Unika miljöprognoser från luftfilter

FOI har en speciell serie luftprover som sträcker sig 50 år bak i tiden. Genom DNA-analyser kan forskare nu se hur olika mikroorganismer varierat över tid i luft. På sikt ger det modeller som bland annat kan förutsäga när det finns risk för farliga mikroorganismer i luften.

Ända sedan år 1965 har luftprover från sex olika platser i Sverige samlats in. Varje vecka. Systemet ingår i den nationella beredskapen för radioaktivt nedfall.

– FOI, och dess föregångare, var tidigt ute med luftprover, men det enastående är inte själva insamlingen, utan att luftfiltren har sparats i ett arkiv. Jag har inte stött på någon liknande samling någon annanstans, säger Per Stenberg, försteforskare på avdelningen för CBRN-skydd och säkerhet i Umeå.

Tillsammans med Umeå universitet har FOI börjat göra DNA-analyser av innehållet i filtren. Det handlar om att både förstå våra komplexa ekosystem, hur och vad de påverkas av samt att göra förutsägelser. Det är alltså både fråga om biodiversitetsforskning (studier av biologisk mångfald) och svensk bio-beredskap (hur vi ska förbereda oss för utbrott av existerande och nya skadeorganismer).

– Miljön förändras av klimatförändringar och utnyttjande av naturresurser. Det finns en oro för hur det kommer att påverka ekosystemen och utbredningen av skadeorganismer. Här kan vi hjälpa till, säger Per Stenberg.

Resultat uppstår

Genom att kombinera informationen från filtren med klimatdata, som temperatur, nederbörd etc, markanvändning och ändringar i infrastrukturen skapas en enorm databank med information. När uppgifterna samkörs uppstår resultat.

– Det vi hoppas på, förutom att se hur olika faktorer påverkat ekosystemen, är att hitta mönster för när, hur och varför utbrott av skadliga bakterier, parasiter, virus och svampar, kan uppstå.

Om forskarna exempelvis kan se att beståndet av sporer från en svamp som orsakar rotröta ökar efter en viss typ av väder, eller någon annan omständighet – då är det lättare att förutsäga de bästa förhållandena för skogsavverkning. Det samma kan gälla andra skadliga organismer som påverkar jordbruket.

Tidsserierna öppnar alltså för många möjligheter, men det stannar inte där. Luftfiltren har samma höga kvalitet som dagens högeffektiva partikelfilter för luft, vilket bland annat betyder att DNA från virus – som normalt bryts ner över tid – finns kvar.

Hittat rester från älg

– Det man förväntar sig finna är växtdelar, som pollen, alger och sporer från svampar, men vi har hittat så mycket mer i vårt pilotprojekt. Det finns till exempel DNA-rester från såväl älg som jordbakterier och plattmaskar från djurs tarmsystem. Mycket följer med i de små vattendroppar som far runt i luften. Sammantaget representerar luftfilterproverna en stor del av den totala biodiversiteten.

Pilotprojektet är avslutat. Det innebar genomgång av två års luftprover från Kiruna och Ljungbyhed. Det finns resultat, men Per Stenberg säger att det krävs bättre data för att entydigt uttala sig om olika skadliga organismer. Nu fortsätter forskningsprojektet med att generera information från Kiruna med ny utrustning som kan producera mer och bättre data. Resultat väntas innan 2019.

– En stötesten är att hälften av det DNA vi hittar är okänt, eftersom det kommer från organismer som inte har DNA-analyserats ännu. Å andra sidan kan vi köra en ny matchning om några år då förhoppningsvis fler skadliga mikroorganismer har undersökts. Vi har för övrigt Jordbruksverkets uppdrag att göra sådana analyser.