Biologisk mångfald börjar med insekterna

Hur många arter av insekter finns det i en regnskog? Frågan var ganska enkel. Ändå krävdes över hundra forskare för att komma fram till ett svar. Under ett svettigt fältarbete i Panama år 2003 dammsögs San Lorenzo-skogen på skalbaggar, myror och andra småkryp. Med i projektet var Tomas Roslin. Han är professor i insektsekologi vid Sveriges lantbruksuniversitet. Han var en av de många som fascinerades över storskaligheten i projektet. För att nå upp till trädkronorna lånade forskarlaget in en lyftkran, en varmluftsballong och en helikopter som lånades från armén. Halvvägs upp i träden monterade de klisterfällor och på marken sållades löven försiktigt så att insekterna kunde fångas med håv.

Att ingen försökt sig på något liknande tidigare var kanske inte så förvånande. Alla visste att det skulle ta tid. Själva insamlandet var dessutom bara första fasen. Insekterna skulle sedan räknas och skickas till experter runt om i världen för identifiering.

Nio år tog det. Sedan kunde forskarna slå fast att det fanns sammanlagt 25 000 arter av insekter i regnskogen. Studien publicerades i Science. Sedan tidigare var det allmänt känt att det fanns 300 fågelarter i samma regnskog. Det betydde att det gick 80 insektsarter på varje fågelart.

– Om vi vill bevara den biologiska mångfalden är det alltså insekterna vi måste prioritera, säger Tomas Roslin. De är så oerhört mycket mer mångformiga än andra djur. Tyvärr vet vi fortfarande mycket lite om våra insekter. Det är en skandal att de är så bortglömda.

Insekter är centrala i de flesta ekosystem. En majoritet av världens kända arter är insekter och bland resten är det många som äter insekter. Tre av fyra grödor är insektspollinerade. Insekterna är dessutom fenor på skadedjursbekämpning och nedbrytning. Tänk bara på de anspråkslösa små rackarna som lever i våra hagar och livnär sig på komockor. På köpet minskar de också kväveförlust, sprider frön, hämmar parasiter och bidrar till minskat metanflöde. I USA beräknas det årliga värdet av insekternas tjänster till minst 57 miljarder dollar. Ändå har hotstatus utvärderats för endast 0,8 procent av de kända insektsarterna. Motsvarande siffra för däggdjur och fåglar är 100 procent.

Frågan om biologisk mångfald har tidigare hamnat lite i skuggan av klimatförändringarna. Men i IPCC:s senaste delrapport, i februari, betonades kopplingen mellan klimat och biologisk mångfald. Och i fjol valde över hundra länder att skriva under en deklaration för biologisk mångfald under ett FN-toppmöte i kinesiska Kunming, COP15. Det hela omnämns som ett slags Parisavtal för biologisk mångfald, men deklarationen är inte juridiskt bindande och detaljerna ska diskuteras på ett nytt möte till våren. Under fjolårets möte deltog ambassadörer på plats, medan observatörer och förhandlare medverkade via länk. Om smittoläget tillåter är förhoppningen att mötet i slutet av april ska kunna genomföras helt och hållet i Kunming. Målet är att komma överens om ett nytt globalt ramverk för biologisk mångfald. Det kommande mötet beskrivs som viktigast, eftersom besluten ska klubbas och åtagandena blir officiella.

Trots att det pratas alltmer om biologisk mångfald är mycket fortfarande okänt om insekter. I dag bedöms 80 procent av världens alla insektsarter vara oupptäckta. Människan har alltså bara undersökt och satt ett namn på uppskattningsvis en femtedel av allt insektsliv.

– Om vi samlar in ett större prov i tropikerna så kommer hälften eller åtminstone en tredjedel av arterna vara sådana som ingen någonsin har satt ett namn på, säger Tomas Roslin. För varje miljard som spenderas på att titta ut i rymden borde vi kunna lägga en miljard på att ta reda på vad vi har här på den här planeten. Tyvärr har det traditionellt varit svårt att få forskningsanslag för att studera mångfald.

Studier tyder på att vi förlorar biodiversitet i en alarmerande hastighet, åtminstone när det gäller däggdjur. Dessutom uppskattas 40 procent av alla växtarter vara hotade. Mat, mediciner och fibrer i byggnadsmaterial och kläder kommer till stor del från växtvärlden. Huruvida samma trender också gäller för insekter vet vi mindre om eftersom det är mer outforskat.

Under 2017 släpptes en tysk studie som slog ner som en bomb. Forskarlaget hade funnit att 75 procent av insekternas biomassa försvunnit på bara två decennier. 2019 var det dags för nästa stora studie. Den fick ännu större uppmärksamhet och påstod att insekterna kunde vara utrotade om hundra år. Runt om i världen pratades det om en insektsapokalyps, men den här gången var Tomas Roslin inte lika imponerad.

– Några glada gossar kom på att de skulle göra en översikt över beståndsutvecklingen i insektsvärlden. De använde bara sökord relaterade till ”insect decline”. Om du söker nedgångar är det förstås det du kommer hitta. Det var inte bra vetenskap, men de var bra på PR, säger han.

Tomas Roslin konstaterar att han och hans kollegor tvingades inse att det inte heller fanns några alternativa siffror att hänvisa till. Insekter är ett dåligt känt område, och det saknas långvarig uppföljning av bestånden. Samtidigt bidrog studierna till ett kraftigt ökat intresse för insekter.

Han fick en idé, men med Panamaprojektet i bakhuvudet visste han att det skulle bli svårt. Väldigt svårt.

I ett världsomspännande forskningsprojekt ska forskare kartlägga artrikedomen i detalj. Arbetet sker i uppemot hälften av världens länder, däribland Sverige, Madagaskar, USA, Australien och Brasilien. Den här gången handlar det inte bara om insekter. Förutom småkryp ska forskarna också samla in data om svampar, däggdjur och andra organismer.

Kameror surras fast runt träd för att fotografera varje gång ett djur traskar förbi. Bandspelare sitter i träden för att spela in fåglar och fladdermöss. Svampfällor riggas för att samla in svampsporer från luften och med jordprover får forskarna veta vad som gömmer sig i marken. Insekterna fångas med Malaisefällor. Det är en tältliknande lösning som uppfanns av den svenska insektsforskaren René Malaise på 1930-talet och som numera blivit standard. Insekter flyger självmant in i tältet och konserveras sedan i en burk med etanol.

Forskningsprojektet går under namnet Life Plan. Det finansieras av EU och pågår i sex år, varav det första året just har avverkats. För att resultaten ska bli jämförbara används exakt samma utrustning och metoder på samtliga platser i världen. Varje forskarlag bidrar på så vis med en liten del till ett jättestort pussel. Tanken är också att använda sig av materialet för att spå in i framtiden. Genom att förstå artsamhällenas nuvarande förutsättningar går det också att förutse hur dessa samhällen kommer påverkas av klimatförändringar – och vilka konsekvenser vi kan förvänta oss.

Två av länderna i forskningsprojektet kommer att studeras extra noga, Sverige och Madagaskar. Här är djurlivet så olika som det kan bli. Tillvägagångssättet är samma som i alla andra länder, men antalet försöksytor är fler.

Tomas Roslin är huvudansvarig tillsammans med matematikern Otso Ovaskainen, som är professor vid Helsingfors universitet, samt David Dunson, som är statistiker och professor vid Duke university i USA. De är världsledande experter på att hantera jättelika datamängder.

Såväl bildfiler som ljudfiler är tunga och kommer att laddas upp mot en samling superdatorer i Helsingfors. När alla försöksytor är i gång lär mängden data bli så stor att forskarna iskallt satt sin tillit till att tekniken också utvecklas under projektets gång.

Att analysera informationen blir inte heller det lättaste. Bara ljudinspelningarna kommer att röra sig om flera miljarder minuter inspelat material. Men i stället för att manuellt lyssna igenom alltihop kommer forskarna att använda sig av artificiell intelligens. Ett antal fågelexperter har fått berätta för datorn hur exempelvis en bofink, en sädesärla eller en ökentrumpetare låter. Därefter kan datorn själv känna igen dessa ljud från inspelningar världen över.

Man har också hittat smarta sätt att ta sig an insekterna. Förr var det ett evighetsjobb att analysera insektsprover. Olika insektsgrupper fick skickas till olika experter runt om i världen. Det var också därför Panamaprojektet tog nästan tio år att slutföra. En försvårande omständighet har varit att forskarna förväntats ställa upp gratis.

– Visst är det konstigt? Om en medicinare är expert på att titta på vävnadsprover och tumörer kan han ta hur mycket betalt som helst. En insektsexpert förväntas ställa upp gratis och hjälpa till med artbestämmandet. Trots att det kan ta hundratals arbetstimmar, säger Tomas Roslin.

I det här forskningsprojektet dna-sekvenseras alla insektsprover med ny teknik. De behöver inte vänta tio år på att få svar. Han beskriver det som ett sätt att demokratisera forskarnas kunskaper. I stället för att skriva en bok om vad de har lärt sig kan de nu lära datorer hur en viss insekt känns igen och vad den heter. Forskarna utvecklar också metoder för att handskas med de okända arterna.

– Insekternas mångformighet är både deras skönhet och akilleshäl. De flesta insekter är små, mörka och snarlika varandra. Det finns ingen människa som har koll på alla världens insekter. Inte ens en bråkdel, säger han.

Själv fängslades Tomas Roslin av insekter redan som barn. Hans mormor och morfar var båda utbildade agronomer och lärde honom tidigt att krypa på knä med förstoringsglas. Så småningom gick han med i en fjärilsklubb. Det fanns bara en hake. Tomas Roslin växte upp som finlandssvensk i Helsingfors. Hans föräldrar talade bara svenska med honom och han gick i svensk skola. I fjärilsklubben pratade alla finska.

– Jag kunde ingen finska alls, men jag lärde mig för att prata om insekter. Det var nog inte jättemånga som blev förvånade när jag senare valde att utbilda mig till biolog, säger han.

Sedan dess har han petat sig igenom tio ton kodynga på jakt efter småkryp, han har frusit 13 somrar på Grönland och han har hängt i lyftkran över den där regnskogen i Panama. För Tomas Roslin är det hela mycket enkelt: För att kunna förstå livet på jorden bör man börja med att rikta in sig på insekterna, eftersom allt flercelligt liv i stort sett består av ryggradslösa djur. Ändå har insektsforskningen traditionellt varit eftersatt. Fortfarande går det i regel tio fågelforskare på varje insektsforskare. Tomas Roslin tycker att det är synd.

– Den som studerar insekter i mikroskop upptäcker snabbt att de är minst lika färgsprakande som fåglarna. De är faktiskt snyggare än fåglarna!

Hittills har jätteprojektet Life Plan gått både bra och mindre bra. Kamerafällor, ljudfällor, svampfällor och insektsfällor har skeppats över stora delar av världen. Till Madagaskar skickades över ett ton med utrusning i en container. Fartyget hann precis igenom Suezkanalen innan containerfartyget Ever Given fastnade. Datainsamlingen är i gång i många länder, men i andra länder har pandemin satt käppar i hjulen.

I databasen finns i skrivande stund 2,4 miljoner bilder, 8 miljoner minuter ljudupptagningar, 3 400 svampprover, 1 352 jordprover och 1 821 insektsprover. I flera länder har myror tuggat i sig membran från ljudfällor och getingar byggt bon i batterilådor. På Madagaskar har ett hus med redan insamlade data brunnit upp. Stölder är också ett problem. Tomas Roslin är ändå nöjd. Han visste att det skulle bli krångligt.

– Lite strul får man räkna med när man jobbar med världens kanske coolaste forskningsprojekt, säger han.

Traditionellt har det varit svårt att få forskningsmedel för att undersöka biologisk mångfald. Det är både dyrt och tidskrävande. Nu hoppas flera forskarlag på att det kan bli ändring på den saken. Ytterligare teknikutveckling skulle på sikt kunna höja kunskapsnivån avsevärt.

I luften finns celler och vävnadsfragment från en mängd olika arter. Forskare från Lunds universitet har nyligen upptäckt att det går att studera insekter genom att spåra luftburet dna. Tekniken är ännu inte färdigutvecklad, men beskrivs ändå som ett stort genombrott för ekologer. Detta eftersom metoden kan komma att användas för att kartlägga biologisk mångfald på ett effektivt sätt och utan att skada djuren. Med en traditionell malaisefälla konserveras insekterna i en burk med etanol.

– Det här öppnar för ett helt nytt sätt att övervaka livet på jorden, säger biodiversitetsforskaren Fabian Roger som har arbetat med studien.

Forskarna fann dna från exempelvis fluga, fjäril, geting, myra, hund, groda, kanin, mask och igelkott. De tvingades också konstatera att de inte lyckades detektera alla arter med luftburen dna som observerades med traditionella övervakningsmetoder.

– Det kommer att dröja innan vi kan använda detta som ett tillförlitligt verktyg, men potentialen är enorm, säger Fabian Roger.

I ytterligare två uppmärksammade studier har forskarlag undersökt luften ovanför djurparker i Storbritannien och i Danmark. Forskarna fann dna från fåglar och däggdjur som bodde i djurparkerna, men också dna från andra djur som bodde i närheten.

Tomas Roslin beskriver tekniken som lovande, men fortfarande för ung. Han konstaterar att det är väsentlig skillnad på e-dna, som finns i omgivningen kring en organism, och dna i själva organismen, även om metoderna ibland blandas ihop.

– Att utgå från fjärilsmolekyler som flyter runt i lufthavet säger inte så mycket om hur många fjärilarna var, var de flög någonstans och om de kunde föröka sig. Det blir bara indirekta spår som inte säger så mycket, även om tekniken kan bli användbar på sikt, säger Tomas Roslin.

Under kalla kriget, på 1960-talet, installerades system för att samla in luftburna partiklar och mäta radioaktivitet i Sverige. Bakom det hela låg Totalförsvarets forskningsinstitut och mätningarna har samlats in veckovis ända sedan starten. Luftfiltren har också analyserats i samband med kärnkraftsolyckorna vid Tjernobyl och Fukushima. Fortfarande filtreras ungefär 100 000 kubikmeter luft per dygn.

Per Stenberg är forskare vid Umeå universitet och Totalförsvarets forskningsinstitut. Han och hans kollegor fick en idé. Borde inte luftfiltren kunna användas för att spåra biologisk mångfald? Resultaten förvånade. På första försöket hittade han och hans forskarkollegor allt från svampsporer, bakterier och växtpollen till fiskar, björnar, älgar och inälvsparasiter som lever i ryggradsdjuren. Eftersom filtren byts varje vecka går det också att studera hur blomningstiderna förändrats de senaste 50 åren. Än så länge har man dock bara börjat navigera i materialet och datamängderna är enorma.

– Filtren är glasfiberbaserade och fungerar bra för att bevara dna. Det är ren tur att det var den typen av filter som använts. Filtren har bara förvarats i rumstemperatur. Det är många lyckliga omständigheter som möjliggör detta, säger Per Stenberg.

Fortfarande analyserar han och hans kollegor data för fullt. Filtren skvallrar bland annat om en tydlig tillbakagång för vissa grupper av insekter, men mer än så är för tidigt att säga. Studien väntas vara färdig senare under 2022.

– För att förstå vad klimatförändringarna har för effekt på ekosystemen behövs långa tidsserier. Vissa år avviker eftersom de är ovanligt varma eller regniga och då behövs många år för att se vad som beror på vad. Eftersom dna-analyser fortfarande är så pass nytt är de flesta tidsserier bara några år gamla. Där tror jag vi kan göra skillnad, säger Per Stenberg.

I Sverige finns 28 000 dokumenterade insektsarter och landets insektsfauna räknas till en av världens mest utforskade. Arbetet påbörjades redan på Carl von Linnés tid. Forskare räknar också med att det finns ytterligare 5 000 svenska arter som ännu inte namngivits.

I takt med att tekniken utvecklas är Tomas Roslin övertygad om att vi kommer att bli varse allt mer i vår omgivning. Han tycker att den svenska luftfilterstudien är lovande, just på grund av de långa tidsserierna. Då blir det inte längre bara en ögonblicksbild. Han har också stora förhoppningar på sin egen forskning.