Hvem tisser i den globale pool?

En gigantisk database over undervandsudskillelser fra fisk, frøer og andre skabninger kan hjælpe forskere med at forstå virkningerne af fiskeri og klimaændringer.

Ian Wade Photography / Getty

Det var mere tidskrævende at samle mere end 10.000 linjer med data om affaldsprodukter fra vanddyr, fra søørreder til daminsekter til havets skaldyr, end økologen Michael Vanni forventede. Men det gad han ikke. Jeg elsker data om fisketisser, siger han.



Vanni, fra Miami University i Ohio, og hans medforfatter, Peter McIntyre, fra University of Wisconsin, Madison, havde kastet sig ud i projektet for deres egen forskning. Men de indså hurtigt, at det gigantiske datasæt, de sammensatte, også kunne være en ressource for andre forskere - alt det arbejde med animalsk affald behøvede ikke selv at gå til spilde.

Hvorfor nogen bekymrer sig om fisk tisse eller frø tisse eller snegle tisse i første omgang, har at gøre med genbrug. Næringsstoffer i et økosystem bruges igen og igen, mens de cykler gennem fødekæden. I en skov, når blade falder til jorden, nedbryder svampe og bakterier dem for eksempel og returnerer deres næringsstoffer til jorden, hvor planterne kan bruge dem igen. Især i vandmiljøer, siger Vanni, gør dyr meget ud af denne genbrug. Når fisk udskiller kvælstof og fosfor, kan alger tage molekylerne op igen.

For at forstå denne konto for et givet økosystem ville det hjælpe at være i stand til at se på ethvert dyr og forudsige, hvor meget genbrug det gør. Det var, hvad Vanni og McIntyre ville vide: Er der måder, hvorpå vi kan forudsige, hvor meget nitrogen og fosfor et dyr vil udskille? siger Vanni. Er der generelle regler for alt dyreliv?

Du ønsker ikke bogstaveligt talt at skræmme tissen ud af dem.

For at besvare spørgsmålet indsamlede de så mange data, som de kunne finde, om udskillelse fra dyr, der lever i vand, uanset om det er ferskvand eller hav - med andre ord alt, der tisser i den globale pool.

Vanni siger, at det er ret ligetil at indsamle disse data for et lille dyr. Du sætter dyret i en beholder med vand, venter et givet stykke tid, og måler derefter, hvad det efterlod. Så længe du ikke stresser dyret for meget i processen – du vil ikke bogstaveligt talt skræmme tissen ud af dem – får du en god idé om, hvad det udskiller.

(Et ord om afføring: Hos fisk, ligesom hos pattedyr, kommer nogle molekyler fra mad ind i blodbanen og frigives senere i urinen. Affaldsstoffer, der går hele vejen gennem tarmen uden nogensinde at blive absorberet, bliver til afføring. Forskellige dyr håndterer deres affald. strømmer forskelligt; fugle kombinerer for eksempel de to typer. Denne undersøgelse handler mere eller mindre om urin. Dyr, der lever i vand, frigiver det hele tiden. Det er sværere at studere afføring, siger Vanni, fordi - som hjemmet videnskabsmand kan have observeret - dyr frigiver det ikke så forudsigeligt.)

Vanni og McIntyre kontaktede forskere, der havde offentliggjort undersøgelser om udskillelse af vanddyr og bad om deres rådata. De endte med data fra omkring 100 kilder, i alt 10.534 observationer fra hele verden. Fisk udgjorde 36 procent af observationerne, og 7 procent kom fra padder og krybdyr. De resterende 57 procent kom fra hvirvelløse dyr som insekter, krebsdyr, bløddyr og orme. (De fleste vandlevende pattedyr er for store til let at studere på denne måde; intet i datasættet var meget større end et par pund.) Hver observation inkluderede et dyrs art, størrelse, habitat, vandtemperatur og position i fødekæden.

Med den information fandt forskerne ud af, at de kunne komme ret tæt på at forudsige et dyrs nitrogen- og fosforudskillelse, siger Vanni, uden egentlig at få det til at tisse i en spand.

Men det er langt fra det eneste spørgsmål, forskere måske kan svare på med alle disse udskillelsesdata. Har nært beslægtede dyr udviklet lignende udskillelseshastigheder? Tisser den samme art forskelligt i forskellige miljøer? At forstå, hvordan hvert væsen påvirker næringsstofferne i sit hjem, kan hjælpe forskerne med at forudsige virkningerne af fiskeri, som luger større dyr ud, eller klimaændringer, som forventes at formindske kropsstørrelser. Det kan også hjælpe forskere med at håndtere skadedyrsfisk, der genbruger for mange næringsstoffer i vandet, hvilket tilskynder til algeopblomstring.

Vi ønskede at lægge dataene ud, så folk kunne bruge dem, og vi håber, at andre vil skrive papirer om dette, siger Vanni, der bemærker, at det meste af hans forskning blev finansieret af NSF. Han og McIntyre udgav deres undersøgelse om at forudsige dyrs udskillelse december 2016 i Økologi. Det fulde datasæt er tilgængeligt som et separat papir i samme journal, med alle, der delte data, opført som medforfatter. Det er bestemt den vej, videnskaben går, siger Vanni: forskere bygger store datasæt og gør dem tilgængelige for andre.

Så meget indsats som han lagde i kvalitetskontrol for 10.000 point af tissedata, tilføjer han, det er ingenting sammenlignet med, hvad andre forskere genererer inden for områder som genomik. Det var bare virkelig forfriskende at se, hvor ivrige folk var efter at dele deres data, siger Vanni - at genbruge deres egne næringsstoffer, som det var, ind i det videnskabelige økosystem.