Ecological and molecular responses to climatic stress in terrestrial springtails and oligochaete worms

• Main Author: Waagner, Dorthe
• Format: Book
• Language: English
• Published: National Environmental Research Institute, Aarhus University 2011
• Subjects: Stige; Arktis*
• Online Access: https://pure.au.dk/portal/da/publications/ecological-and-molecular-responses-to-climatic-stress-in-terrestrial-springtails-and-oligochaete-worms(f303ca3c-89ca-45e6-b78c-7801b0c7ab4a).html

Springhaler (collemboler), regnorme og enchytræer (oligochaeter) udgør en stor andel af de jordlevende invertebrater og findes i både arktiske, tempererede og tropiske jorde. Jordbunden kan virke som en buffer på temperatur- og luftfugtigheds ændringer. Men på trods af denne buffereffekt, kan temperaturen i de øverste jordlag stige eller falde med mere end 15 °C i løbet af en dag. Desuden kan den relative luftfugtighed i jordporerne reduceres tilgængeligheden af frit vand begrænses for de jordlevende invertebrater ved langvarig tørke. For at undgå irreversible skader fra sådanne betingelser benytter vandpermeable invertebrater som collemboler og oligochaeter sig blandt andet af biokemiske og molekylære beskyttende mekanismer. Disse beskyttende funktioner kan forstyrres af andre stressende faktorer. Denne situation vil mange organismer oftest være udsat for i deres naturlige miljø. De stressende faktorer kan, foruden klimatiske ændringer være toksiske faktorer såsom tungmetaller og tensider, som kan ændre kulde, varme og tørketolerancen ved for eksempel at interagere med cellemembranen og derved forstyrre dens beskyttende og regulerende funktioner. Under mit phd-studie har jeg undersøgt økologiske og molekylære effekter af tørke og ekstreme temperaturer hos vandpermeable invertebrater. Effekter af klimatiske faktorer blev undersøgt separat og i kombination med toksiske faktorer i den tørketolerante Folsomia candida (Collembola) og den frysetolerante Dendrobaena octaedra (Oligochaeta). Udtryk af gener som var forventede at være involveret i de beskyttende mekanismer og strategier, der er afgørende for tørketolerancen i F. candida blev undersøgt i springhaler udsat for langvarig tørke og ekstreme temperaturer på kort og lang sigt. Genekspressionsstudier viste at skader og beskyttelsesmekanismer der er relaterede til tørke og rehydrering afhænger af tørkestress niveauet. Desuden er de molekylære ændringer efter kort- og langtids kuldepåvirkninger forskellige i F. candida, hvilket indikerer at de beskyttende mekanismer opnået ved henholdsvis kort- og langtids kuldeakklimering er forskellige. Høje temperaturer inducerede akut ændret respons fra det undersøgte stress protein imens ændringer i metaboliters koncentration først indtraf senere i F. candida. Virkningerne af høje temperaturer interagerede desuden med virkningerne af toksisk stress fra et tensid i D. octaedra. Dette var ikke tilfældet, når regnormen var udsat for frostgrader og kan skyldes at de mekanismer og strategier D. octaedra beskyttes af ved henholdsvis høje og lave temperaturer er forskellige.