Publicerat: 16.7.2026
Text: Heta Mattila
Redigering: Viestintätoimisto Jokiranta Oy
Bild: Heta Mattila

Syret vi andas och födan vi äter härrör sig nästan helt och hållet från fotosyntes, alltså assimilation.  Fotosyntesen som frigör syre är viktig för livet i dess nuvarande form, eftersom den syrerika atmosfären har möjliggjort utvecklingen av en effektiv cellandning. Cellandningen har i sin tur gjort det möjligt för människan och andra komplicerade och flercelliga organismer att utvecklas på jorden.

Ljuset – en källa till både energi och problem

I den första delen av fotosyntesen, dvs. ljusreaktionen, bryter fotosystem II med hjälp av solenergin ned vatten till protoner och elektroner och frigör samtidigt syremolekyler. Elektroner och protoner behövs för att omvandla solenergin till kemisk form, men syret är egentligen endast en biprodukt av reaktionen.

Syre är en mycket reaktiv molekyl: syret och dess olika föreningar reagerar gärna med många andra föreningar. Denna så kallade oxidativa skada producerar exempelvis icke-funktionella proteiner och leder okontrollerad till att organismen dör. När mängden syre i atmosfären för första gången ökade till följd av fotosystem II orsakade förändringen sannolikt en omfattande utrotningsvåg. För att klara sig i den nya syrehaltiga miljön och kunna utnyttja cellandningen måste organismerna utveckla många skyddsmetoder åt sig själva.

Fotosyntetiska organismer, såsom makroalger, kan vanligen inte fly undan ogynnsamma förhållanden. I starkt ljus förekommer oxiderande skador i särskilt stor omfattning, men eftersom ljuset är de fotosyntetiska organismernas energikälla kan det inte heller undvikas helt. Fotosyntetiska organismer har därför under evolutionens gång utvecklat många metoder för att undvika, minimera och korrigera ljusskador.

En sådan metod är att omvandla den överflödiga ljusenergin till en trygg form, alltså till värmestrålning. Denna skyddsmetod kan aktiveras på bara några sekunder, vilket är viktigt eftersom förhållandena ofta förändras snabbt i naturen. Om forskarna eliminerar denna skyddsmetod med till exempel kemiska eller genetiska metoder, visar det sig att dessa organismer i allmänhet är känsliga för starkt ljus och i synnerhet för plötsliga variationer i ljusmängden.

Mer forskning kring makroalger behövs

De skyddsmetoder som vetenskapliga modellorganismer, särskilt växter, använder sig av är relativt välkända till och med på molekylnivå, även om det allt emellanåt fortfarande görs nya viktiga fynd. När det gäller andra fotosyntetiska organismer, såsom olika alggrupper, är skyddsmetoder mer okända.

Marina miljöer kan ha synnerligen stor biologisk mångfald och de är mycket viktiga för människans välfärd och bekämpningen av klimatförändringarna. Korallreven är ett exempel på en sårbar marin miljö med stor biologisk mångfald.

De ”undervattensskogar” som makroalgerna bildar är ett mindre välkänt men på samma sätt marint ekosystem med stor biologisk mångfald. Många makroalgsarter, såsom blåstången som lever i Östersjön, utgör nyckelarter i sina livsmiljöer eftersom de förser många andra organismer med både föda och skydd. Forskning kring makroalger behövs för att vi bättre ska förstå hur klimatförändringarna påverkar marina ekosystem.

I mitt forskningsprojekt undersöker jag ljusskador och skyddet mot dessa skador i vissa Bryopsidales-makroalger. Dessa alger är intressanta för att de saknar många sådana metoder för att skydda mot ljus som har ansetts vara viktiga – inklusive förmågan att snabbt omvandla överflödig ljusenergi till värmestrålning. Man skulle alltså kunna tro att Bryopsidales-algerna lever i dunkla och stabila miljöer där ljusskador förekommer i mindre grad. Sanningen är ändå nästan den motsatta: De lever ofta i grunda vatten längs världshavens kuster där vågornas, molnens och tidvattnets rörelser regelbundet utsätter dem för stora förändringar i ljusmängden. Till råga på allt har vissa Bryopsidales-algarter lyckats sprida sig till nya miljöer så effektivt att de har blivit skadliga invasiva arter. I min forskning försöker jag klarlägga de tillsvidare okända metoder som Bryopsidales-algerna använder sig av för att överleva i starkt ljus. 

 

 

FD Heta Mattila har disputerat för doktorsexamen vid Institutionen för molekylär växtbiologi vid Åbo universitet. Avhandlingen fokuserade bland annat på de skador som ljuset orsakar fotosystem II. Efter sin disputation har hon varit postdoc-forskare i Portugal där hon har bekantat sig med makroalgernas fascinerande värld. Nu har Mattila återvänt till Åbo universitet där hon nyligen har börjat arbeta som akademiforskare.