I fjällen för att prata om barrträd. Del 1: Konferensen

Ibland har man helt enkelt otur. Det har varit fantastiskt väder i Björkliden ett bra tag nu och väderleksrapporterna lovar fortsatt fantastiskt väder. Enda undantaget var helgen som var, d.v.s. när jag var där. Vi var drygt 50 forskare av flera olika nationaliteter som hade rest till Björkliden för att diskutera sekvenseringen av barrträdens arvsmassor och hur dessa data kan användas för forskning och för praktiskt skogsbruk. Huvuddelen av deltagarna var på ett eller annat sätt inblandade i antingen det svenska eller det kanadensiska grangenomprojektet. Tanken var att det amerikanska tallgenomprojektet också skulle delta, men med något enstaka undantag så backade de ur i sista stund.

Förutom folk från de två stora grangenomprojekten var också ganska många potentiella användare av informationen där, inklusive jag. Där fanns också representanter från mindre projekt som, med betydligt mindre budgetar, arbetar med att sekvensera och analysera andra barrträds arvsmassor. Några specialister på förädling var också där, men inga representanter från skogsindustrin.

Den främsta slutsatsen från konferensen var ungefär vad vad jag hade förväntat mig, nämligen att kvaliteten på de grangenomversioner som nu släppts är, rent ut sagt, usel. Dessa genomsekvenser kommer att bli viktiga resurser i framtiden, när de hunnit bli mer genomarbetade och kvaliteten har kontrollerats, men detta ligger ännu flera år in i framtiden. Det räcker nämligen inte med att bara läsa av granens DNA. Det kan göras snabbt och enkelt med dagens teknik, även för stora och komplicerade arvsmassor som barrträdens.

Problemet är att när man avläser DNA består resultatet i praktiken av små ”textsnuttar”, där ”texten” ifråga är skriven med ett alfabet som bara innehåller fyra bokstäver: A, T, C och G. Bokstäverna, som kallas för nukleotider eller baser, är förkortningar för molekylerna adenin, tymidin, guanin och cytosin. Man kan likna DNA vid en instruktionsbok som cellerna i en kropp använder för att de ska veta vad de ska göra och hur de ska göra det.

Verkligt exempel på två sekvenser från senaste versionen av poppelgenomet. Kan du hitta skillnaderna? Dessa sekvenser kan vara olika varianter av samma gen eller två olika men närbesläktade gener. Eller så är en (eller båda) helt enkelt fel. Vad tror du?

Med den teknik som genomprojekten använder är dessa ”textsnuttar” för det mesta några hundra nukleotider långa. Arvsmassan hos gran består av ungefär 20 miljarder sådana nukleotider. Småsnuttarna måste alltså pusslas ihop till en sammanhängande sekvens, vilket kallas för en genome assembly (ett sammansatt genom). Detta är ett enormt arbete som kräver en ofantlig datakraft, och för grangenomen har uppgiften hittills visat sig vara omöjlig.

Bioinformatikerna, d.v.s. dataprogrammerarna, som jobbar med detta har hittills lyckats pussla ihop större enheter på några tusen nukleotider, i vissa fall mer än tiotusen. Har man tur lyckas de ibland få med sekvensen för en hel gen i en enda sammanhängande enhet, men det är långt kvar till de miljarder av sammanhängande nukleotider som behövs för att man ska kunna prata om en ”riktig genomsekvens”.

Att pussla ihop genomet är inte ens den svåraste uppgiften. Det är först när man har en sammanhängande sekvens som det verkliga jobbet börjar. Då kan forskarna på allvar börja leta igenom sekvensen, försöka hitta t.ex. gener och markera vad som är vad. Detta, som kallas annotering, är i praktiken ett evighetsarbete, eftersom det alltid går att förbättra annoteringen av en genomsekvens.

Jämförande analyser av barrträdens arvsmassor baserat på dessa tidiga data bör alltså tas med en rejäl nypa salt, vilket inte verkar hindra folk från att kasta sig in i att göra just denna typ av analyser. Det är bättre att vänta på genomsekvenser av bättre kvalitet. Vi blev på konferensen lovade att nästa version av grangenomet kommer redan i höst, och den kommer att vara bättre. Lite oklart hur mycket bättre, men åtminstone bättre än den nuvarande. Så det är värt att leta lite i den nuvarande sekvensen, men man ska akta sig för att dra några slutsatser av vad man hittar där. Som så ofta annars gäller regeln skräp in, skräp ut även i detta fall.

Trots problemen med de nuvarande genomsekvenserna var det riktigt trevligt att tillbringa några dagar med att diskutera barrträd med andra som också är intresserade av dem. Sverige är visserligen ett land där skogsindustrin är väldigt viktig för ekonomin, men det innebär inte att jag brukar träffa särskilt många människor som är intresserade av träd.

Vad är ”naturlig mat” för en människa?

Vilken färg har en naturlig morot? Vad är egentligen broccoli för någonting? Varför finns det inga frön i bananer? När började människor äta spannmål? Är människan egentligen ett rovdjur? Hur mycket sockerrör måste man äta för att få i sig lika mycket socker som en flaska läsk innehåller, och varför är denna kunskap viktig? Vad vet forskarna egentligen om vad verklighetens stenåldersmänniskor åt, och vad kan man lära sig av denna kunskap?

I den här videon förklarar Christina Warinner tålmodigt och engagerat det som otaliga arkeologer, antropologer, evolutionsbiologer och växtbiologer gång på gång försökt påpeka, med varierande framgång. Stenåldersmänniskor åt visst också spannmål långt innan jordbruket uppfanns (vilket jag skrivit om tidigare). Människan har visst också evolverat under de senaste 10 000 åren, vilket inkluderar anpassningar till en neolitisk (jordbruksbaserad) diet. Och så, kanske viktigast av allt  nej, det finns ingen ”naturlig mat” i matvarubutiken, inte heller i frukt- och grönsakshyllan. Och det gäller oavsett hur växterna odlats.

Får jag presentera det köttätande svampdjuret Harpan

Långt nere i havens djup lever de mest osannolika organismer. Bland annat hittar man här köttätande svampdjur. Svampdjur är en ganska primitiv djurform som normalt brukar sitta still på havsbotten och filtrera vatten. Namnet svampdjur kommer av att de är porösa och bra på att suga upp vätska. Uppfinningen av konstgjorda disk- och tvättsvampar inspirerades av svampdjuren, så de har faktiskt haft viss praktiskt betydelse.

Det flesta svampdjur är som sagt fredliga och harmlösa varelser, men det finns undantag från denna norm. Dessa undantag ser dessutom ofta ganska bisarra ut. ”Harpsvampdjuret” (Chondrocladia lyra, the harp sponge) i videon har fått namnet eftersom upptäckarna tyckte att den ser ut som en harpa. Jag tycker mer att den ser ut som en kam, fast med små kulor längst ut på tänderna.

Chondrocladia gigantea (the giant club sponge)
Chondrocladia gigantea (the giant club sponge)

 

En annan vackert köttätande svampdjur är denna färgglada varelse, Chondrocladia gigantea. Fotot är från SERPENT Media Archive. Där anges att fotot är taget på 928m djup i Atlanten utanför Norge. Själva platsen anges som ”Atlantic>Norwegian>Midnattsol”. Midnattsol?!? Kan det möjligen vara så att någon skämtsam norrman har lurats lite med forskarna?

Deep Sea News har också skrivit om köttätande svampdjur. Där kan man hitta referenser till vetenskapliga artiklar om man vill läsa mer om köttätande svampdjur.

Svenskar är inte särskilt normala, men vem vill vara normal?

Som forskare, speciellt i naturvetenskapliga ämnen, förväntas man vara villig att arbeta utomlands. Även i Sverige arbetar man oftast tillsammans med kollegor från alla möjliga länder. Själv gillar jag att diskutera skillnader och likheter mellan olika språk, politiska system och kulturer, så jag tycker att detta är en av de stora fördelarna med mitt jobb. Visst uppstår det ibland tålamodsprövande kulturkrockar och språkproblem, men dessa har aldrig varit några större problem. En bieffekt av denna internationella arbetskultur är att man får en mer nyanserad bild av sitt eget land och sin egen kultur.

Mot slutet av min doktorandtid gick jag en kurs som handlade om karriärvägar för disputerade. Eftersom lärarna på den kursen mer eller mindre tog för givet att vi tänkte arbeta utomlands i några år så betonade de rätt hårt hur mycket Sverige skiljer sig från de flesta andra länder vad gäller kultur och värderingar. Poängen i deras fall var att markera att svenskar kan ha extra svårt att anpassa sig till att leva och arbeta i andra kulturer. Jag är inte så säker på att det verkligen är sant, men det stämmer att Sverige är ett ganska säreget land jämfört med andra. Bland annat visade de en variant av denna graf över hur värderingar varierar mellan befolkningar. Svenskarna klassificeras här som extremt sekulära individualister, vilket stämmer ganska bra med min erfarenhet. Inte ens jämfört med de andra nordeuropéerna är vi riktigt normalt funtade!

The World Value Survey Map av Ronald Inglehart och Christian Welzel
The World Value Survey Cultural Map 2005-2008 av Ronald Inglehart och Christian Welzel

Afrikas storlek

Angående kartläggningen av Afrikas jordar, som jag skrev om nyligen, så är den här bilden bra för att ge en uppfattning om hur stor kontinenten verkligen är. Många har säkert sett den förr. Den är gjord av Kai Krause, och fick en del uppmärksamhet för några år sedan. Andra använder andra sorters kartprojektioner, och pusslar ihop länderna lite annorlunda, men resultatet är i grunden alltid det samma: Afrika är en gigantisk kontinent.

The True Size of Africa by Kai Krause
”The True Size of Africa” av Kai Krause

Udda (men roligt) ämne för en doktorsavhandling

Här är en doktorand som verkar ha riktigt kul på jobbet! Chansen att en doktorsexamen i improviserande steppdansares kultur leder till ett jobb är kanske inte så stor, men å andra sidan är evolutionsbiologi (som min avhandling handlade om) inte heller ett särskilt arbetsmarknadsanpassat val.

Helt plötsligt får jag lust att plocka fram mina gamla steppskor igen. Jag testade för många år sedan att gå några steppkurser, men gav upp efter ett tag. Jag lyckades aldrig lära mig kurskoreografin ordentligt. Improvisation låter mycket roligare. Problemet är var man ska öva någonstans? Lägenheten är nog ingen bra idé…

Afrikas jord har kartlagts

Från och med slutet på maj i år släpper Europeiska kommissionen en karta över Afrikas jordar – Soil Atlas of Africa. Den har producerats av europeiska och afrikanska forskare tillsammans och har redan funnits tillgänglig via nätet i några veckor, men nu kommer den även i tryck. En karta över vilken sorts jord som finns på marken kanske inte låter så spännande, men att förstå sin jord är en mycket viktig förutsättning för att jordbruk och skogsbruk ska fungera. I Afrika, där många av länderna i stor utsträckning själva producerar sin mat, blir det alltför ofta hungerkatastrof när jordarna inte levererar som förväntat.

Jorden är en av de viktigaste naturresurserna, och den är inte förnyelsebar. Åtminstone inte på tillräckligt kort sikt för att det ska vara användbart i dessa sammanhang. Det är viktigt att komma ihåg att Afrika är en gigantisk kontinent, och här finns många olika sorters jord representerade. Afrika tillhör också de delar av världen som förväntas få problem i framtiden på grund av ett varmare klimat, vilket gör det ännu viktigare att den fertila jord som finns används på ett så bra sätt som möjligt. För att ett rationellt användande av jorden ska vara möjligt så behövs kunskap om vilka sorters jordar som finns, och var de finns. Speciellt i tropikerna är jordarna ofta mycket tunna och näringsfattiga, och olämplig användning av marken kan göra den oanvändbar i många generationer framåt.

Denna jordatlas är ett mycket viktigt vetenskapligt framsteg. Det gäller bara att se till att den också kommer till användning, och att kunskaperna når ut till lokalbefolkningen. Det är ingen lätt uppgift, men det är egentligen först då som dessa kunskaper kan göra någon verklig nytta. Den här atlasen är därför tänkt att kunna läsas och förstås av t.ex. politiker och jordbrukare. Men naturligtvis krävs det också utbildning för att kunskaperna ska kunna tillämpas i praktiken inom t.ex. jordbruket.

Soil Atlas of Africa
Översikt över Afrikas jordar. Källa: Soil Atlas of Africa

Granens arvsmassa – version (nästan) 1.0

Barrträdens gigantiska arvsmassor har länge ansetts vara för stora för att kunna avläsas och analyseras i sin helhet, men på senare år har flera parallella forskningsprojekt tagit sig an utmaningen. De största är det svenska granprojektet som främst fokuserar på svensk gran (Picea abies), ett kanadensiskt projekt som fokuserar på vitgran (Picea glauca) och ett amerikanskt projekt som främst satsar på loblollytall (Pinus taeda). Stora delar av vitgranens arvsmassa har faktiskt varit offentligt tillgängliga ett bra tag nu, men tyvärr bara i ett hopplöst opraktiskt format som man måste vara dataprogrammerare (med rejält med tillgängliga datorresurser) för att kunna utnyttja. Produktionen av den genomsekvensen publicerades officiellt den 22 maj i Bioinformatics.

Betydligt mer uppmärksamhet har publikationen av den svenska granens arvsmassa fått. Den publicerades samma dag i Nature. Svenskarnas artikel är bättre i den bemärkelsen att den innehåller en del jämförande analyser av arvsmassan. Förutom granens arvmassa har de även sekvenserat svensk tall (Pinus sylvestris), sibirisk ädelgran (Abies sibirica), en (Juniper communis), idegran (Taxus baccata) och en gnetumart (Gnetum gnemon), fast dessa sekvenser är av sämre kvalitet än gransekvenserna.

För att sammanfatta vad de kommit fram till så verkar gran ha ungefär lika många gener som andra växter. Anledningen till att barrträdsgenomen är så gigantiska verkar vara att de är fulla av så kallade transposoner. Transposoner är bitar av DNA som hoppar runt i arvsmassan, och ofta dessutom kopierar sig själva på köpet. Barrträden verkar vara sämre än många andra arter på att rensa bort dessa, med resultatet att deras arvsmassa har svällt till enorma proportioner. Transposoner kan också ställa till det för växterna när de hoppar runt. Om de hoppar in i en aktiv gen kan de i värsta fall slå sönder genen och göra den icke-funktionell. Transposoner kan vara anledningen till att många av de gener som forskarnas dataprogram identifierar i granens arvsmassa verkar ha mycket stora introner.

Gran har ungefär samma antal gener som andra växter (a). Däremot verkar intronerna vara ovanligt långa (b). Källa: Nystedt m.fl. Nature (2013)
Gran har ungefär samma antal gener som andra växter (a). Däremot verkar intronerna vara ovanligt långa (b). Källa: Nystedt m.fl., Nature, 2013

 

Tyvärr har forskarna bara lyckats sekvensera delar av granens arvsmassa, och de har faktiskt inte lyckats pussla ihop sina sekvenser till en sammanhängande DNA-sekvens. Det som finns är olika bitar av arvsmassan, avlästa var för sig. Det är alltså fortfarande i praktiken ett ”fläckvis” grangenom som nu offentliggörs. Jag testade att söka på sekvenserna från ett par opublicerade grangener jag arbetade med som doktorand. De hade lyckats identifiera snuttar av båda sekvenserna, men inte hela generna. Så det finns massor av jobb kvar att göra innan vi har ett verkligt användbart grangenom. Vill du hjälpa till? Det är bara att gå till ConGenIE-sidan och sätta igång.

Birol m.fl. (2013). Assembling the 20 Gb white spruce (Picea glauca) genome from whole-genome shotgun sequencing data. Bioinformatics. doi: 10.1093/bioinformatics/btt17 (open access)

Nystedt m.fl. (2013) The Norway spruce genome sequence and conifer genome evolution. Nature. doi:10.1038/nature12211 (open access med ”Creative Commons licence”)

2 månaders isbrytning på 5 minuter

Två månader på en isbrytare i vattnet utanför Antarktis komprimerade till knappt fem minuter. Cassandra Brooks monterade en kamera i fören på isbrytaren Nathaniel B. Palmer och skapade denna helt underbara video. Vackra bilder av is av allehanda slag med Cassandra som kommentatorröst. Det är häftigt att se hur isbrytaren tar sats ordentligt för att knuffa sig fram när den kört fast. Och pingviner är supersöta i ultrarapid. Tack till Deep Sea News, en av mina absoluta favoritbloggar, för tipset.

När Suorvadammen brister

Vad händer om Suorvadammen brister? De flesta svenskar har nog inte funderat så mycket på det. I alla fall de flesta som inte bott vid Luleälven. De som bor där brukar å andra sidan var desto mer medvetna om att hotet finns, även om man vanligen ignorerar det. Sannolikheten att Suorva skulle brista är ju, trots allt, mycket liten. Suorvadammen är kronjuvelen bland de många kraftverksdammarna i Luleälven. Den dämmer upp 6 miljarder (!) kubikmeter vatten.

Nyligen kom myndigheterna i Luleå och Boden på att det nog är på tiden att fundera på hur man egentligen ska gå till väga för att utrymma befolkningen om det värsta skulle inträffa. Speciellt eftersom att man, om katastrofen inträffar, bara har ungefär ett dygn på sig innan städerna i praktiken utplånas. Suorvadammen började byggas 1919, och har byggts ut ett antal gånger sedan dess, så man kan ju tycka att dessa städer borde ha kommit på lite tidigare att dammen finns där. Men som sagt, sannolikheten för en katastrof är ju pytteliten. Det hela får mig ofrånkomligen att tänka på Tage Danielssons klassiska monolog…

Informationsbroschyrer i all ära, men ofta tar det bättre skruv när populärkulturen tar sig an ett ämne. Det är precis vad Mikael Niemi har gjort i boken Fallvatten. Jag gillar vanligen inte Niemis böcker, men en bok som uttryckligen handlar om ett av min barndoms stora skräckscenarier kan jag bara inte motstå. Boken handlar om vad som händer när Suorvadammen brister. Den gigantiska vågen av forsande vatten krossar allt som finns längs älvdalen på sin väg mot havet, och dödar skoningslöst de människor som kommer i vägen för den. Dessutom växer vattenmassan för varje ytterligare damm den passerar.

Boken följer ett antal personer som påverkas av katastrofen. Den är en ganska realistisk skildring av hur vansinnigt irrationellt människor beter sig när deras eget liv och deras anhörigas liv verkligen är i fara. Många förstår inte vad som händer, och vägarna korkas naturligtvis igen av trafikstockningar. Vissa blir motvilligt hjältar och räddar till och med människor de avskyr. Hos andra kommer istället den värsta sortens känslor och beteenden fram, och de begår riktigt vidriga handlingar. Många vägrar inse faran, och vägrar att fly. Vissa lyckas mot all sannolikhet hålla sig vid liv genom att uppbåda en uppfinningsrikedom och uthållighet de aldrig skulle ha trott att de ägde. Men väldigt många dödas av de framforsande vattenmassorna. Inte ens alla huvudpersoner i berättelsen överlever.

Boken är en spännande thriller, och man vill verkligen veta hur det går för de olika personerna. Tyvärr är Niemi lite väl förtjust i stereotyper i allmänhet och norrländska stereotyper i synnerhet, vilket är väldigt irriterande. Fast det är ju trevligt att någon överhuvudtaget skriver böcker som utspelar sig i Norrbotten. Det är ju inte direkt något man är bortskämd med. Och jag har fortfarande inga som helst problem med att vistas vid Luleälven utan att vara rädd för att en damm ska brista. Det finns trots allt väldigt många mycket mer sannolika faror att oroa sig för, om man nu ska oroa sig.