NIVA og Akvaplan-niva markerer seg på SETAC med pris og publisering

I PEACE-prosjektet studerer forskere naturlige planteplanktonsamfunns respons på ulike eksponeringer av vanlige miljøforurensninger i europeisk overflatevann. I motsetning til standard økotoksikologisk testing der enkeltarter studeres under kontrollerte laboratorieforhold, ser forskerne i dette prosjektet på naturlige planteplanktonsamfunn i sitt naturlige miljø.

PEACE-prosjektet ledes av NIVA og datterselskapet Akvaplan-niva, og finansieres av Norges Forskningsråd. Gode samarbeidspartnere inkluderer Universitetet i Oslo, Universitetet i Stockholm og EAWAG i Sveits.

Hvordan reagerer økosystemer på miljøgifter?

– Det viktigste for oss med PEACE er å komme et stort steg videre mot en mer realistisk måte å studere effekten av miljøgifter på naturlige økosystemer. Det krever både utvikling av eksperimentelle metoder, men også en ny måte å analysere data på, sier Eva Leu, forsker i Akvaplan-niva og co-prosjektleder i PEACE.

I prosjektet tar forskerne i bruk konsepter fra teoretisk økologi som vanligvis ikke brukes i forbindelse med økotoksikologiske studier.

– Samtidig er det faktisk også slik at enkelte av disse teoriene ikke har blitt etterprøvd eksperimentelt, og det er noe vi får til – nettopp ved å bruke miljøgifter som stressfaktor, forklarer Leu.

Viktige økologiske aspekter som motstandsdyktighet, akklimatisering og tilpasning spiller en viktig rolle i et naturlig systems måte å takle forurensning. Imidlertid er dette vanskelig å ta høyde for i kortsiktige eksperimenter. I prosjektperioden har PEACE-teamet derfor utviklet innovative, eksperimentelle løsninger som gjør det mulig å inkludere disse aspektene i testene.

Noe av det forskerne forsøker å finne ut av, er på hvilken måte eksponering for miljøgifter som finnes i naturen som følge av menneskelig aktivitet, påvirker akvatiske økosystemer.

Dette dannet bakteppet for en stor studie sommeren 2016, der PEACE-teamet gjennomførte felteksperimenter i tre innsjøer i nærheten av Oslo. Forskerne undersøkte hvordan et naturlig planteplanktonsamfunn reagerte på en pulseksponering av en blanding av 12 ulike miljøgifter over en periode på tre uker. Resultatene viser betydelige og varige effekter på samfunnsproduksjon av planteplankton og størrelsessammensetning ved de to høyeste eksponeringsnivåene som ble påført.

Beste plattformpresentasjon

I en annen studie studerte PEACE-teamet sedimenter fra to svenske innsjøer. Den ene innsjøen var preget av langvarig forurensningseksponering på grunn av sin plassering i et nedbørsfelt med mye jordbruk, mens den andre innsjøen var uberørt.

Studien resulterte i presentasjonen «Freshwater phytoplankton community response across different historical contamination backgrounds», som gikk av med seieren som beste plattformpresentasjon under årets SETAC-seminar i Helsinki.

Førsteforfatter og presentatør Simone Rizzuto er PhD-student ved Lancaster University og tilknyttet PEACE-prosjektet.

– Fra innsjøenes sedimenter ble naturlige planteplanktonsamfunn kultivert i laboratoriet, både i nærvær og fravær av et bestemt, vanlig ugressmiddel. Deretter ble prøvene eksponert for fem forskjellige konsentrasjoner av samme ugressmiddel, sier Eva Leu, som er en av veilederne til Rizzuto.

Spennende funn

Det som er spesielt med studien som Rizzuto presenterte på SETAC, er at forskerne lyktes med å kombinere planteplanktons tilpasningsevne til en herbicid (et ugressmiddel) på veldig forskjellige tidsskalaer i et og samme eksperiment.

– Ved å bruke «planteplanktonfrølageret» fra to innsjøer med ulik historisk bakgrunnsbelastning, inkluderte vi adaptasjon, det vil si tilpasning på evolusjonær tidsskala som foregår over lang tid, og som medfører seleksjon av arter så vel som forandringer i arvegodset til organismene. Dermed dyrkes det frem et utvalg av arter som er bedre i stand til å håndtere kjemisk stress, sier Leu.

Når forskerne eksponerer disse forskjellige planteplanktonsamfunnene for en moderat konsentrasjon når de spirer, ser de ingen store effekter av ugressmiddelet i dette trinnet.

– Men det som virkelig er spennende, er det som skjer i trinn to av eksperimentet, når alle fire forskjellige samfunn utsettes for høyere herbicid-konsentrasjoner. Her viser det seg nemlig at responsen deres er avhengig av både langtidshistorien med belastning, og korttidstilpasning (akklimasjon) under spireperioden; for planteplankton som opprinnelig stammer fra en belastet innsjø, blir motstandsdyktigheten økt gjennom eksponering under spiring – mens for de som kommer fra et rent miljø, er effekten motsatt. De viser seg å være dårligst til å håndtere ugressmiddelet på sikt – antakeligvis fordi de ble svekket allerede i spireperioden, forklarer Leu.

– Det bekrefter at det er veldig viktig å ta med både nåværende belastning, men også historisk belastning, når man ønsker å forstå eller forutsi hvordan et system kommer til å håndtere miljøbelastning, sier hun.

– Ikke «mainstream» økotoksikologi

SETAC-prisen henger høyt i miljøet og PEACE-presentasjonen gikk av med seieren i sterk konkurranse med flere hundre andre presentasjoner.

– Det vi driver med i PEACE-prosjektet er nok ikke «mainstream» økotoksikologi, og enn så lenge er det et relativt begrenset felt med ikke veldig mange aktører. Men tilbakemeldingene vi fikk på SETAC, ikke minst fra organisatoren, er at det derfor er ekstra viktig å fremheve og dele disse nye studiene, som går på tvers av økologi og økotoksikologi. Vi tror veldig på at det er veien å gå, dersom man ønsker å forstå responses i mer komplekse systemer, avslutter Leu.

PEACE-temaet stod for til sammen fire presentasjoner på SETAC-konferansen i Helsinki. Forskningsprosjektet avsluttes i november 2019. Flere publikasjoner er for tiden under utarbeidelse.