Gøy dag med utforsking av fjæra

Torsdag denne uken var Finnfjordprosjektet og hadde skoleopplegg for ungdommene på Husøy i fjæra.

Ingeborg viser frem en siktmåler og forklarer hvordan man bruker den for å undersøke om det er mye plankton i havet og fortalte at sånn har man gjort det i mange hundre år. Foto: Sunniva Katharina Thode.

Vi møtte elevene på skolen og de var veldig motiverte for en dag med utforsking. Vi var heldige med været og ungdommene koste seg med å leke mens Ingeborg gjorde klart til stasjoner med ulike forskningsoppgaver.

Hvem kaster lengst? Foto: Sunniva Katharina Thode.

Ingeborg Hulda Giæver introduserte elevene for mange ulike forskningsmetoder som å ta prøver av plankton, artsbestemmelse, bruk av lupe og måling av saltinnhold, temperatur, pH og sikt i havet. Hun diskuterte med elevene hvorfor fjæra er et så spennende sted å utforske og introduserte dem for ulike faktorer som påvirker livet i fjæra. Hun trakk frem at dyr og planter som lever i fjæra må tåle tørke, vann, salt og endringer i temperaturen. Og at ulike fjærer gir ulike utfordringer for livet der.

Det var spennende å kaste planktonhåv. Foto: Sunniva Katharina Thode.

Vannprøven fra planktonhåven undersøkes før den skal studeres under lupen. Foto: Sunniva Katharina Thode.

Spesielt kasting av planktonhåv ble en populær aktivitet. Når elevene hadde fått tatt vannprøver med den så de på prøvene med lupe. Der fikk de se både alger og hoppekreps som “hoppet” rundt på skjermen. Ingeborg fortalte engasjert om ulike alger, hoppekreps, hvor viktige de er i havet og hvem som spiser hvem.

Elevene fikk undersøke vannprøvene fra planktonhåven med lupe. Her ser en av de på mikroalger. Foto: Sunniva Katharina Thode

Etter å ha målt pH, salt og temperatur i havet spiste elevene litt grillet lunsj før det var på tide med konkurranse. Ingeborg fortalte om alle ulike grupper med liv de kan finne i fjæra og ga dem en rask introduksjon i hvordan man bruker artsbestemmelsesnøkler for å finne ut hvilken art man har. Konkurransen var å finne flest mulig ulike arter. Underveis i samlekonkurransen fikk elevene veiledning i hvordan man ser forskjell på de ulike dyrene og plantene er og hvordan man bruker nøklene for å finne ut hva de heter. Ungdommene diskuterte og undersøkte engasjert og nysgjerrig.

Leting etter ulike arter av dyr og alger. Foto: Sunniva Katharina Thode.

Samling av ulike arter. Foto: Sunniva Katharina Thode.

Tusen takk til ungdomstrinnet på Husøy skole for en kjempefin dag!

The Barents Sea Polar Front Study 2021 – student immersion into cutting edge science

Written by Professor Rolf Gradinger, Department of Arctic and marine biology.

Barents Sea ecosystems supports one of the most economically valuable fisheries on Earth. But the high latitudes are changing drastically with the climate changes. It is uncertain if and how the future Barents Sea will function in the future. Will food web interactions change and current species disappear and be replaced by other taxa? This challenging question is the major focus of the Norwegian Arven etter Nansen project supported by other ongoing research.

In May 2021, the research and education network ARCTOS teamed up with Arven etter Nansen to investigate the biology in the dynamic frontal zone between Arctic and North Atlantic water masses in the so-called Polar Front region east of Svalbard. During the 11-day long expedition onboard Helmer Hansen (a UiT research vessel), we did not only conduct cutting edge research but also provided a framework for education of early career scientists as part of the UiT course BIO-8510.

Study area and station map of the ARCTOS-AeN Polar Front study (ARCTOS).

The expedition crossed the Polar Front twice and collected samples. We wanted to explore and understand the distribution patterns and activity of plankton, fish, seafloor living creatures, marine mammals, and relate these patterns and their activities to how this frontal zone was structured. Was it just a boundary, separating Arctic from Atlantic domains and species? Or does it have unique dynamics leading to e.g., enhanced food availabilities to sea birds and marine mammals creating an oasis in the desert?

In addition to the use of traditional sampling devices , we used innovative new tools. These new tools were two gliders and two sailbuoys (sponsored by Equinor) and fast repetition rate fluorometers. They provide insights into both the small-scale distributions and physiology and broad-scale distributions of marine organisms which is not possible to be assessed with normal ship-board instruments. Sea ice limited our ability to trawl and use gliders in the northern part of the Polar Front, but provided us with a short insight into the life of two polar bears. The crew of Helmer Hanssen provided us with outstanding support to our many wishes, not minding the frequent adjustments of the scientific program.

Our first results show that we sampled a well-developed frontal system with clear separation of Arctic and Atlantic water, combined different community patterns on all trophic levels. We also encountered an exceptionally strong microalgal spring bloom, dominated by millions of diatom microalgae in the water column. Further conclusions must wait now for the data analyses which are currently conducted and will be summarized at the upcoming AeN annual meeting, and a dedicated Polar Front workshop end of this year.

Examples of microalgal species encountered during the expedition (R. Gradinger).

The PhD level teaching component (BIO-8510), organized through ARCTOS and UiT, attracted 15 early career scientists from Norwegian, UK and US universities. They had widely ranging interests, from remote sensing, ocean physics to marine mammal acoustics. All students participated in research programs, whether it was algal activity measurements or the study of benthic macrofauna. Participating senior researchers came from Akvaplan-niva, NINA, and UiT. This experience provided the students with a unique training in Arctic Systems Science, a holistic view looking at interconnections between different components of the living and non-living parts of the Barents Sea. Without the excellent student engagement, their energy and commitment, this expedition would not have been able to achieve the broad scientific success that we had. Although the course has officially ended, the participating students have been invited to be involved in future sample analyses, data processing and manuscript writing.

Students analysing zooplankton samples (R. Gradinger).

The cruise participant nationalities included Brazil, Canada, China, Cyprus, Denmark, France, Finland, Germany, Iran, Norway, Pakistan, Philippines, Switzerland, UK, and USA. The combination of home institutions and diversity of nationalities allowed all participants to further build their networks of scientific connections and culture experiences – both important attributes for successful career and personal growth.

Celebrating May 17, 2021 onboard Helmer Hanssen (ARCTOS).

To make reasonable predictions is a task given rightfully to us scientists from the public. Such predictions can only be as good as the data that are used to develop them. Only field-going research like this AeN and ARCTOS partnership can solve the puzzle how the future Barents Sea will work, and if it will continue to sustain one of the most economically important fisheries on Earth. Therefore, information from our cruise is critical as the Barents Sea is a sea in change, driven by multiple human stressors. This research will continue as we in an ARCTOS consortium were just awarded funding from the Norwegian Research Council (in cooperation with Equinor and Conoco Philips) to continue our Polar Front research through further seasonal research cruises and extended science missions with May 2022 as next targeted time window, again together with BIO-8510.

Further reading:

En reise til det kjente ukjente.

Livet på havbunnen.

Fyrstehandserfaring om bord FF Helmer Hanssen.

Der det varme Atlanterhavsvannet møter Arktisk kulde.

ARCTOS-Nansen Legacy Polar Front cruise.

Where the Atlantic heat meets the Arctic Cold.

Departure into the known unknown.

First experience onboard the RV “Helmer Hanssen”.

Life at the seabed: studying bottom-dwelling fish and invertebrates across the polar front.

BREATHE skal finne ut hvordan det vil gå med havisalgene i fremtiden

Et nytt prosjekt, BREATHE, skal forske på havisalger i Arktis. Havisalgene er viktige i det marine miljøet. Men vi vet for lite om hvordan de lever i isen og hvordan de påvirkes av klimaendringene. Da er det vanskelig å spå hva som vil skje med dem og de som er avhengige av dem. BREATHE vil forske sånn at vi får bedre modeller for hva som vil skje med havisalgene i fremtiden.

Havisalger lever i isen i de polare områdene. Foto: Karley Campbell

Havisalger er alger som lever i isen rundt polene. De er en viktig del av næringskjeden fordi de er mange og fordi de har fotosyntese. Fotosyntese får dem til å fange CO2 og bruke den til å lage oksygen og mat til andre, det kalles primærproduksjon. Havisalger slipper også ut CO2 og bruker O2 gjennom det som heter respirasjon. Reparasjonsprosessen i algene vet vi ikke noe om enda. Primærproduksjonen og respirasjon går opp eller ned med variasjoner i lys og næring. Det betyr at gassene og maten som algene gir til miljøet endrer områdene der de lever. BREATHE-prosjektet vil finne ut hvordan. Endringene i hva algene gjør og tilgang til næring er ikke godt representert i modeller som kan brukes til å forutsi fremtiden for havisalger. BREATHE vil lage bedre modeller for å forutsi hva som skjer med havisen. De bedre modellene vil ta med algenes tilgang til næring og respirasjonsprosessen. I fremtiden kan vi bedre vite hva som skjer med havisenes alger, gassene de produserer og helsen til polare marine miljøer når det er endringer i klima og miljø.

En havisalge. Foto: Karley Campbell

Prosjektet har fått 8 millioner kroner fra Forskningsrådet og vil pågå frem til 2025. Partnerne i prosjektet er UiT, Polarinstituttet, universitetet i Aarhus, GINR på Grønland, universitetet i Manitoba og universitetet i Calgary.

Different paths to immune protection in humans and fish

Written by Agata Teresa Wyrozemska, doctoral research fellow at Fish Immunology and Vaccinology.

The interaction between bacteria, viruses and the organisms they try to infect is a never-ending race. The human body can defend itself against most unwanted pathogens (harmful bacteria and viruses), using the resources of innate and adaptive immunity. Innate immunity is the first line of defence and includes physical barriers, such as the skin and mucosal membranes lining the digestive tract, respiratory tract, etc. Natural reflexes like sneezing, coughing, and vomiting support the clearing of pathogens. The complement proteins and acute-phase proteins are also involved. In addition, some cells send signals in form of, for example cytokines, which trigger the innate and adaptive immune processes. The adaptive immune response develops through direct contact with pathogens; its mechanisms are triggered after the innate immunity and take time to develop. Adaptive immunity involves various specialized cells and molecules, including Major Histocompatibility complexes (MCH). There are different types of MHC molecules but their general function is to help the immune system recognize foreign substances and distinguish them from the self.

Do fish have the same capacity to combat infection as humans?

Anglerfish female with attached male. Copyright © 2020 Swann et. al.

Fish are the most numerous and diverse group of vertebrates, with nearly 21,000 species, more than all other types of vertebrates combined. Would it be logical, if such a large and diverse group followed only one immune defence strategy? Probably no, as in many other aspects of biology, this one too does not follow a simple scheme. Let us focus on bony fish, which anglers and fish-enthusiasts shall be well acquainted with, like cod and salmon. To spice things up, we will throw anglerfish into the mix. Anglerfish males, as a part of reproductive strategy, bite into the female and fuse with her. They form an intricate type of transplant. What is even more interesting, many males can fuse with one female. These seams counterintuitive, because in human transplants, the tissue of the donor must be compatible with the tissue of the recipient or the immune system will reject it. Imagine having multiple organs transplanted from random people. How is it possible that the fused male body is not rejected? This is dictated by a loss of key capabilities that characterize classical adaptive immunity in jawed vertebrates in the Anglerfish (Swann et al., 2020).In a nutshell, their ability to recognizing self from non-self is impaired. On the other hand, there is cod, which has lost one type of the MHC molecules in course of evolution. One may speculate that this loss has been compensated by a massive expansion of the other type of MCH molecules. (Star et al., 2011)

The challenges of fish vaccines

Atlantic salmon. “File:Salmo salar-Atlantic Salmon-Atlanterhavsparken Norway.JPG” by Hans-Petter Fjeld is licensed under CC BY-SA 2.5

Anglerfish is a curiosity, and while cod is more commonly known, it is  salmon that is the most popular in Norway. It is well-liked and often lands on our plates. Because of the high demand for salmon fillets, the fish has to be farmed. Thousands of fish are kept in large nets in sheltered waters such as fjords or bays. In dense populations, diseases spread fast. As we see with the Covid-19 outbreak, the major measure to prevent the spread of the virus is social distancing. Social distancing in fish farms is not possible. The most common measure to prevent  diseases among farmed fish, which drive economic losses, is vaccination. Pathogens causing diseases in salmon have been thoroughly examined. Numerous vaccines are available, but there is still room for improvement. It is important to thoroughly examine and understand the salmonid immune systems to create more effective vaccines. Salmon shares many immune features with humans. For instance presence of specific cells, like white blood cells, and immunity-related internal organs. However, there are some differences in their structures and functions as well. Salmon, like other bony fishes, does not have bone marrow. Fish also rely more on the innate immunity. The adaptive response appears later in course of infection and is less sophisticated than in humans. These differences are interesting and important. We at the Fish Immunology and Vaccinology group have a focus on exploring salmon’s immune system and contribute to expand the general knowledge and the formulation of new vaccines. More information about the group can be found here.

Article “The genome sequence of Atlantic cod reveals a unique immune system” by Star et. al. 2011. 

Article “The immunogenetics of sexual parasitism” by Swann et. al. 2020.

MOSAiC: An inside look at the largest Arctic expedition in history

Written by postdoctoral fellow Jessie Gardner, AMB.

MOSAiC was the largest ever expedition to the Arctic, with one purpose: to improve our understanding of climate change.Dr Jessie Gardner, from the Department of Arctic and Marine Biology (UiT), was on board during the summer and shares her insights from this exceptional scientific campaign.

Unravelling the mysteries of the Central Arctic Ocean

In 2019 the German research icebreaker, Polarstern, set sail from Tromsø bound for the Central Arctic Ocean, the epicentre of climate change. Once there, the ship allowed itself to become trapped in the ice for a year, drifting alongside an ice floe with the speed and direction of the winds and currents alone. The idea follows that of the Norwegian researcher and explorer Fridtjof Nansen, who set sail on the first ever drift expedition with his wooden sailing ship Fram 127 years ago. The Polarstern was laden with state-of-the-art scientific equipment. Throughout the year, 442 experts from 70 institutions in 20 different countries took part in the field campaign, which was supported by six other ships, several aircraft and hundreds of others on land.

The Polarstern reached the northern Laptev Sea by mid-October 2019, located a suitable ice floe and set up a small floating city of scientific instruments in time for the polar night. With temperatures plummeting to -42°C and fierce winds transforming the ice around them, researchers battled to sample the floe in the darkness. Ultimately, they succeeded, giving us a rare glimpse into the central Arctic Ocean environment during the winter while the sea ice thickened beneath their feet.

The Russian icebreaker Kapitan Dranitsyn alongside the Polarstern during the wintertime in the central Arctic Ocean. Photo: Esther Horvath.

Research expeditions into the central Arctic Ocean have traditionally be fraught with problems and MOSAiC was no exception. Some of them were predictable and had been considered during the decade of planning, such as the Russian icebreaker Kapitan Dranitsyn being much delayed by the strength of the winter ice pack. Other issues were completely unforeseen, like the declaration of a pandemic around the world- just as the spring rotation of participants, crew and re-supplies was planned.

It was this rotation that I was scheduled to be part of part of “Team ECO” and the HAVOC project (Ridges – Safe HAVens for ice-associated Flora and Fauna in a Seasonally ice-covered Arctic Ocean). HAVOC is the largest Norwegian project to participate in MOSAiC, led by the Norwegian Polar Institute and funded by the Research Council of Norway. HAVOC aims to investigate sea ice ridges and their role in the Arctic sea-ice system. However, there were moments where it seemed like the MOSAiC field campaign might have been abandoned completely…

How to continue research during a global pandemic

The first hint of the seriousness of coronavirus came after I had attended a polar bear protection training course at the beginning of March in Germany. We were all tested for corona as a precaution, and one of the participants tested positive! I received the news while making a pit stop in the U.K. and immediately went into 2 weeks of quarantine. During those 2 weeks, coronavirus shifted from being a distant issue to a severe threat around the world. Straight after, countries went into lockdown, borders closed and plans for the Spring personnel exchange from Svalbard to the Polarstern were abandoned.

The MOSAiC coordinators, led by the Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI), worked tirelessly to find an alternative despite airports, military facilities and seaports worldwide shutting down. First, we gained special permission to travel to Germany, underwent testing and then quarantined in isolation for two weeks. After I boarded the research vessel Maria S Merian and spent another two weeks sailing to Svalbard, sleeping in a modified container chained to her deck. The Polarstern had to leave the camp and floe temporarily for the personnel exchange. Unfortunately, this was at the cost of capturing the crucial time when the ice begins to melt, but this is a small price to pay compared to abandoning the expedition altogether.

I could hardly believe it when we finally reached the floe. Photos of sea ice from above makes it seem like a vast expanse of white, flat nothingness but actually this landscape is a diverse and beautiful- littered with tall ice blocks, jagged ridges, leads, cracks and melt ponds which change before your eyes. Now, we could finally get stuck into the science!

Home sweet home! Extra accommodation was needed on the Maria S Merian so many of us slept in converted containers chained to the deck. Photo: Jessie Gardner.

Going with the “floe”

Team ECO collected thousands of samples and measured a diverse suite of ecological and biogeochemical properties from snow, ice, and seawater. With the Polarstern as our base, we built onto the time series capturing the variability of the Arctic system. The dynamic nature of the Arctic and how fast the world around you can transform was something that really struck me. There were new cracks opening and closing throughout the floe, as well as melt ponds and streams forming and draining which we would have to jump over or wade through on the way to collect the samples. These events would be accompanied with a cascade of processes and pulses of life within the associated ecosystem. We were only able to capture these through intensive sampling bouts, working on the ice for 24 hours straight, powered by copious amounts of coffee and gummy bears.

You had to be constantly vigilant, since below us was thousands of meters of seawater, and a polar bear could emerge from the sea ice rubble any time! We were lucky during our time on the floe in that we experienced long periods of calm weather with perpetual bright sunshine. Occasionally there were some very foggy days where it was too unsafe to work on the ice due to poor visibility hindering polar bear guarding.

Team ECO during Leg 4 of MOSAiC. Left to right: Celia Gelfman, Allison Fong, Jessie Gardner, Giulia Castellani, Oliver Müller, John Paul Balmonte and Katyanne Shoemaker. Photo: Lianna Nixon.

Breaking boundaries: working together for a common goal

The name MOSAiC (Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) reflects the complexity and diversity of the science during the expedition. The MOSAiC field campaign provided an unparalleled opportunity to simultaneously observe and measure the temporal evolution of a number of co-varying Arctic climate system variables from the central Arctic atmosphere, ocean, and ice. With this mindset I was amazed how much more we were able to achieve by working together. For example, it would have been impossible to have collected the number of samples for the HAVOC project that we managed, without others volunteering their precious free time to help. Working across these disciplines and breaking down the boundaries between traditional subjects will give new perspectives on the central Arctic, and it is here that ground-breaking discoveries could be made.

Participants from 70 institutions in 20 different countries took part in the field campaign where everyone worked towards a common goal. Photo: Jessie Gardner.

The expedition has ended, but the research is only just beginning

While the field campaign has ended, MOSAiC is by no means over. Samples are now being shipped to various institutions around the world to be analysed. These, alongside the suite of measurements taken by other teams will likely take the scientific community over a decade to analyse the data collected on MOSAiC. Through virtual meetings we have kept the cross-cutting discussions alive and we already have ideas of combining data and theories in unique and exciting ways. These data and observations will be fundamental to improve our understanding of climate change, and help inform pressing political decisions on climate protection.

On its return in October 2020 the Polarstern offloaded thousands of samples which are being shipped around the world for further analysis. Photo: Jessie Gardner.


Kan vi utvikle norsk sjømatindustri uten plast?

Skrevet av Roger B. Larsen

Svaret på overskriften er NEI. Forskingsgruppen HARVEST ved Norges fiskerihøgskole skal de neste årene likevel lede et senter for forskningsdrevet innovasjon på tema bio-nedbrytbar plast til bruk i fiskeriene.

Torsk fanget med bio-nedbrytbart fiskegarn (Foto: J. Vollstad, SINTEF Ocean AS)

Hvor hadde verden vært i dag uten «vidundermaterialet» plast? Bare se rundt deg der du står eller sitter – det er plast overalt. Mennesker som ennå ikke har nådd pensjonsalder kan vel knapt forestille seg hvordan verden klarte å leve uten dette brukervennlige materialet.

Den industrielle måten å bruke petrokjemikalier på for å fremstille plast og syntetfibre, gjør nedbrytingstiden i det marine miljøet svært lang. Miljødirektoratet anslår at en brusflaske av plast vil ha en levetid på flere hundre år om den havner på havets bunn. Den brytes gradvis ned til mindre bestanddeler, og endeproduktet mikroplast blir værende i det marine miljøet langt inn i evigheten.

Dagens situasjon

Vi har ingen ambisjon om å rydde opp i gamle synder. Etter snart 70 år med fangstredskaper som i stor grad er laget av plastbaserte materialer, vil de negative effektene dukke opp på rekke og rad i årene framover. Perspektivet er uhyggelig med tanke på generasjonene som skal arve jorda etter oss.

Garn med nyfanget og gammel, død fisk. Dette garnet anslås tapt for ca. 35 år siden og det har fisket mer eller mindre kontinuerlig siden (Foto: Roger B. Larsen)

Så mye som 8-12 millioner tonn plast havner i havene årlig. De fleste tapte fiskeredskaper og deler av slike er praktisk umulig å få tak i. Fiskeri- og havbruksnæringen er selvsagt ikke alene om tilføre havene plast, men strandryddinger og årlige opprenskinger langs fiskefeltene viser at en stor andel av dette søppelet dessverre stammer fra næringen.

Det usynlige søppelet som havner i vårt marine spiskammer fører til spøkelsesfiske av både fisk og skalldyr. Spøkelsesfiske er et stort problem for forvaltning av ressursene, fordi slik skjult beskatning egentlig betyr tap for fiskeriene. Det økonomiske tapet kan være betydelig. Det er på høy tid vi prøver å få kontroll. Og det må sterkere lut enn strandrydding til om vi skal kunne gjøre en forskjell.

Noen i næringen vil hevde at vi har blitt flinke til å rydde opp etter oss og at tap av redskaper nesten ikke forekommer. Og skulle uhellet være ute, så kommer Fiskeridirektoratet og rydder opp på sine årlige ryddeaksjoner langs norske fiskefelt. Men faktum er heller at fiskeriene våre tilfører årlig store mengder plast i havet. Dette skjer i form av tråd, tauverk eller nett som kommer på avveie, og gjennom slitasje på plastbaserte redskaper. Miljødirektoratet regner med at mindre enn ti prosent av dette ender opp som strandsøppel. Resten flyter i havene eller havner på havbunnen. I tillegg forårsaker daglig bruk i alle deler av fiskerinæringen betydelige utslipp av mikroplast.

En del av strandsøppel fra Svalbard – minst 90% av dette kan relateres til fiskeri (Foto: Roger B. Larsen)

Kan vi øke verdiskapingen i sjømatsektoren uten bruk av plast?

I vår moderne fiskerinæring er det krav til effektivitet og inntjening. Det gjør at utstyr regelmessig må skiftes ut på grunn av slitasje. Generelt kan vi si at levetiden til ulike fiskeredskaper varierer med brukstid og hvor hardt de anvendes. I praksis snakker vi om levetid som varierer fra opptil flere år og ned til bare én enkelt sesong. Hvorfor må redskapene lages av «evigvarende» plast når levetiden er så begrenset?

Fiskerier over hele verden står overfor en enorm utfordring med å finne løsninger som kan forhindre enda mer skade på naturens mangfold og potensielle utbytte i form av mat. Norge er i en særstilling ved at vi er en sjømatnasjon. Vi har også ambisjoner om å være verdensledende på det meste.

Kongekrabbe viklet inn i restene av et fiskegarn av nylon (Foto: Roger B. Larsen)

Den norske fiskerinæringen står for produksjon av 3-4 millioner tonn sjømat hvert eneste år. Eksportverdien alene nærmer seg 110 milliarder kroner. Det tilsvarer en verdiskaping på flere millioner kroner for hver direkte ansatt i sjømatindustrien. I tillegg kommer alle ringvirkningene av aktivitet i både privat og offentlig sektor. Om vi steller oss fornuftig og utvikler fiskerinæringen på en bærekraftig måte kan vi mangedoble verdiskapingen i denne delen av norsk næringsliv. Men kan vi nå de skyhøye ambisjonene uten plast og samtidig bruke moderne redskaper?

Vår ambisjon er å «ta det onde ved roten». Vi vil finne løsninger som gjør at våre framtidige fiskerier i størst mulig grad bruker «smarte» materialer som forsvinner over en viss tid.

SFI Biodegradable plastics for marine applications

Tildelingen av et Senter for forskningsdrevet innovasjon (SFI) for å utvikle bio-nedbrytbare plastmaterialer er store greier for en bitteliten forskningsgruppe. Vi er stolte over den tilliten som styret i Norges forskningsråd har vist oss. Målet er at forskningsmiljøer i samarbeid med fiskeri- og akvakulturnæringen skal finne frem til løsninger som eliminerer eller reduserer problemene dagens former for syntetisk plast skaper. Ambisjonen er å sette Norge i en ledende posisjon for å styre overgangen til bruk av bio-nedbrytbare materialer i fiskeri- og akvakulturnæringen.

Bak senteret står 14 industripartnere fra fiskeri, havbruk og utstyrsleverandører, samt fem nasjonale forskningsinstitusjoner (UiT – Norges arktiske universitet, SINTEF Ocean, Norner forskning, SINTEF Industri og Norsus) og fire internasjonale forskningsinstitusjoner. I tillegg deltar offentlige etater og organisasjoner som Fiskeridirektoratet, Miljødirektoratet, Norges Fiskarlag, Norges Råfisklag, Senter for Hav og Arktis og SALT.

SFI Biodegradable plastics er satt sammen av seks tema. Vi skal utvikle nye plasttyper, teste styrke, holdbarhet og nedbrytingstid, utføre forsøk på ulike fiskefartøy og oppdrettsanlegg, gjøre analyser av motivasjonen for å kunne ta i bruk nye materialer i fiskerinæringen, og analysere og teste gjenvinnbarheten av materialer fiskerinæringen bruker.

Arbeidet med å utvikle nye, smarte bio-nedbrytbare plasttyper hvor man kan kontrollere nedbrytningsgrad og -hastighet i et marint miljø, vil være med på å gi oss et løft innen forskning og industriell utvikling. Prosjektet skal utdanne mange PhD-, postdoktor- og mastergradsstudenter i løpet av de neste åtte årene. Vi er ikke i tvil om at senteret vil være bidra til å løfte kompetansenivået og konkurransefortrinn betydelig på dette området – i produksjonsbedrifter og på leverandørsiden. For fiskerinæringen vil introduksjon og bruk av de nye materialene utvilsomt gi næringen enda et løft i miljøprofilen.

Ordinær og bio-nedbrytbar plast i fiskerinæringen

Ordinære syntetiserte fibre er basis for tråd, nett og tauverk som brukes i fiskeriene. Disse lages av langkjedete karbon-molekyler, der råvaren kommer fra olje. Den kjemiske sammensetningen i ulike materialer som nylon, terylene og ulstron, og måten de produseres på, bestemmer styrke og holdbarhet. Hvis hele redskaper eller deler av dem tapes i naturen, så vil alle de vanlige materialene brytes langsomt ned. Sluttproduktet er mikroplast som blir værende i miljøet i uoverskuelig framtid. Tråd, nett og tauverk slites også under vanlig bruk. Det avgis dermed årlig tonnevis av mikroplast fra alle segmenter i fiskerinæringa. Dette vil vi gjøre noe med.

Vi vil i årene som kommer være i stand til å lage «smarte» materialer. Ved å tilsette forskjellige komponenter kan vi modulere nedbrytningshastighet. Ulike mikroorganismer, bakterier, alger og enzymer vil da kunne bryte materialene ned over tid. Sluttproduktene blir ufarlige produkter som vann og CO2. Det nye senteret må finne balansen mellom brukervennlighet, effektivitet og nedbrytingstid for å konkurrere med dagens produkter som anvendes i fiskeriene.


Searching the Arctic ocean for novel antimicrobials – our first research cruise experience

Written by Andrea Iselin Elvheim and Ataur Rahman.

Sea ice.

In august we attended a research cruise on the research vessel “Kronprins Haakon”, the Biodiscovery Cruise 2020. We were three scientists from our group: The Marine Bioprospecting Group, together with 14 other scientists mainly from UiT. The aim of our group was collecting marine invertebrates, marine sediments, and marine bacteria for discovering bioactive compounds. The discovery of novel bioactive compounds is important in combating the increasing amount of antimicrobial resistance in bacteria and finding new medicines. New compounds can also be useful in research and other industries.

The participants from the Marine Bioprospecting Group: Ataur Rahman, Klara Stensvåg and Andrea Iselin Elvheim, on Bear Island.

We started in Longyearbyen 4th of August and travelled north towards the ice edge. Our first sample was from the northernmost part of the cruise. Then, we sampled while moving south along the Atlantic Ridge. A major highlight was sampling from the Molloy Hole, the deepest part of the Arctic Ocean, with approximately 5550 m below the surface. With the help of the experienced crew, we finally succeeded in collecting sediments after three unsuccessful tries. We also sampled around and on Bear Island, before we travelled back home to Tromsø on 22nd of August.”

The stations where we collected samples.

In the northernmost parts of our journey, we got to experience large amounts of drift ice, a truly fascinating sight. After a week of nice weather and almost completely calm waters, we encountered the rough, undulating sea and experienced seasickness for the first time. That cost us one day of working! We went ashore on Bear Island, on a beautiful beach below a bird cliff with unfathomable amounts of birds. There were several species of birds including fulmars, seagulls and puffins. After the final sampling near Bjørnøya, we had the chance to catch some fish. We enjoyed sorting the fish, learning how to cut filets, and got to taste some fresh shrimps on board.

Puffins on Bear Island. Foto: Aleksander Eeg.

Life on board followed specific routines. It revolved around meals and collecting samples, in that order. We were sampling continuously through the day and night, and therefore had to work in shifts. Between the meals, our shifts, and when waiting for samples we had some spare time. This was mainly spent socialising, sleeping, reading, watching movies, exercising, knitting, or watching whales and birds. Parts of the journey, a young falcon accompanied us, after he lost his course and got stranded on the ship. He soon won everyone’s hearts and became the mascot of the cruise.

The falcon visiting RV Kronprins Haakon during the cruise. Foto: Aleksander Eeg.

For our group the sampling mainly consisted of isolating bacteria from marine invertebrates and marine sediment. We collected marine invertebrates, such as sponges, sea stars, sea anemones, and bryozoans from the bottom of the sea using a beam trawl, a small trawl that moves along the bottom. First, we rinsed the contents of the beam trawl were of sediments. Then, we sorted the animals. We crushed interesting invertebrates with sterile salt water, and plated this on agar plates. To collect sediments we used a box corer, a box with a lid for the bottom that closes after the box has been pressed into the sediments. The sediments are trapped in the box exactly as they were on the seabed. After collecting sediments we mixed it with sterile salt water and plated it on agar plates. In addition to growing bacteria, we also froze down big quantities of animals for chemical extraction of compounds.

The marine invertebrates we collected from the Molloy Hole.

Taking sediment sample from the box corer.

Now that we are back in Tromsø, we will continue with isolation, identification and characterization of interesting marine bacteria that could be a potential source of bioactive compounds. We are excited about getting some new equipment that will help with identifying bacteria, and we are optimistic that we will get some good results. For the two of us, this was our first research cruise. We had many new and amazing experiences, got to know some new people, and hopefully we will get some interesting results, helping us towards finishing our PhDs.

Bacteria from one of the marine invertebrates.


Et liv i isolasjon

Skrevet av Professor Jørgen Berge.

De fleste av oss har de siste månedene opplevd at livet har endret seg, for noen med isolasjon og karantene, som kan føles traumatisk. Da kan det være en trøst å vite at andre har det like vanskelig, kanskje til og med verre …

En gule flyteenhet med begroing der organismer har levd i isolasjon, sannsynligvis hele sitt liv. Jørgen Berge i bakgrunnen. Foto: Malin Daase.

Som en del av et forskningsprosjekt rettet mot døgnmigrasjon og biologiske klokker hos den lille raudåta (en hoppekreps med det latinske navnet Calanus finmarchicus), har en gruppe forskere fra UiT jobbet i Ramfjorden utenfor Tromsø siden tidlig i 2019. Ved hjelp av jevnlige og regelmessige innsamlinger av levende dyr har vi kunnet ta disse tilbake til laboratoriet på universitetet og gjort målinger i et kontrollert miljø for å karakterisere deres døgnrytme. Men for å kunne relatere denne til vandringer i fjorden og ikke minst til de miljøvariablene (lys, temperatur, saltholdighet m.m.) som er med på å styre døgnrytmen til disse dyrene i naturen, har vi også hatt et havobservatorium stående ute i fjorden. Det har stått forankret på 125 meters dyp, med en vaier opp til en flyteenhet cirka 15 meter under havoverflaten. Langs vaieren hadde vi plassert ut en rekke sensorer og instrumenter som har gjort kontinuerlige målinger fra vi satte ut observatoriet i mars 2019 og frem til det ble hentet opp i juni i år.

Da vi nylig var ute med forskningsskipet «Helmer Hanssen» for å hente inn observatoriet, gikk mine tanker i retning av covid-19 og den situasjonen vi alle har befunnet oss i den siste tida. For midt ute i fjorden, på cirka 15 meters dyp, levde det to små sjøstjerner sammen med mange andre fastsittende organismer. Nå er ikke det at det gror på installasjoner under vann noe spesielt – alle båteiere fører en årlig kamp mot organismer som fester seg og vokser på undersiden av båten over tid. Også på havobservatorier kan sensorene ofte bli dekket av alger, rur, anemoner, sekkedyr og andre organismer. Men synet av de to små sjøstjernene fikk meg til å tenke på covid-19 og på en gammel biologisk «lov» som også kalles for Thorson’s rule. Disse to sjøstjernene har med all sannsynlighet kommet dit som larver og har deretter levd hele sitt liv i fullstendig isolasjon. De aller fleste sjøstjernene har frittlevende larver som lever de første ukene av sitt liv i vannmassene, før de som små voksne slår seg ned på havbunnen. Den havbunnen disse sjøstjernene fant var en gul metallkule midt i havet. Her fant de et hjem og mat og utviklet seg, fra de som larver slo seg ned en gang i fjor sommer.

Dette med frittlevende larver i polare strøk er noe som har opptatt biologer i svært lang tid, helt tilbake til den britiske oppdageren Sir James Clark Ross (1800-1862). Ross er i dag kjent for sine ekspedisjoner i både Arktis og Antarktis, og gjorde tidlige undersøkelser av dyrelivet på havbunnen både i dyphavet og i de polar strøk. Han registrerte mange likshetstrekk mellom organismene som lever her, og mente at det derfor på en eller annen måte måtte være en sammenheng mellom dyphavet og de polare hav. Dette ble senere fulgt opp av den danske biologen Gunnar Thorson som gjorde studier av reproduksjon hos bunnlevende organismer i forskjellige verdenshav. Thorson mente han kunne gjenkjenne et bestemt og universelt mønster: bunnlevende organismer i tropiske og tempererte strøk produserer mange små frittlevende egg/larver, mens bunnlevende organismer på høyere breddegrader og i dyphavet oftest produserer få, store avkom uten et frittlevende stadium. Dette refereres i litteraturen til Thorson’s rule, og ble av enkelte så sent som på 1980-tallet ansett som en av de eneste universelt korrekte «reglene» vedrørende utvikling og økologi hos marine virvelløse dyr. Etter hvert som vi har fått bedre innsikt i og kunnskap om faunaen i Arktis, Antarktis og i dyphavet, viser det seg at en slik generell regel ikke stemmer, og Thorson’s rule er i dag et mer eller mindre lukket kapitel. De to sjøstjernene på den gule metallkula midt i havet er et godt bilde på dette. Som de aller fleste bunnlevende organismer i tropiske og tempererte strøk, er frittlevende egg og larver en viktig og svært utbredt strategi for reproduksjon og spredning, også på høyere breddegrader. Funn av blåskjell på Svalbard er et annet godt eksempel på det samme; det er i dag godt dokumentert at blåskjell har vært vanlig på Svalbard i varme perioder de siste 10 000 årene og så sent som i vikingtiden for 1000 år siden. I morderne tid, og som en direkte følge av en generell oppvarming i Arktis, har blåskjell igjen etablert seg på Svalbard. Spredningsmekanismen for denne reetableringen antas å være nettopp frittlevende larver som transporteres med havstrømmer nordover fra kysten av Nord-Norge.

En av de to sjøstjernene som har levd sitt liv på den lille gule planeten. Foto: Malin Daase.

Som midt i et stort kosmos, uten kontakt med andre artsfrender, og som et resultat av at sjøstjerner også i Arktis har frittlevende larver, har de to sjøstjernene levd sitt liv i isolasjon på sin gule, lille, runde planet av stål. Kanskje var det flere enn disse to som opprinnelig slo seg ned her. Kanskje var det noen uheldige, eller kanskje eventyrlystne, individer som kom for langt ut mot kanten og falt ned fra den lille kloden. De to som levde der da vi hentet opp observatoriet har derimot med all sannsynlighet levd der hele sitt liv. Vi får håpe de var gode venner.

Dette innlegget ble først publisert som en kronikk i Nordlys 16.juni 2020.