Eske Willerslev: Pioneren inden for miljø-DNA

Nogle gange baner uventede indsigter vejen for store videnskabelige landevindinger. For miljø-DNA-pioneren Eske Willerslev startede det en efterårsdag med en kvinde og hendes hund.

I slutningen af 1990erne havde Willerslev som kandidatstuderende med meget begrænsede midler ringe muligheder for at forfølge sine idéer. Han var ikke berømt nok til at kunne få adgang til de interessante knogleprøver, der normalt bruges til at forske i urgammelt DNA. Han havde brug for at tænke nyt – og for et tilgængeligt materiale, der ville være interessant, men som ingen havde tænkt på at undersøge nærmere. Men så kom inspirationen til ham. 

En dag, hvor han sad og kiggede ud af vinduet og så bladene falde, mens en hund lavede en lort på gaden, fik han en lys idé.

 ”Jeg tænkte, at der er DNA i alle disse ting,” husker han. “Hundelorten, alle bladene – de forgår efter et stykke tid, men hvad sker der med DNA’et? Kunne det overleve i jorden?”

Det var på det tidspunkt en dristig hypotese. Ingen troede rigtig på, at dyre- og plante-DNA kunne bevares i miljøet. Selv hans vejleder afviste ideen. 

Men Willerslev nægtede at give op. De mange år, han havde tilbragt med at vandre i Sibiriens permafrost, leve som pelsjæger og studere landskabet, havde lært ham, hvor godt organisk materiale klarede sig i den frosne jord.

”Hvis det ikke kunne lade sig gøre i Sibirien, ville det ikke kunne lade sig gøre noget sted,” sagde han. 

Med to gram jord fra den sibiriske permafrost udførte Willerslev sit eksperiment. Resultaterne lå klar juledag, og de overgik alle forventninger: Fra de ældgamle jordprøver var det lykkedes at udvinde DNA fra uldhåret mammut, bison, rensdyr, lemming og hare samt en række forskellige planter. 

”Det var den bedste julegave,” siger han. ”Der gik det op for mig, at vi virkelig havde fat i noget.”

Den opdagelse – at det var muligt at udvinde DNA fra permafrost – blev ikke bare starten på et nyt kapitel i videnskabens historie. Den blev første side i en helt ny bog. I dag er miljø-DNA et revolutionerende værktøj, der bruges til undersøgelse af nutidens såvel som tidligere tiders økosystemer, bevaringsbiologi samt overvågning af biodiversitet og sporing af sygdomme. For det kan vi i høj grad takke Willerslevs evne til at stille de store spørgsmål og hans vilje til at rejse til alle verdenshjørner for at finde svar.

Fejring af en videnskabspioner

Villum Kann Rasmussens Årslegat til Teknisk og Naturvidenskabelig Forskning, der siden 1987 er blevet uddelt på Villum Kann Rasmussens fødselsdag, hædrer forskere, hvis banebrydende arbejde besvarer grundlæggende spørgsmål og redefinerer deres felter.

”Eske jagter genetisk information og evner at se betydningen af det ubetydelige,” siger Professor Thomas Bjørnholm, der er forskningsdirektør i Villum Fonden. 

Willerslevs bidrag til undersøgelser af urgammelt DNA inden for både forhistorisk miljø-DNA og forhistorisk menneskeligt DNA har revolutioneret den måde, videnskabsmænd forstår fortiden på. Hans opdagelser omfatter sporing af oprindelige folks migrationsruter, genopbygning af gamle økosystemer og afsløringer af, hvordan den genetiske historie påvirker moderne sygdomme. Bjørnholm siger, at Willerslevs banebrydende videnskabelige resultater og enorme nysgerrighed på menneskehedens oprindelse er helt i tråd med årslegatets ånd.

”Han åbnede en historiebog, der omskriver vores forståelse af fortiden,” siger han.

Styrken i at være til stede

Willerslevs videnskabelige rejse started ikke i et laboratorium eller et klasseværelse. Den startede i naturen. Som 18-årig tilbragte han og hans tvillingebror flere måneder som pelsjægere i den iskolde sibiriske ødemark. Ifølge ham selv var det en oplevelse, der kom til at forme hans tilgang til forskning. 

”Mine ungdomseventyr lærte mig vigtigheden af at tilbringe tid i felten,” siger han. ”Mange forskere tager ikke selv ud for at tage prøver. De kontakter museer og oplever aldrig de regioner eller landskaber, hvor prøverne kommer fra. Når man som jeg har tilbragt tid derude i blæst, regn og sne, forbinder man dataene med noget virkeligt.”

Denne tilgang har fået Willerslev til at rejse til nogle af verdens mest afsidesliggende steder, hvilket har vist sig værdifuldt for både hans undersøgelser af miljø-DNA og hans studier af det menneskelige genom. Han har arbejdet sammen med stammer og oprindelige folk flere forskellige steder, herunder Sibirien, Grønland, Nordamerika og Australien.  

”Eske er ikke ’hjemmegående’ videnskabsmand. Et af hans største og vigtigste bidrag er hans evne til at opbygge relationer med oprindelige folk. Eske er bogstaveligt talt parat til at smide, hvad han har i hænderne, og flyve over på den anden side af jorden for at besøge et reservat og fortælle om sit arbejde,” siger David Meltzer, Willerslevs mangeårige samarbejdspartner og professor ved Southern Methodist University i Dallas, USA.

Snørklet vej til anerkendelse

Eske Willerslevs revolutionerende opdagelse af miljø-DNA vandt imidlertid ikke indpas i det videnskabelige miljø fra den ene dag til den anden.

”I de første 10 år var der ikke rigtig nogen, der tog notits,” siger Willerslev. ”Jeg var ene om at udbrede tanken, hvilket var hårdt. Det var en kamp at få mine forskningsresultater offentliggjort.”

Fordi konceptet var så nyskabende, blev det mødt med en vis skepsis, siger han. Fagfællebedømmerne satte spørgsmålstegn ved, hvor DNA’et kom fra, om det overhovedet kunne overleve i jorden, og hvorfor man skulle bruge det i stedet for pollen. For Willerslev var det frustrerende, men samtidig en uundgåelig del af at gå nye veje.

”Selvfølgelig har man ikke alle svarene, når man arbejder inden for et nyt felt,” siger han. ”Det er netop pointen – at finde svarene.”

Dette ændrede sig, da den højt respekterede biolog Pierre Taberlet slog sig sammen med Willerslev, hvilket øgede det nye forskningsfelts troværdighed. Sammen opfandt de udtrykket ’Environmental DNA’, hvormed forskningsfeltet både fik et navn og samtidig et fælles holdepunkt.  Et årti senere var miljø-DNA-forskningen eksploderet og havde revolutioneret biodiversitetsovervågningen og ‑bevaringen samt klimaforskningen.

Store spørgsmål. Store opdagelser.

Willerslev trives i krydsfeltet mellem nysgerrighed og eventyr. 

”Jeg kan godt lide store fortællinger,” siger han. ”Jeg kan godt lide, når dataene hjælper os med at besvare helt grundlæggende spørgsmål, der har været debatteret i lang tid.”

Og det er præcis, hvad hans arbejde altid har gjort. 

Willerslev leder nu Centre of Excellence in Ancient Environmental Genomics (CAEG), som har til formål at bruge urgammel arvemasse til at øge vores forståelse af økologiske og evolutionære processer på tværs af store afstande i tid og rum, samt leder af Ancient Environmental Genomics Initiative for Sustainability (AEGIS), der har til formål at udnytte urgammelt miljø-DNA til at udvikle klimarobuste afgrøder og bæredygtige agroøkosystemer. 

Ved at analysere genetisk materiale fra sedimentkerner håber Willerslev og hans team at finde ud af, hvordan fortidens økosystemer og arter tilpassede sig klimaforandringer. Denne forskning kan både bidrage til udviklingen af moderne landbrugsmetoder og forbedre den globale fødevaresikkerhed.

Transformering af videnskab – og samfund

I dag bruges miljø-DNA til at overvåge truede arter, spore invasive populationer og forudsige ændringer i økosystemerne. For Willerslev er de samfundsmæssige perspektiver i hans forskning blevet stadig vigtigere. 

”Engang troede jeg, at det at være videnskabsmand handlede om at bedrive grundforskning – om at lære om verden,” siger han. ”Men nu ønsker jeg også at finde ud af, om vi kan bruge denne viden til at løse reelle problemer, såsom fødevaresikkerhed. Det er her, jeg håber, at disse opdagelser kommer til at gøre en forskel.”

Når han ser tilbage, siger Willerslev, at det, han er mest stolt af i sit arbejde med miljø-DNA, er, at det har redefineret, hvad der er muligt. 

”Vores arbejde ændrede fundamentalt, hvordan vi tænker om DNA, hvor det findes, og hvordan vi bruger det,” siger han. ”Det er en arv, jeg er dybt stolt af at give videre, og jeg håber, at den vil fortsætte med at gøre en forskel for menneskeheden.”

Læs mere om Villum Kann Rasmussens Årslegat her