening for at NorBOL fikk være med; vi er storfornøyd med de flotte eksemplarene fra utstillingen og sopper som publikum hadde funnet.

Neste helg (7-10. september) er det høstsopptreff og fagdag i Bodø i regi av Salten naturlag. NorBOL skal være med og ta prøver til DNA strekkoding, og vi ser fram til en flott helg sammen med sopp fra nord og soppentusiaster fra hele landet.

Marie Føreid Merkel

Symposium Biodiversity and Humanity

19/05/2017

NTNU Vitenskapsmuseet og Artsdatabanken har den glede å invitere til symposiet Biodiversity and Humanity som arrangeres i forbindelse med Starmus-festivalen i Trondheim. Seks internasjonale kapasiteter, inkludert Nancy Knowlton og Paul Hebert fra festivalens hovedprogram, vil reflektere rundt biologisk mangfold og hvordan vi som mennesker påvirker og blir påvirket av naturen rundt oss. Øvrige foredragsholdere er Tom Gilbert, Maria Capa, Sujeevan Ratnasingham og Hans Stenøien. Se Biodiversity and humanity program 2017 for mer informasjon.

Symposiet er gratis og holdes 22 juni, kl. 09:00 i Akrinn, Sverresgate 12, Trondheim. Arrangementet avsluttes med lunsj og vi ønsker derfor at alle deltakere registrerer seg her: https://ntnu.wufoo.eu/forms/registration-for-biodiversity-and-humanity/.

Samtidig med symposiet vises utstillingen Body Worlds Vital ved Vitenskapsmuseet. Billetter til denne selges separat.

Vi håper å se mange av dere på symposiet!

Beste hilsen,

Torbjørn