Oppblomstringer av alger i innsjøer er noe som skjer fra tid til annen. En NMBU-forsker graver i fortida for å finne ut om klimaendringer og menneskelige aktiviteter påvirker forekomsten av alger i innsjøer.
Har du noen gang vandret langs en innsjø på en varm sommerdag, for så å oppdage at vannet er knallgrønt og full av alger? Hoppet uti vannet for en forfriskende dukkert, og kommet opp av vannet med ett slimende belegg på huden som så begynner å klø?
– Oppblomstringer av alger i innsjøer kan skape problemer og sykdom hos både mennesker og dyr, sier ph.d.-kandidat Camilla Hagman ved NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet.
Hennes forskning viser at miljøet i innsjøene medfører hyppigere algeoppblomstringer enn i tidligere tider.
Store hull
Men hvordan vet vi hva som er normalt, og hva som er ekstraordinære tilstander? En god forvaltning av innsjøene og rettede tiltak avhenger av kunnskap.
I innsjøenes historikk er det mange store hull som behøver å fylles, og det jobber Hagman med.
I doktorgraden nøster hun i innsjøenes fortid og særlig algenes rolle. Hun undersøker hvordan klimaendringer og menneskelig påvirkning rundt innsjøer påvirker forekomstene av en algeart.
– Mye av jobben er å finne metoder som forskere kan bruke til å jobbe seg bakover i innsjøenes historikk, sier hun.
Naturlig del av økosystemet
Alger er ulike encellede og flercellede organismer som lever i fuktige miljøer. De kan være svært ulike av både størrelse, utseende og levesett, men felles for dem alle sammen er at de har fotosyntese – de kan bruke sollys til å skaffe seg energi.
– De fleste alger er encellede og dermed svært små. De behøver du mikroskop for å se, sier Hagman.
Alger er en naturlig bestanddel av alle innsjøer, og i normalperioder merker du som turgåer eller badegjest neppe at de er der en gang.
Selv om du ikke ser dem, så er de kjempeviktige for innsjøenes økosystem.
– De er nederst på næringskjedene og er dermed mat for andre organismer. I tillegg produserer de oksygen.
Noen ganger blir imidlertid algenes leveforhold eksepsjonelt bra, og da blir det så mange av dem at du lett kan se dem med det blotte øyet. Et typisk syn i slike sammenhenger er knallgrønne belter i innsjøene på varme sommerdager.
Kan gjøre deg syk
Forskernes interesse for mikroalger og spesielt algeoppblomstringer har økt de siste tiårene.
Dette skyldes blant annet at algeoppblomstringer kan ha til dels store konsekvenser for omgivelsene. Enkelte typer alger irriterer huden, eller gir vannet rar farge og smak. Andre er giftige og kan medføre sykdom hos både dyr og mennesker.
Økende mengder og steder
Hagman forsker på en algeart som heter Gonyostomum semen. Den lever i ferskvann, og trives ekstra godt i brune sjøer. Denne algen er av typen som kan gi oss mennesker irritasjoner i huden.
– Gonyostomum produserer slim og det medfører særlig problemer når den opptrer i store mengder, forklarer hun.
Når det er mye av algen kan slimet også tette filtere, og algen kan dermed påvirke for eksempel drikkevannsinntak.
– Gonyostomum dukket opp i store mengder i skandinaviske innsjøer på slutten av 1940-tallet i Sverige, og 1970-tallet i Norge og Finland.
Siden da har den bare økt, og den blir oppdaget i stadig flere innsjøer. Samtidig forskerne klør seg i hodet. Hvorfor skjer oppblomstringene? Er algen ny i norske innsjøer, eller har den vært her lenge og medfører nåtidens miljøforhold at den har blitt mer synlig?
– Dette vet vi ikke, sier hun.
Manglende informasjon
Hovedutfordringen med å finne mekanismene bak skyldes delvis mangelen på langsiktige data. I Norge startet overvåkingen av algeforekomster på 1970-tallet.
– Før dette har vi lite eller ingen informasjon om hva som foregikk i norske innsjøer, sier hun.
– Femti år er i denne sammenheng en svært kort tidshorisont. Egentlig kan vi ikke si noe om Gonyostomum er en ny alge for våre områder, eller om antallet bare svinger voldsomt. Kanskje er dette helt normalt?
Mot normalt?
Svingninger i bestander er ikke uvanlig i naturen, ett kjent eksempel på dette er smågnagere og ryper, hvis antall kan variere voldsomt mellom år. Kanskje fungerer denne algearten på samme vis?
– Dersom oppblomstringen er helt naturlig, bør vi la naturens prosesser være i fred. Men dersom det skyldes for eksempel påvirkning av menneskelige aktiviteter, kan det være en annen sak.
– Uten kunnskap om mekanismene bak, er det vanskelig å vite om vi burde foreta oss noe, sier hun.
Boret i bunnen av innsjøen
Hagman har gravd i historikken til Lundebyvannet nær Mysen i Indre Østfold. Bokstavelig talt: Hun har boret i innsjøens bunn og hentet ut prøver fra den (se figur til venstre).
– Disse søylene er som en tidskapsel, forklarer hun.
Når alger, dyr og planter dør og brytes ned, så faller de ned på sjøbunnen. Sammen med alt av næringsstoffer, forurensning og andre partikler fra innsjøen og området rundt blir de til en del av den. Etter hvert kommer det lag på lag med materiale.
Dette naturens eget historiske arkiv: jo lenger ned i søylen du kommer, desto lenger tilbake i tid levde algene.
Hvilken farge?
Prøvene fra innsjøbunnen har hun analysert i laboratoriet. Der har hun separert ut og identifisert fargestoffene – pigmentene -i dem.
Hagman fant ett pigment som kan brukes som indikator på Gonyostomum. En utfordring er at enkelte av pigmentene finnes i mange typer alger. Det er derfor viktig å identifisere akkurat hvilket pigment som kan brukes til å gjenkjenne hvilken alge.
I situasjonen med Gonyostomum viste det seg at fargstoffet med det klingende navnet heteroxanthin kan brukes. Det brytes ikke ned i sedimentene, og finnes hovedsakelig i denne algearten i denne innsjøen.
– Det kan nemlig hende at i andre innsjøer er det masse av andre alger som også inneholder heteroxanthin, selv om sjansen er veldig liten.
Hagman fant mindre og mindre mengder av pigmentet jo lenger ned i kjernen hun kom. – Dette skyldes at det var færre alger før enn nå.
De store algeoppblomstringene av denne arten er altså et relativt moderne fenomen. Hagman kan dermed konkludere med at fargestoffet brukes til å spore Gonyostomum langt tilbake i tid.
Fra laboratoriet til biblioteket
For å undersøke hvorfor denne algen plutselig har økt slik i omfang de siste årene, har Camilla derfor utvidet søket til også å omfatte flere andre innsjøer, bl.a. Skjeklesjøen i Rakkestad kommune, Viken.
Mens hun i Lundebyvann har gravd i innsjøens bunn, har hun for Skjeklesjøen både gravd i bunnen, og gravd i historiske arkiver.
Hun har saumfart lokalhistoriske kilder for å finne informasjon om hvordan miljøforholdene rundt innsjøen var i tidligere tider.
– Den ene dagen tar jeg vannprøver fra innsjøer. Den neste står jeg på laboratoriet og analyserer dem, og på den tredje graver jeg etter gamle kart i den historiske boksamlingen ved Rakkestad lokalsamling.
For de lokalkjente, så går bygget under navnet «Underhuset» på folkemunne.
– Doktorgraden min er en artig kombinasjon av realfag og historie, sier hun.
– Jeg har bladd meg gjennom mange bind av «Rakkestads historie», og mange utgaver av Jordbrukstellingene fra SSB fra tidlig 1900-tall.
Tidligere jord- og skogbruk
I tillegg til skriftlige kilder har hun også snakket med lokale bønder, jakt- og fiskelag og pensjonistene tilknyttet den historiske boksamlingen ved Rakkestads bibliotek.
I disse samtalene har hun fått viktig kunnskap om tidligere jord- og skogbruk i området. Dette er aktiviteter som kan ha påvirket innsjøens miljøforhold.
– Typiske eksempler på informasjon som har dukket opp er mangel på kloakkanlegg på eiendommene, eller utslipp fra jord- og skogbruk og oppdemming av bekker og dammer.
Hva er det som påvirker?
Nå skal hun sette sammen kunnskapen. Neste steg i prosjektet er å kombinere metoden med fargestoffet heteroxanthin med kunnskap om lokale forhold bakover i tid.
– Jeg skal nå undersøke om disse endringene rundt innsjøene har en sammenheng med økningen i antallet alger, sier hun.
Det er mange faktorer som spiller inn, fra de helt, små lokale tiltakene, til store, verdensomspennende endringer.
– Det blir spennende å nøste i hva som faktisk har avgjørende betydning, sier hun.
– Er det de helt lokale tingene vi gjør, klimaendringer, eller kanskje samspillet mellom dem?
Referanse:
Hagman et al. 2020. Heteroxanthin as a pigment biomarker for Gonyostomum semen (Raphidophyceae).
DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0226650