Vetenskapsområdet för teknik och naturvetenskap

Konsten att lägga ekologiska livspussel

2017-05-31

Magne Friberg forskar på evolutionen av blommors doftsignaler och hur dessa påverkar och påverkas av interaktioner mellan växter och insekter.

Varför är vissa insekter bara intresserade av en viss typ av växt och inte av andra? Och hur bär sig växter åt för att attrahera bara en sorts insekt? Att förstå det intrikata växelspelet mellan växter och insekter är målet för ekologen Magne Friberg.

Doften av kaliforniska woodland stars i full blom fyller hela växthuset på Evolutionsbiologiskt centrum. De tusentals små vita blommorna ser vid en första anblick identiska ut, men visar sig vid en närmare titt ha flera skillnader. Vissa har överlappande kronblad, andras blad sitter vitt isär. Ändå tillhör de samma art.

– Det finns variation mellan olika populationer, men vi ser också en förvånansvärt stor variation mellan individer av samma art som växer på samma ställe, säger Magne Friberg vid institutionen för ekologi och genetik. Varför det är så vet vi inte. Det är superintressant.

En annan skillnad är doften. De kaliforniska växterna, på latin Lithophragma bolanderi, är den växtart med flest blomdoftvarianter inom sin art i världen. Vissa individer domineras av ämnen som får dem att dofta som gammaldags jenka-tuggummi. Andra varianter utsöndrar en aromatisk eter som ger Magne Friberg andra associationer.

– Jag är nästan säker på att den här doften fanns i parfymen som min rektor på högstadiet hade på sig. Man kunde känna när hon hade gått igenom korridoren, ”aha, nu är rektorn i närheten”. Då fick man passa sig för att göra något dumt, säger han och skrattar.

Samtidigt finns det varianter inom den kaliforniska populationen som innehåller dofter som för oss människor knappt doftar alls, men vars doft forskarna kan spåra med hjälp av en gaskromatograf. Det är ett instrument som separerar doftens kemiska föreningar för att sedan sända dem till en masspektrometer för ytterligare analyser. Den stora doftvariationen är en de gåtor Magne Fribergs forskargrupp vill lösa. Ligger förklaringen i skillnader i antal kromosomer hos växtindividerna? Eller hos de olika insekter som besöker växterna?

– Vi vet att fjärilen Greya politella är en väldigt viktig pollinerare av Woodland stars-växterna, men vi vet inte hur viktiga andra pollinerare är som solitära bin och svävflugor som flyger mellan många olika blommor, säger Magne Friberg.

– Korsbefruktade växter måste ju få pollen från andra individer för att skapa frön. Samtidigt är problemet att varje signal en blomma skickar ut till en vän ju också kan uppfattas av en fiende. Det är ett svårlöst evolutionärt problem för växterna.

För att gå till roten med hur olika dofter uppstår eller gynnas av selektionen driver forskargruppen upp växtindivider som sen kombineras i klassiska korsningsscheman. På så sätt hoppas forskarna ta reda på hur doftutsöndringen nedärvs. Frågan kvarstår dock varför så många varierande dofter ens tillåtits att uppstå.

– Tänk dig en växtpopulation som är väldigt beroende av en viss fjäril. Fjärilen kan känna igen ett visst antal dofter. Då borde de växter som håller sig inom ramen för de dofter som insekterna kan känna igen vara helt okej. Men en som börjar dofta så mycket annorlunda att de inte längre blir igenkända borde selekteras bort. Istället ser vi den här fantastiska doftvariationen som vi nu försöker förstå, säger Magne Friberg.

Han halkade in på forskningsområdet av en slump under sin tid som post-dok vid University of Californa i Santa Cruz, USA. Där studerade han ett specifikt pollinerarsystem med fjärilar som använder blomman för att lägga ägg i samtidigt som de pollinerar den - därmed blir fjärilen både fiende och vän i olika livsstadier. Idag forskar han bland annat på vad som får vissa fjärilshonor att vilja lägga ägg på vissa växter och inte på andra, och hur detta val påverkar både växten och insekterna.

Magne Friberg pekar på en karta över västra USA på bildskärmen, översållad med olikfärgade cirklar. Varje cirkel uttrycker olika doftkombinationer och interaktionsmönster mellan växt- och insektsarter.

– Varje gång jag åker till en ny dal i Sierra Nevada, tar ett doftprov och åker tillbaks till labbet i Santa Cruz så får jag se något nytt som ingen annan sett förut. Det här är verkligen upptäcktsforskning. Det har tagit oss nästan sju år att komma till en punkt när vi är redo att publicera det här, för vi har suttit och tittat på Kalifornienkartan - och så sitter jag fortfarande! - och undrat ”vad händer här, och i det där området, och det där!”, säger Magne Friberg och skrattar.

Det hela ter sig som ett oerhört komplext livspussel, svårt att överblicka och kanske ännu svårare att dra några slutsatser av. Men med utvecklingen av ny teknik har det blivit delvis lättare att besvara nya frågor enligt Magne Friberg, eftersom det nu finns större möjligheter att göra storskaliga doftinsamlingar och kvantitativa analyser av doftvariationen inom och mellan arter.

– I Uppsala har vi en otrolig infrastruktur med möjlighet att driva upp växter i rätt temperatur och ljusmiljö och utföra beteendeexperiment där insekter möter olika växter från olika miljöer. På så sätt har vi chans att identifiera karaktärer som skiljer sig åt bland populationer och som verkar viktiga för interaktionen mellan olika organismer.

Han ansvarar för två kurser, en masterkurs i ekologisk metodik om våren och en översiktskurs i miljövård på hösten. Något han gärna vill förmedla till studenter är insikten att det kanske inte finns några rätta svar.

– En sak jag funderat på rätt mycket med forskningen är att jag är ganska bra på att veta det jag inte vet. Och det måste vara okej även som lärare att inte veta saker. Vi måste lära oss vissa saker tillsammans. Det är när vi prövar olika teser och inser vad vi kan förklara och inte kan förklara som vi plötsligt har hittat vårt nästa forskningsprojekt.

FAKTA MAGNE FRIBERG

Ålder: 38 år.

Titel: Forskarassistent och docent i biologi vid institutionen för ekologi och genetik.

Familj: Två döttrar och en fru.

Gör på fritiden: Handbollstränare för 23 tioåriga tjejer i Uppsala HK.

Skulle vilja göra mer av: Fågelskådning, träning (framförallt tennis eller squash).

Styrka: Uthållig, snäll.

Svaghet: Oroare (ogillar osäkerheten i forskarlivet), tidsoptimist.

Ville jag bli när jag var liten: Handbollsproffs, rockstjärna, forskare (jag försökte med de två första först, men misslyckades).

Mer om Magne Fribergs forskning och hans forskargrupp vid Uppsala universitet

Kontaktuppgifter Magne Friberg