Biologins mörka materia

I fysiken har forskarna hittat på mörk materia för att kunna förklara galaxers rotation. Det som kallas mörk materia måste finnas där ute, i någon form. Eftersom biologi handlar om liv så måste biologins mörka materia vara levande – det handlar om jordens okända organismer. Vi kan läsa deras genetiska alfabet men har ingen aning om vad de gör eller hur de fungerar.

De kan finnas nästan var som helst; i myllan i ditt trädgårdsland mellan morötter och dill, i havsvattnet under dig när du kryssar fram bland kobbar och skär under semestern eller under din fotsula på en fjällvandring. Ingen vet vad de är för något, bara att de finns där ute och att de lämnat spår efter sig. Forskare har läst av deras DNA-kod, men har ingen aning om hur organismerna som lever tack vare samma kod lever eller ser ut. De är biologins mörka materia.

En kraftigt byggd man med välansatt vitt skägg och brunbränd hy seglar ensam långt ute på Stilla Havet. Han heter Craig Venter och är den moderna biologins största excentriker, en verkligt udda fågel. Med hjälp av revolutionerande teknik men framför allt duktiga kollegor så kommer de prover som samlas in under världsomseglingen att skaka om biologins världsbild. Idag har genetiken kommit så långt att det inte finns några nya gener kvar att upptäcka bland stora djur på land. Men när resultaten från Craig Venters forskarteam publiceras visar det sig innehålla arvsmassa från mängder av okända organismer. Det var biologins nya arbetsmetoder som gjorde det möjligt.

Craig Venters forskargrupp analyserade sina prover använde de en ny teknik. Liksom en hagelbössa skjuter ut en svärm med hagel för att träffa målet tar den nya tekniken fram en mängd korta snuttar av DNA . Med kraftfulla datorer och matematiska modeller plockas sedan arvsmassan ihop ifrån det som är sönderskjutet i småbitar – allt DNA pusslas ihop av datorn. Det kallas ”shot-gun sequencing” och användes först på bakterier men har nu sopat mattan med konkurrenterna.

Högst en procent av den enorma variation av mikroskopiskt liv som finns i havet låter sig fångas upp av traditionella biologiska metoder. Det visste Craig Venter när han kastade loss och begav sig ut på havet med sina båtar Socerer I och II. I baggaget hade han ett fullt utrustat modernt laboratorium där duktiga medarbetare väntade på att plocka fram DNA-sekvenser ur de prover av havsvatten som Craig samlade in. Det började som ett pilotprojekt i Saragassohavet. Mellan 2004 och 2006 varade den fullskaliga expeditionen som till var en personlig hyllning till Charles Darwin och dennes världsomsegling med skeppet Beagle. Senare har Craig Venter gjort avstickare med båten Sorcerer II till bland annat Östersjön. Hela drivkraften bakom expeditionen har varit att undersöka den sista oupptäckta delen av planeten jorden – de över 99 procent av havets biologiska mångfald som hittills var outforskad.

Under våren 2011 publicerade Craig Venter, Jonathan Eisen med flera resultat av all provtagning, åratal av laboratoriearbete och databearbetning. Det är framför allt Jonathan Eisen som stått bakom analyserna av all den information som gömmer sig i all den arvsmassa från okända organismer som de nu hade plockat fram. Om expeditionen med segelbåten Socerer skulle återspegla Charles Darwins resa med Beagle så var det bara koordinaterna som då och då överensstämde. Där Darwin gjorde sina upptäckter på land gjorde Jonathan Eisen upptäckterna på datorn med prover från havet. Där Charles Darwin samlade in ledtrådar till evolutionsprocessen använde Jonathan Eisen vår kunskap om livets släktskap när han analyserade proven från havet. Ändå var resultaten från båda resorna revolutionerande.

Upptäckternas tid är inte förbi. Jonathan Eisen och de andra i forskarteamet kunde i den vetenskapliga tidskriften PLoS ONEvisa att de för det första hittat mängder av arvsmassa från helt okända organismer. För det andra kunde de visa att de här organismerna inte följer det klassiska mönster av liv som finns på jorden.

Här är en video med Jonathan Eisen från Vimeo. Han börjar prata om biologins mörka materia 16:34 in i videon:

Sedan en tid delas livet på jorden in i tre olika livsformer. En livsform är eukaryoter, organismer som är uppbyggda av celler med kärnor. Vi är eukaryoter, fåglar, växter amöbor och malariaparasiter är också eukaryoter. En annan livsform är bakterier. Du har runt två kilo bakterieceller inne i ditt mag-tarmsystem och ingen av dem har någon cellkärna. Den tredje livsformen är arkéer, ännu så länge livsformernas doldisar. De är kända för att finnas i varma källor och inne i berg, men de verkar kunna vara vanligare än vad vi tidigare trott.

Nu är bara frågan vad det är som Jonathan Eisen, Craig Venter och de andra hittat för något. Enligt de modeller som de använt för att analysera sina data så har de stött på helt nya livsformer, som inte alls passar in i den klassiska bild av livet som biologin har haft under senare delen av nittonhundratalet. Nu är det upp till andra forskare att försöka hitta de här organismerna och se hur de lever. Allt vi har ännu så länge är deras DNA-kod.

Här kanske du kan ta vid? De okända organismerna går inte att hållas levande på laboratorier. Du kanske är intresserad av att uppfinna nya metoder som gör det möjligt för oss att ta reda på hur de här organismerna lever? Eftersom många av dem finns i haven så är de antagligen mycket vanligare än vi tror och därför oersättliga. Det är fullt möjligt att de här organismerna påverkar hela jordens klimatsystem och luften vi andas. Vem är mogen att anta utmaningen?