Detalje fra kunstværket Levende jord af Amalie Smith på Viborg Gymnasium 2025. Foto David Stjernholm.
Del 2 – At gøre det usynlige synligt
Hvordan undersøger man jordens mikrobiologiske sammensætning og diversitet?
Af Karen Lundager Jensen (Biotech Academy), Lars Jelsbak (molekylær mikrobiolog), Lone Gram (mikrobiolog)
Studier af mikroorganismer fra næsten alle økologiske nicher (jord, vand, tarmsystemer) er udfordrende, fordi mange mikroorganismer ikke vokser under de forhold, vi tilbyder dem i laboratoriet. Typisk har man her forsøgt at dyrke bakterier på meget næringsrige substrater med proteiner, aminosyrer og simple kulhydrater (carbohydrater), men man har ikke brugt de næringskilder, der naturligt forekommer i fx jord. Samtidig lever mange mikroorganismer i fællesskaber, hvor én gruppe bakterier producerer stoffer, en anden gruppe er afhængig af, men ved dyrkning i laboratoriet forsøger man næsten altid at få isoleret mikroorganismerne som såkaldte ren-kulturer.
Nye muligheder i genanalyse
De seneste års meget hurtige udvikling i metoder til at sekventere genetisk materiale har revolutioneret alle områder af mikrobiologien. Når vi sekventerer, bestemmer vi rækkefølgen af nukleotider (A, T, C og G) i genetisk materiale såsom DNA eller RNA (hvor T er erstattet med U). Analyser af disse DNA- og RNA-sekvenser gør det muligt at beskrive mikrobiologiske samfund direkte fra miljøprøver uden behov for dyrkning i laboratoriet. Ved at ekstrahere DNA eller RNA kan man kortlægge, hvilke mikroorganismer der er til stede, samt hvilke gener og dermed metaboliske processer der er aktive. Dette kan også kombineres med analyser af alle de proteiner og metabolitter, der er i prøven.
Basis for de sekvens-baserede analyser er, at man oprenser DNA eller RNA fra prøven. Det er vigtigt, at DNA og RNA er så intakt som muligt og ikke er revet i stykker under oprensningen. Der findes i dag en lang række kommercielle “kits” til disse oprensninger, men ofte må man prøve sig frem, fordi den præcise sammensætning af miljøprøven (fx indhold af lerpartikler, sand, pH-værdi, organisk materiale) påvirker oprensningen. Når DNA eller RNA er renset op, skal det sekventeres. Der har over de sidste 20 år været flere markante udviklinger i selve sekventerings-teknologien, og i dag (2025) er såkaldt nanopore-sekventering meget brugt.
DNA-sekventering
Ved analyse af mikrobiomer fra fx jord bruger man forskellige tilgange til at undersøge det oprensede genmateriale. Metataxonomisk analyse af DNA-sekvenser analyserer specifikke gen-sekvenser i en prøve og kan taksonomisk kortlægge, hvilke organismer der er til stede. Metagenomisk analyse benytter alle DNA-sekvenser og kan kortlægge både hvilke mikroorganismer der er til stede, samt hvilke funktioner de har genetisk potentiale til at udføre. DNA-sekventering kan give indsigt i sammensætningen af mikrobielle samfund og er brugt i utallige sammenhænge, herunder projektet Microflora Danica ved Aalborg Universitet, som du kan læse om senere i denne del.
RNA-sekventering
Mens DNA-sekventering kan vise, hvilke bakterier der findes, viser mRNA-sekventering, hvilke gener bakterierne anvender i en given situation, hvilket gør det muligt at studere, hvilke processer der er aktive. Her anvendes metatranskriptomisk analyse af RNA-sekvenser for at undersøge, hvilke gener der er aktive i en given situation. Analysen af RNA-sekvenser (transkriptomet) kan give indsigt i, hvordan bakterier reagerer på miljøændringer, hvilke enzymer de producerer, og hvordan de kommunikerer.
Ved at kombinere analyser af hele mikrobiomets genetiske materiale (metagenomisk analyse) og RNA (metatranskriptomisk analyse) får vi et mere detaljeret billede af de mikrobiologiske funktioner i jorden. Denne viden har stor betydning for sundhedsvidenskab, landbrug og bioteknologi og vil i fremtiden forbedre vores evne til at beskytte biodiversitet og optimere jordbrug.
Jordkunst
Af Maria Kappel Blegvad (kurator og kunsthistoriker)
I 1960’erne og 1970’ernes USA opstod land art-kunsten, eller på dansk ‘jordkunsten’ – en kunstform, hvor kunstnere som Robert Smithson, Ana Mendieta, Agnes Denes, Dennis Oppenheim og Walter de Maria arbejdede i krydsfeltet mellem kunst og natur.
Jordkunst er en kunstform, hvor naturen spiller en central rolle som kunstnerisk materiale, eller som en scene for værket, og er i udgangspunktet meget enkel i sin form. Den er skabt af naturmaterialer fra det pågældende sted, dens kunstværker er udført på. Dette betyder, at jordkunstnernes værker typisk er stedsspecifikke. Og ofte har de en meget kort levetid, da de ligesom alt andet i naturen forgår over tid. Retningen udsprang oprindeligt fra kunstnernes ønske om at udfordre vores traditionelle forståelse af kunst. Som et kritisk modsvar til fortidens vante forståelse af kunst som noget statisk var deres værker forgængelige, en proces. Deres kunst- og natursyn videreføres på en måde i dag af samtidens kunstnere, der på tilsvarende vis arbejder uden for museet og i andre, mere uvante rammer, hvor de lader kunst og natur flyde sammen.
Relationen mellem menneske og natur blev fremhævet som noget helt særligt i den amerikanske land art, som først senere blev udbredt til Europa. Et berømt eksempel er Robert Smithsons The Spiral Jetty – et af det 20. århundredes mest berømte land art-værker fra april 1970. Her omdannede Robert Smithson den nordlige bred af Utahs Great Salt Lake til et monumentalt kunstværk. Værket bestod af en 460 meter lang og 4,6 meter bred spiralformet jordhøj eller mole. Det var et såkaldt jordkunstværk (‘earthwork’), bygget af sort basalt, kalkstensklippestykker, saltkrystaller og jord og vand fra området.
Den britiske kunstner Richard Long (f. 1945) var en anden af jordkunstens pionerer. Siden 1967 har han vandret gennem øde egne overalt i verden. På sine ture har han skabt flygtige naturskulpturer, ganglinjer og stencirkler, der over tid forgår og derfor hurtigt forsvinder igen. Værkerne optræder som en slags tegn på menneskelig tilstedeværelse i naturen. De har dog også fundet deres vej ind på kunstmuseerne, hvor Long bl.a. har udstillet sine stencirkler eller stenkors. I modsætning til hans værker i naturen, som over tid går til grunde, bliver naturen som udstillingsobjekt på museet bevaret, hvilket hans A Crossing Place (1983), der blev udstillet på ARoS i 2017, er et godt eksempel på.
Richard Long: A Crossing Place (1983). Installationsfoto fra ARoS Triennale The Garden på ARoS Aarhus Kunstmuseum, 2017 © fotograf Anders Sune Berg/ARoS Aarhus Kunstmuseum.
Både Robert Smithson og Richard Long var begge kendt for at lave ‘jordkunst’. Deres værker blev udsat for naturens kræfter. De forfaldt eller forandrede sig over tid og blev underlagt naturens cyklus og forgængelighed. De stringente rammer mellem kunst og ikke-kunst udfordres således i land art-kunsten. I den forbindelse kan genren opfattes som en radikal videreførelse af minimalismen, der også dyrker de rene linjer og former. Samtidig forbindes den ofte med en institutionskritik af museet, idet kunstnerne bag enten inviterer naturen indenfor i gallerierne, ligesom Richard Long gjorde det, eller omvendt opfører og udstiller kunsten udenfor, langt væk fra institutionen og civilisationen, ligesom Robert Smithson gjorde det. Bag ved land art-kunsten, lå der også i høj grad et ønske fra kunstnerens side om at skabe en mulighed for, at vi som beskuere i vores møde med kunsten i landskabet kunne se på landskabet med nye øjne ud fra et ønske om at genforbinde os med naturen og få os til at forstå, at vi og naturen hører gensidigt sammen som en økosystemisk og holistisk helhed. Særligt i nyere tid, hvor man taler om, at nutidsmennesket er blevet afkoblet naturen på grund af den digitale udvikling, synes en særlig naturlængsel eller et behov for at genforbinde sig med naturen at presse sig på hos flere og flere.
Microflora Danica – et atlas over mikroorganismerne i Danmark
Af Per Halkjær Nielsen (mikrobiolog)
Inden forskningsprojektet Microflora Danica vidste vi meget lidt om, hvor mange og hvilke mikroorganismer der fandtes i Danmark – kun omkring 10.000 bakteriearter var navngivet. Projektet udføres ved Aalborg Universitet fra 2019 til 2025 og har nu kortlagt omkring 150.000 bakteriearter, hvoraf de fleste er nye og ukendte.
Microflora Danica er inspireret af et af verdens største og flotteste botaniske værker, Flora Danica, som indeholder billeder og beskrivelser af alle planter i Danmark og de nordiske lande. Attenbindsværket blev udarbejdet mellem 1761 og 1883 efter ønske fra forskellige konger. Idéen var, at udbredelse af viden om planter og urter i vores omgivelser var helt afgørende for samfundets produktion af fødevarer, lægeplanter og tekstiler, altså at udnytte ressourcerne bedst muligt. På samme måde ønsker vi i Microflora Danica at få et overblik over, hvilke mikroorganismer der er i Danmark, da de repræsenterer et enormt potentiale for udnyttelse i bioteknologiske sammenhænge.
Indtil nu har vores viden om, hvilke mikroorganismer der findes omkring os, og hvilke funktioner de kunne have, været meget mangelfuld. Derfor er Microflora Danica startet. I projektet har et team på omkring femogtyve forskere gennemført verdens hidtil største undersøgelse af mikroorganismer (bakterier, archaea og små eukaryoter) i et land ved at indsamle og analysere over 10.000 prøver fra alle habitattyper i Danmark, bl.a. søer, fjorde, forskellige skovtyper, landbrugsjorde, byparker og meget andet. Vi har undersøgt indholdet af bakterier, archaea og små eukaryoter ved at kigge på særlige gener i deres DNA, såkaldte “fingeraftryksgener” (den metataxonomiske analyse beskrevet i afsnittet om DNA-analyser, red.). Inden projektet startede, var det uvist, hvor mange forskellige bakteriearter der findes i Danmark (og i verden). Nogle studier tyder på tusinder, andre millioner og enkelte milliarder. I hele Danmark har vi fundet omkring 150.000 forskellige bakteriearter, hvoraf langt de fleste er nye og aldrig beskrevet før. Det er mindre end forventet og tyder på, at det samlede antal bakteriearter i verden skal tælles i få millioner. Inden vi startede projektet, var der kun ca. 10.000 navngivne bakteriearter, så vi har en stor opgave foran os med at give de mange nye arter navne og senere at forstå deres funktion.
Mange arter er kun til stede i særlige miljøer, fx i moser og særlige skove (indikatorarter), mens andre er mere generelt udbredt. Bakterierne i landbrugsjord er overraskende ens over hele landet og viser, at landbrugsdrift fremmer bestemte arter og hæmmer andre. Vi kan bl.a. bruge disse observationer til at belyse, hvad en sund jord er. Vi kan også gå i dybden og forstå, hvilke bakterier der er ansvarlige for nitrogenomsætningen i landbruget eller udvikling af klimagasser, så man kan følge, om særlige forhold kan få indflydelse på deres aktivitet. Det kræver dog, at vi har adgang til deres genomer (kromosomer), så vi kan undersøge, hvilke gener de har, og hvilken funktion bakterierne sandsynligvis har. Det har vi gjort for et mindre antal prøver, og det er noget, vi vil fokusere på i fremtiden.
Microflora Danica har skabt det største artsbestemmende bakteriedatasæt, der nogensinde er lavet. Fremover giver det en unik mulighed for at se, hvorledes mikroorganismerne udvikler sig over de kommende år som respons på ændringer, fx i klima og i dyrkningsmetoder i landbruget. Ligesom Flora Danica fik stor betydning for vores forståelse af mangfoldigheden af planter i Danmark, så kommer Microflora Danica også til at forandre vores forståelse af jorden, vores mikrober og deres betydning for omsætning af stoffer i naturen. Ligeledes vil det komme i anvendelse inden for bioteknologien, fx ved opdagelse af nye enzymer. Vi er kun lige begyndt på denne udforskning og er meget spændte på de kommende års opdagelser.