7.4.2020
Påfrestningarna på de marina ekosystemen varierar under årstidscykler och även under dygnet. Variationen av påfrestning under en kortare cykel kan vara större än den förväntade förändringen under en lång tids klimatförändring, säger Christian Pansch om varför man inte endast bör undersöka ekosystemens tålighet med lineära påfrestningstest.
Christian Pansch är färsk biträdande professor i marinbiologi vid Åbo Akademi (tenure track, en professur donerad av Åbo stad till Åbo Akademis 100-årsjubileum 2018). Han flyttade till Åbo i oktober och kring nyåret flyttade familjen med honom från Tyskland till huset på ön Hirvensalo i Åbo. Pansch, född 1981, är uppväxt i en liten by på 200 invånare i närheten av Berlin. Efter gymnasiet började han studera marinbiologi i Rostock och flyttade sedan till Kiel för magisterstudier. Det blev också ett år av utbyte i Chile i en stad vid kusten åtta timmar norr om Santiago där en tysk professor bidrog till att han fick två vetenskapliga publikationer ur sin magistersavhandling.
– Min professor i Chile var fantastisk. Att få två publikationer ur en magistersavhandling var verkligt bra, säger Pansch medan vi sitter i bilen och han spanar efter goda cykelrutter för familjen.
Han säger att han alltid gillat Norden, naturen, att Norden är hans favoritområde i världen. I början av 2000-talet åkte han tillsammans med sin bror motorcykel från Tyskland genom Sverige upp till Norge och Nordkap och sedan ner tillbaka genom Finland. Han tillbringade en post doc-period vid Göteborgs universitet i Sverige och när han såg tenure track-professuren vid Åbo Akademi utlysas var den attraktiv både för innehållet, forskargruppen och det geografiska läget.
– Jag var mycket glad över att bli vald till befattningen.
Klimatförändringen och dess effekt på organismer och ekosystem är Panschs huvudsakliga forskningsområde sedan år 2006. Tenure track-professuren innebär att han först har en anställningsperiod på fyra år som sedan kan förlängas med ytterligare två år, innan utvärdering för följande karriärsteg.
– Och om allt går riktigt bra kan det bli en tillsvidareprofessur efter det.
Sina första månader i Finland har Pansch använt för att etablera kontakter, ta reda på vilka personer som är intresserade av samarbete samt vilka anläggningar och andra resurser som finns att tillgå. Samtidigt har han engagerat sig i ämnets strategiska planering inom både forskning och undervisning. Pansch har även en aktiv roll inom Åbo Akademis strategiska profil Havet.
– På det sättet var det bra att anlända strax innan julfesterna, då blir man presenterad för kolleger som man kanske inte annars så lätt skulle träffa. Det gällde allt från studenter och doktorander till professorer och universitetets ledning.
Cyklisk belastning
På frågan om vad det nya är som Pansch tar med sig till marinbiologin vid Åbo Akademi svarar han:
– En ny sak är i alla fall min syn på det som kallas stressekologi, som kan kopplas till klimatförändringen och forskningen kring hur dess mångformiga effekter påverkar organismer och ekosystem. Att jag har en egen vision i detta sammanhang var nog en av orsakerna till att jag blev vald. En annan aspekt är den expertis jag har i experimentell ekologi som innebär att exponera organismer och ekologier för nya miljöer. Fördelen med experimentell ekologi över fältstudier är att man kan utesluta överlappande faktorer. Det å sin sida betyder att man kan vara rätt säker på att man ser effekten av den parameter man manipulerat, något som inte är fullt så enkelt i fält.
Stressekologi handlar om att exponera diverse för forskningen relevanta organismer för olika typer av yttre belastning eller stress, det vill säga påfrestning utöver den naturliga variation respektive organism i normala fall kan klara av. Yttre påverkan i form av exempelvis varierande surhet (pH), ljus, salthalt, syre (i värsta fall syrebrist) och andra tänkbara variationer i livsmiljön används för att studera hur organismer reagerar, om de kan anpassa sig till olika kombinationer av stress och vad det kan betyda för ett ekosystem att en del organismer reagerar på ett sätt och andra på ett annat. Hur anpassas eller omformas hela ekosystemet, och vad kan det ha för konsekvenser på olika skalor, inklusive relationen mellan havets ekosystem och människans utnyttjande av systemet.
– Det som är nytt i mitt sätt att jobba är att undersöka påfrestningen under cykliska perioder. Det låter kanske uppenbart och det är inte jag som kommit på metoden, men den cykliska periodiseringen har inte hittills använts inom klimatforskningen i någon större utsträckning. Tillsvidare har man inom marinbiologin mest forskat i vad som händer med organismer och ekosystem under perioder av konstant och fortgående – i motsats till regelbundet pulserande – påfrestning.
– Det finns olika naturliga cykler eller rytmer som pågår genom året och över organismernas livstid. Det kan handla om dag-nattcykler, årstidscykler, etcetera, och dessa innebär bland annat att det finns perioder av högre och lägre naturlig belastning för organismerna. Man kan tala om ett ”havets väder.”
– Man bör förstås utreda exakt hur olika typer av belastning och stress varierar, vad ändras till exempel under natten i jämförelse med dagen? Vad ändras med årstiderna? Och så vidare. På så sätt ringar man in det naturliga variations- och stresspektret för en organism, och sedan kan man särskilja det naturliga variationsspektret från plötslig pulsartad stress, som i värsta fall kan innebära så stor påfrestning för en organism att den helt enkelt inte kan anpassa sig till en ny omgivningsregim, även om pulsen vore kortvarig.
Stora variationer under cyklerna
Pansch säger att variationerna under de småskaliga cyklerna, mellan dag och natt och från en årstid till en annan, kan vara betydligt större än de projicerade långtidsförändringarna i exempelvis medeltemperatur eller surhetsgrad. Med andra ord: temperatur, surhetsgrad och andra faktorer kan under ett dygn eller mellan årstiderna variera mera än vad temperaturen och surheten beräknas ändra i framtiden. Den här naturliga cykliska stressen klarar alltså organismerna i regel av. Men det vi inte vet idag är hur organismerna dels kan anpassa sig till en miljö där medeltillståndet motsvarar dagens cykliska extremer, och dels kan tåla de pulsartade perioder av stress som alltid kommer till oavsett medelnivån.
– Samtidigt är det också värt att nämna att enskilda värmeböljor kan ha en betydligt större effekt på den sköra marinekologin än en långsam gradvis uppvärmning under en lång tidsperiod. Men som sagt: variationerna i de småskaliga cyklerna är betydligt större än variationerna i stor skala och inom klimatforskningen har man i viss mån ignorerat detta. Man har arbetat med konstanta data, helt enkelt för att det är svårt att modellera oförutsägbara avvikelser i naturliga ekosystem. När man gör belastningsexperimenten med konstant exponering blir resultaten i regel entydiga, men den entydigheten motsvaras inte nödvändigtvis av verkliga förhållanden. Det i sin tur medför att organismerna och ekosystemen kan få det ännu svårare att anpassa sig till en förändrad omvärld än dagens klimatmodeller ger vid handen.
Det som Christian Pansch vill utreda är hur havets organismer klarar av de stora variationerna under de naturliga periodiska cyklerna. Kan de vila under en del av dygnet, eller under vissa årstider? Vilka är mekanismerna som gör att de överlever? Hur varierar dag-nattcyklerna under olika årstider?
Lokala åtgärder hjälper även globala problem
Panschs forskning faller under Åbo Akademis strategiska profil Havet. Som en del av profilens verksamhet gäller det att integrera den marinbiologiska forskningen med forskning i ekonomi, teknik, juridik, politik och miljövetenskaper.
– Det innebär att vi gör mer än bara grundforskning, vi vill också göra de data vi får fram tillgängliga för samhällets behov för att på ett adekvat sätt kunna förvalta de marina och maritima resurserna. Och det betyder att man måste träffa människor personligen, sitta och lyssna på varandra, och lära sig respektive vetenskapliga språk – vad avser forskaren inom ett annat vetenskapsområde när hen säger det ena eller det andra? Hur hör det ihop med det vi gör? Vilka är kontaktytorna? Samtidigt behöver vi jobba med finansieringen, vilket också innebär att träffa folk, förklara, göra ansökningar och annat arbete.
En röd tråd i Christian Panschs forskning är klimatförändringen, som är ett globalt fenomen med lokala och regionala effekter, och vars verkningar man redan ser i känsliga marina ekosystem runt hela jordklotet. Därför är modeller för hur man kan stävja eller lindra effekterna angelägna. Exempel på konkreta åtgärder kan vara samarbete med turistnäringen, som att under värmeböljor komma med förslag på var man kan ankra och var man inte borde göra det för att skydda en särskilt värdefull lokal del av ekosystemet, till exempel sjögräsängar i Skärgårdshavet.
– Små åtgärder under kritiska perioder kan göra en avgörande skillnad. Vad kan man göra för att ta bort en del av trycket på ekosystemet? Vad borde man forska i som man ännu inte tänkt på? Finns det perioder då industrier kunde låta bli att göra en eller annan sak? Hur påverkar till exempel ljudet av båtmotorer? Just det är en faktor som man undersökt förhållandevis lite. Det handlar inte om att stänga ner skärgården mitt under högsäsong. Däremot handlar det om att se vad man kan göra för att inte helt i onödan göra skada.
Det handlar inte om att stänga ner skärgården mitt under högsäsong. Däremot handlar det om att se vad man kan göra för att inte helt i onödan göra skada.
Till de mera ambitiösa idéerna hör att upprätthålla någon form av informationstjänst där temperatur, salinitetsnivå, och annan data kontinuerligt uppdateras och presenteras grafiskt bunden till den lokala geografin.
De idéer Pansch har kräver en liten omställning av metoder och användandet av anläggningar.
– För att komma igång ordentligt måste vi förmodligen vidareutveckla och bygga ny forskningsinfrastruktur för att kunna göra den typ av experiment som behövs och förmodligen måste vi också hitta nya sätt att titta på data.
Läs mera om Havet
