Forskningsprojekt Komplexitet som uppstår från mikrobiella interaktioner
Hur kan flera olika organismer tillsammans bilda en enda fungerande kropp? Genom att studera lavar, unika symbioser mellan svampar, alger och bakterier, undersöker detta projekt hur biologisk komplexitet och flercellighet kan uppstå genom samarbete mellan olika organismer.
Vänster: Lavarten Xanthoria parietina. Höger: Schematisk tvärsnittsbild av en lav som visar cellerna hos de två huvudsakliga symbionterna. Illustration: Gulnara Tagirdzhanova
Lavar består av flera olika organismer som tillsammans bygger upp en gemensam kropp, men hur detta samspel fungerar är fortfarande till stor del okänt. I projektet skapas en tredimensionell karta över lavens uppbyggnad med hjälp av mikroskopi, genomik och transkriptomik. Genom att analysera arvsmassa och genaktivitet i olika delar av laven ska forskarna undersöka hur lavkroppen organiseras, växer och reproducerar sig. Resultaten kommer att ge ny kunskap om hur biologisk komplexitet uppstår och kan även bidra till stärkt naturvård av lavar och deras livsmiljöer.
Lavar är organismer som kan hittas nästan överallt på land. Till utseendet liknar de mossa, men deras biologi är helt annorlunda. Lavar är symbioser vars komplexa strukturer uppstår genom samarbete mellan flera mikroorganismer, främst svampar, alger och bakterier. De kan beskrivas som ett alternativt sätt att uppnå flercellighet, som skiljer sig från hur flercelliga organismer som djur och växter är uppbyggda. Medan alla celler i en växt eller ett djur styrs av samma genom, består lavar av organismer med skilda evolutionära ursprung som tillsammans bygger upp en gemensam, tredimensionell kropp. Trots att lavar är vanliga och ekologiskt viktiga är mekanismerna bakom samspelet mellan deras symbionter fortfarande till stor del okända.
Projektet syftar till att öka förståelsen för hur lavkroppar är organiserade och fungerar. Med hjälp av mikroskopi och moderna omikmetoder kommer forskningen att skapa en tredimensionell karta över lavens struktur och sammansättning. Genom att beskriva och jämföra olika delar och vävnader i lavkroppen undersöks hur de olika organismerna samverkar för att bilda och upprätthålla en fungerande helhet.
Genomiska analyser kommer att användas för att kartlägga hur olika individer inom en lavkropp är organiserade i förhållande till varandra och för att ge ny kunskap om hur reproduktion fungerar hos lavar. Projektet kommer även att analysera genaktivitet i olika vävnader och kroppsdelar med hjälp av transkriptomik för att identifiera vilka gener och genetiska processer som bidrar till att skapa lavens strukturer och funktioner.
Genom att studera hur olika symbionter interagerar inom lavar kan projektet ge nya insikter i hur biologisk komplexitet uppstår genom samarbete mellan olika organismer. Resultaten är också relevanta för naturvården, eftersom lavar utgör en viktig del av många ekosystem och ofta är känsliga för föroreningar, klimatförändringar och förlust av livsmiljöer. En ökad förståelse av lavar kan därför bidra både till utvecklingen av effektivare naturvårdsstrategier och till grundläggande kunskap om mikrobiell evolution.