– Det ska vara ungefär 30 grader. Då växer de bra, säger Rike Stelkens och håller upp ett odlingsrör i labbet på Zoologiska institutionen vid Stockholms universitet.

I röret växer jäst i näringslösning. Rike Stelkens ställer tillbaka röret i odlingsskåpet, där temperaturen hålls under kontroll samtidigt som rören skakas för att ge jästen syre.

Människan har i tusentals år använt jäst för att baka bröd och framställa vin eller öl. Men inte i det här labbet. Här är jäst ett modellsystem för att studera en form av genetiskt utbyte som kallas hybridisering.

Hybrider kan få vinnande egenskaper

Hybridisering inträffar när två individer som är genetiskt olika fortplantar sig sexuellt. Individerna kan till exempel tillhöra olika arter eller olika populationer. Avkomman som uppstår kallas en hybrid. Fölet av ett häststo och en åsnehingst – en mulåsna – är exempel på en hybrid.

Eftersom gener från olika arter sällan passar perfekt ihop, är hybrider ofta sterila och mindre överlevnadskraftiga än föräldrarna. Men så är det inte alltid. Det händer att hybrider blir livskraftiga och får vinnande egenskaper.

– Å ena sidan är hybridisering potentiellt skadligt – det kan leda till att populationen dör ut. Å andra sidan kan det skapa framgångsrika individer med nya egenskaper som kan hjälpa populationer att anpassa sig. Det är en evolutionär paradox och väldigt fascinerande.

I sin forskning undersöker Rike Stelkens hur hybridisering kan bidra till överlevnad under svåra förhållanden. Miljöförändringar sker idag i snabb takt, och djur- och växtarter måste utvecklas för att klara sig. Avgörande för förmågan att anpassa sig till nya eller stressande förhållanden är den genetiska mångfalden i populationen. Det är här hybridiseringens potential finns.

På bara en generation blandar hybridisering om genomet och skapar nya genetiska kombinationer – vilket kan vara precis det som behövs för att utveckla de egenskaper som krävs för överlevnad i en ny omgivning.

Studerar evolution på labbänken

Rike Stelkens forskargrupp använder jäst för att testa under vilka miljömässiga förhållanden hybridisering kan vara bra för en population.

Att forskningen görs i jäst har flera orsaker. Strukturellt liknar jäst andra djur och växter. Men den är encellig, det vill säga mindre komplex, är lätt att odla, växer snabbt och överlever nedfrysning och upptining. Jäst kan också reproducera sig sexuellt.

– Det innebär att vi kan studera evolutionära förändringar orsakade av hybridisering i realtid, i princip under en doktorands tid i labbet.

Forskarna låter jäst växa i separerade miljöer i flera hundra generationer så att de över tid utvecklas och anpassar sig till miljön de befinner sig i. Därefter får populationerna hybridisera med varandra. Hybriderna och föräldrarna utsätts sedan för olika typer av miljöstress.

Syftet är att se om den genetiska mångfald som hybridiseringen ger hjälper jästen att överleva i den nya omgivningen. Genom att sekvensbestämma arvsmassan studerar forskarna hur det genetiska materialet blandas i avkomman och vad som gör vissa hybrider mer framgångsrika i en stressande miljö än andra.

– Jag hoppas att min forskning kan fördjupa kunskapen om hybridiseringens betydelse för artbildning. Svara på frågor om hur nya arter bildas och hur de förblir separerade.

”Det är ett ekonomiskt viktigt anslag. Jag kan köpa utrustning som har stor betydelse för att ta min forskning framåt och anställa talangfulla forskare. Vi kan också satsa på nya, spännande forskningsområden som rör hybridisering och miljöförändringar.

Rädda hotade arter

Tanken är att kunskapen från jästförsöken ska kunna användas för att dra slutsatser om hybridisering även i andra arter. Resultaten kan till exempel användas för att bevara en population som hotas av klimatförändringar.

– Vi kan kanske svara på i vilken grad populationen kan mixas med en annan för att rädda den från utrotning, utan att populationens särart försvinner.

Kunskapen kan också vara relevant inom växtförädling och avel för att förutsäga resultatet av korsningar, eller vid forskning om infektionssjukdomar. Flera sjukdomsalstrande organismer har nämligen visat sig uppstå genom hybridisering.

Trivs i Sverige

Intresset för djur och natur väcktes tidigt hos Rike Stelkens. Hon växte upp i Tyskland – i ett hus på landet med stor trädgård och olika djur – och bestämde sig som tonåring för att bli biolog.

Under utbildningen upptäckte hon sitt intresse för evolution och flyttade till England och ett labb som studerade evolution hos afrikanska ciklidfiskar. Därefter flyttade hon till Schweiz för att doktorera och arbetade även som postdoktor där.

Vid en konferens fick hon rådet att överföra sin forskning till jäst. Lockad av att slippa rengöra akvarier och av ett mer snabbväxande modellsystem, nappade Rike Stelkens. Hon påbörjade sin jästforskning i Liverpool och fortsatte som postdoktor vid Max Planck-institutet för evolutionsbiologi i Tyskland.

År 2017 fick hon en tjänst vid Stockholms universitet och flyttade med sin familj till Sverige. Här har hon nu en grupp med åtta medarbetare och trivs mycket bra.

– Hierarkierna är väldigt platta och jag har aldrig behandlats mer jämlikt än här. Det är väldigt befriande!

Text Sara Nilsson
Bild Magnus Bergström