Image
to svalbardrein

To reinsdyr på Svalbard. Foto: Stefaniya Kamenova/Universitetet i Oslo

I reinsdyrets tarm bor det bakterier som regulerer varmen

Reinsdyr er en art som er tilpasset et liv i kulden – så hvordan får de det når klimaet blir varmere?

Nordområdene er spesielt utsatt for klimaendringer. Reinsdyret er en av de ikoniske artene som lever langt nord og de er en sentral del av arktisk natur og kultur. Derfor er det viktig å vite hvordan de tilpasser seg et varmere klima. 

– Vi ville forstå bestandsdynamikken til Svalbardreinen sett i sammenheng med ulike effekter av sommer, vinter, og parasitter. Det er effekten av klimaendringen som ligger i bunnen, forklarer Leif Egil Loe ved Norges Miljø- og Biovitenskapelige Universitet (NMBU).

For 28 år siden begynte prosjektet med å følge noen av reinsdyrene gjennom et helt livsløp.  

Forskerne valgte ut noen individer som de har fulgt med på. En gang i året fanger de dem inn og tar prøver. I tillegg har de fått montert måleutstyr som logger kroppstemperatur og hjerterytme like under huden på dyret. Det har gjort at forskerne har oppdaget noe rart: Noen av reinsdyrene var kaldere enn de andre. 

Forskere på feltarbeid på Svalbard. Foto: Stefaniya Kamenova/Universitetet i Oslo

Ingen vet hva slags bakterier som bor i reinsdyrtarmen

– Vi har hatt kroppstemperaturmålere under huden på ganske mange rein. Noen av dem senker kroppstemperaturen noe i hvileperioder, og andre gjør det ikke. Vi undersøker mekanismene rundt dette, siden vi tror det er viktig for reinens evne til å spare på energien. To av mekanismene vi ser på er diett og mikrobiomsammensettingen, forklarer Loe.

Derfor var det naturlig å se nærmere på hvem som bor i reinsdyrenes tarmsystem. Pål Trosvik ved Universitetet i Oslo, og kollega Eric de Muinck, fikk oppdraget med å sjekke bakteriene.

– Fra laboratorieundersøkelser vet vi at mye av kroppsvarmen hos pattedyr produseres av bakterier i tarmen, forklarer Trosvik.

– Vi vet ikke så mye om hva slags bakterier og organismer som finnes i reinsdyrtarmen.

Reinsdyrene på Svalbard har kortere lemmer og mer kompakte kropper, noe som gjør dem mer kuldetilpasset. Foto: Erik Ropstad/NMBU

Inne i reinsdyrene er det et eget økosystem

Reinsdyr er drøvtyggere. De har fire mager som en slags form for fermenteringskammer. Her inne brytes maten ned og blir til energi og næringsstoffer som reinsdyrene kan nyttiggjøre seg. De er tilpasset et ganske hardt klima med lange, kalde vintre og mye snø. De har spesialisert seg på å leve under slike forhold. Trosvik forteller at det de kan finne i tarmen sannsynligvis også er svært spesialisert. 

– Hovedkammeret for energiutvinningen er en mage som heter rumen. Det meste av forskningen handler om denne, forklarer Trosvik. I rumen finner vi bakterier som har gener for å bryte ned kompliserte karbohydrater. Bakteriene her har evne til å bryte ned cellulose og stoffer som dyret ikke kan bryte ned selv, forklarer han. 

Han forteller at det de har funnet så langt viser at rumen hos reinsdyr er ganske likt de andre tre magene. 

– Da vi så på tynntarmen og tykktarmen var det to fullstendig annerledes økosystemer, sier Trosvik. 

Reindalen på Svalbard der mye av forskningen er gjort. Foto: Erik Ropstad/NMBU

Fakta

Reinsprosjektet i Reindalen på Svalbard

Prosjektet ble startet for 28 år siden. Disse institusjonene har bidratt til reinforskningsprosjektet: 

Universitetet i Oslo

Norges Miljø- og Biovitenskapelige Universitetet

Norsk institutt for naturforskning

Universitetet i Tromsø – Norges Arktiske Universitetet 

Norsk Polarinstitutt

Universitetssenteret på Svalbard (UNIS)

Hutton Institute – i tillegg til flere bidrag fra internasjonale partnere.

Ifølge ham er diversiteten av mikroorganismer større i tykktarmen enn i rumen. Til sammen fant de mange tusen arter, flesteparten ikke beskrevet tidligere. 

– Det var helt enormt hvor mye forskjellig det var, og veldig mye nytt som vi aldri har sett før, sier han. 

Forskerne har analysert mer enn en million DNA-sekvenser fra hvert av dyrene de har undersøkt. De har tatt prøver fra de ulike magene, tynntarm, tykktarm,  og fra avføringen. 

Kunne forutsi hvor bakteriene kom fra

I tillegg til å se at det var svært store forskjeller på mikrobesammensetningen avhengig av hvor i dyret de undersøkte, så forskerne også noe annet som overrasket dem. 

– Mikrobesamfunnene i magen til en rein fra Finnmark likner mer på det vi fant i magen til en rein fra Svalbard enn på mikrobesamfunnet fra sin egen tynn –eller tykktarm, sier Trosvik. Det tyder på at bakteriene har svært spesifikke oppgaver og at de er veldig spesialiserte. I tre av dyrene fra Svalbard undersøkte forskerne innholdet av gener som er viktige i nedbryting av kompliserte karbohydrater. Da fant de at mikrobene i rumenmagen hadde en langt høyere andel av slike gener enn i tynn –og tykktarmen.

Han og andre forskere har laget en modell som kan forutsi hvor på reinsdyret en ukjent bakterieprøve kommer fra, uavhengig av om dyret er fra Svalbard eller Finnmark. Han forklarer at dette er interessant fordi vi ikke kan så mye om økosystemet i tarmene til reinsdyr, men at dette utvilsomt har mye å si for dyrene. 

Prøvetaking i solnedgang. Foto: Erik Ropstad/NMBU

Overraskende små forskjeller mellom underartene

– Finnmark og Svalbard har to ulike underarter av reinsdyr. De har vært isolert fra hverandre i 6000 år, men den mikrobielle sammensettingen i de ulike delene av fordøyelsessystemet er så konservert at den overstyrer den  generelle evolusjonære tilpasningen til ulike miljøer, forklarer Trosvik. 

Dette overrasket ham, for han forventet at det burde være større forskjeller, blant annet fordi de to underartene har ulikt kosthold og har ulike tilpasninger til miljøene de lever i. Trosvik forteller at Svalbardreinen for eksempel ikke spiser noe særlig lav. Lav er en av hovedingrediensene i dietten til reinsdyrene som lever i Finnmark. 

– Vi har foreløpige data som antyder at det kan være en sammenheng mellom mikrobiomet i tarmen og kroppstemperatur, forteller Trosvik. Vi kan likevel ikke konkludere, for vi må også undersøke parasittbyrden, fettsyremetabolismen, livshistorien og hva de spiser for å vite mer om disse sammenhengene. 

Forskerne som skal hente inn prøver må være kledd for hardt vær. Foto: Erik Ropstad/NMBU

Cowboystemning på Svalbard

Det å ta prøver av ville reinsdyr er lettere sagt enn gjort. Trosvik priser seg lykkelig over at hans jobb er på laboratoriet, mens Loe forteller om hvordan prøvetakingen foregår. Fra prosjektet med å følge reinsdyrene begynte har de funnet ut hva som fungerer best for å få tak i reinsdyrene.

– Vi kjører to snøscootere ved siden av hverandre. Mellom dem spenner vi et stort nett, og så skiller vi den reinen vi skal hente fra flokken og fanger den inn, forklarer professor Leif Egil Loe ved NMBU. Det har ingen langtidskonsekvenser for reinen, sier han. 

Og legger til: 

– Det er en viss grad av cowboyfaktor i det.  

Slik ser det ut når reinsdyrene skal hankes inn for prøvetaking. Foto: Erik Ropstad/NMBU