Biolog by Norsk Biologforening (BIO)

Nr. 2 2011 • årgang 29

Pylorusblindsekker

IOB k s u H nsen a r e f n o k berm e v o 25. n 42 Se side

Mer om forsuring av havet Slimsopp løser ingeniør oppgaver Skjermplantene og deres gifter

Tidsskrift for Norsk Biologforening (BIO) ISSN 0801-0722 Redaksjon Torborg Galteland (redaktør, grafisk form) Kirsten Borse Harldsen Klaus Høiland Irvin Kilde Ivar Mysterud Bjørn Sivertsen Jørgen Stenersen Trykk: UnitedPress Poligrafija. Biolog er medlem i Norsk Fagpresseforening Styret i BIO: Kirsten Borse Haraldsen Jens Ådne Rekkedal Haga Eivind Siig Meen Morten Opsahl Ingunn B. Lid Tone Bay North Echbo Klaus Høiland Cato Tandberg Ivar Mysterud Henning Røed Jannicke Moe Maria Sviland Bjørn Vidnes Medlemskap i BIO: Kontingenten er kr 275 pr. år, kr 150 for studenter og pensjonister og kr 75 for familiemedlemmer. Abonnement: Kr 350 pr. kalenderår. Kontakt: Norsk Biologforening (BIO), Postboks 1066 Blindern 0316 Oslo. Besøksadresse: Rom U403, Kristine Bonnevieshus, Blindern, Oslo. tlf: 22 85 46 26. www.bio.no, post@bio.no Forsidebilde: Inger Johanne Aag Dette er en blærebille. Malachius viridis eller Malachius bipustulatus.

2 biolog, nr. 2 2011

Innhold Biolog nr 2-2011 Litt om alt .......................... 4

Pylorusblindsekker Bjørn Berland, ................. 16

Slimsopp er topp! Morten M. Laane................ 9

Gulrøtter er fortsatt sunt Jørgen Stenersen............. 20

Biologi og Beatles: Lykken er ei varm rifle! Klaus Høiland................... 14

Konsekvensene av surere hav Knut Bjørlykke, Helge Hellevang, Per Aagaard ........ 28

259

Skråblikk: To scenarier Sigmund Hågvar, ............ 35

Invitasjon til BIO-konferansen 2011...42

Innmarsj av stillhavsøsters på Vestlandet Ida Elisabeth Dybing og VeronicaDversnes, Henrik Hetland, Aashild Marie Hetland, Elisabeth Dversnes og Nils Bernt Andersen.................. 36

Bokomtaler Grønne linjer.................... 43

Vårt daglege brød............ 44 Spytt Anders Often. ..................46

biolog, nr. 2 2011 3

Litt om alt! Har har vi samlet litt forskjellig stoff, kanskje ikke om riktig alt. Mye er hentet fra spørretjenesten vår «Spør en biolog».

Flere typer fordøyelse

Haren har to typer avføring. Den ene spiser den slik at den går en gang til gjennom magen. Hare av Albrecht Dürer, 1502. Lurepå: Jeg lurer på om vi har flere fordøyelser enn fire-maga dyr og en mage? Hva karakteriserer de forskjellige typene?

Er slimål en vertebrat?

Støli: regnes slimål (Myxini) som en vertebrat i systematikken? Ved flere søk på nettet finner jeg at de er vertebrater, og slimål og niøye regnes som kjeveløse fisk (Agnatha), mens resten er Gnathostomata, med kjever. Men i pensumboka vår (Fishes - an introduction to ichtyology) står det at Craniata deles (røft) inn i Myxiniformes og Vertebrata, der slimål går inn under Myxiniformes, mens niøye (Petromyzontiformes) går ut som en egen gren fra Vertebrata. Er det noen biologer her med peiling på fisk og systematikk som har noen meninger om hva som er riktig klassifisering?

4 biolog, nr. 2 2011

Arne Andersen: Drøvtyggere har fire mager, den første, vomma er et stort «matlager» som har en egen mikroflora og fauna, som kan omdanne cellulose til noe dyret kan fordøye. (Blant annet ulike organiske syrer.) De tre andre magene er mer en vanlig fordøyelseskanal. I tillegg til at vomma gjør at drøvtyggerne kan utnytte fiberrikt for, som andre arter ikke får stort ut av, kan drøvtyggerne spise på ett sted og fordøye et annet. Å tygge drøv betyr rett og slett at dyra gulper opp innholdet i vomma, og tygger det en gang til. På den måten kan de spise raskt når de er i åpent lende, og så komme seg til et tryggere sted der de kan ligge i ro og tygge. En svært nyttig egenskap for dyr som er nødt til å få i seg store mengder grovt og «ufordøyelig» fôr. Planteetere med bare en mage utnytter fôret mye dårligere, se forskjellen på ei kuruke og ei hestepære. I hestemøkk er det mye mer ufordøyd tørrstoff. Harer og kaniner har en mellomløsning, de har en stor blindtarm med mye bakterieaktivitet. Avføringen fra blindtarmen har en

Klaus Høiland: Det er riktig begge deler... Slimålen regnes som en kraniat fordi den har kranium (av brusk mener jeg), men den mangler virvler slik som niøyene har. Derfor regner vi med at slimålene er ei meget gammel gruppe som differensierte seg før virvlene oppsto. Slimålene settes derfor i egen klasse. Derimot er denne klassen mer i slekt med de ekte virveldyra enn med de ryggstrengdyra som ikke har virvler (lansettfisker og sekkdyr). Det kan hjelpe å forstå de evolusjonære linjene og hvordan evolusjonære nyvinninger etterhvert kommer, ryggstreng -> kranium -> virvler -> kjeve

annen form enn den vanlige, og dyrene spiser den for å få i seg viktige næringsstoffer. I blindtarmen hos disse dyra dannes blant annet vitaminer. Utenom virveldyrene har en mange slags fordøyelse. Sjøstjerner, for eksempel vrenger magen ut i byttet. Edderkoppdyr sprøyter fordøyelsesvæske inn i byttet, og suger det i seg ferdig fordøyd. Visse tarmparasitter, som bendelorm, har så vidt jeg vet ikke fordøyelse i det hele tatt. Det får verten ta seg av! Red: Bjørn Berland skriver i dette nummert av Biolog at beinfiskene antakelig fordøyer kitin etter samme prinsipp som hare og ku fordøyer cellulose. Berland mener at tarmens kamre - pylorusblindsekkene - er steder der mikroorganismer bryter ned kitin.

Lese seg opp før BIOkonferansen 25. november? The Epigenetics Revolution: How Modern Biology is Rewriting Our Understanding of Genetics, Disease and Inheritance er ei helt fersk bok om temaet Epigenetikk. Forfatteren, Nessa Carey, er britisk bio log og har doktorgrad i virologi. Så langt har boka fått strålende omtaler på www. amazon.co.uk og der kan den også bestilles og koster 9 GBP.

Fargerik stein

Hva er hox-gener?

Heidi Støen: Steinene ser ut som om de er sprøytelakkert, men jeg regner med at det er en slags lav? Ei hel steinrøys full. Er det noen som vet hva dette vakre, røde er?

Mr.Smith: Hva er hox-gener? Har hørt at de er viktig i evolusjon, men vet ikke hvilken oppgave de har.

Klaus Høiland: Dette er en rød grønnalge, kalt fiolstein Trentepohlia iolitus. Gnir du på overflata med fuktige fingre lukter det fiol - etter boka. Det lukter iallfall noe, men om det er fiol er vanskelig å si. Heidi Støen: Så artig! Jeg skal straks gå ut og snuse på steinen jeg har tatt med hjem! Takk for oppklaringen! Jan Wesenberg: Og det går an å lese om fiolstein her: http://www.nhm.uio.no/botanisk/nbf/blyttia/blyttia_pdf/Blyttia_200403_skjermkvalitet_ hele.pdf (gå til side 169) http://www.nhm.uio.no/botanisk/nbf/blyttia/blyttia_pdf/Blyttia_200603_skjermkvalitet_ hele.pdf (gå til side 185)

Stein og steinrøys med mye fiolstein . Foto: Heidi Støen.

Forskjellen på celler? Yellowask: Hva er den største forskjellen på planteceller, dyreceller og bakterier ? Arne Andersen: Bakterier skiller seg særlig ut ved at de mangler cellekjerne. Arvestoffet (DNA) flyter som en løs tråd inne i cellen. Både plante og dyreceller har cellekjerne, der arvestoffet er samlet i kromosomer innenfor en egen membran (hinne). En tror at slike celler har blitt til ved at flere bakterier en gang for lenge siden slo seg sammen for å danne en enkelt celle. Også mitokondrier og kloroplaster, små organ, eller som det heter inne i cellene, organeller, har trolig en fortid som bakterier. Det viktigste som skiller planteceller fra dyreceller er celleveggen. Planteceller har en ytre vegg av cellulose. Her er celler fra løk. Du ser veggene tydelig, den lille klumpen i hver celle er kjernen. Navnet celle kommer forresten fra

Klaus Høiland: I korthet tilhører hox-genene de typer gener som vi benevner som regulatoriske, det vil si at de skrur av og på andre gener som gjør at cellene, organene og organsystemene utvikler seg til det de skal være. Det er f.eks. regulatoriske gener som styrer om ei celle skal bli rødt blodlegeme, nervecelle, glatt muskelcelle, tverrstripet muskelcelle osv. Hos planter er det regulatoriske gener (madsbox-gener) som bestemmer dannelse av begerblad, kronblad, pollenbærere og fruktblad. Hox-gener fins i dyreriket og sitter fordelt langs kromosomet, oftest i den rekkefølgen som de ulike organene er plassert langs lengderetningen til kroppen. De styrer hvilke organ som skal danne seg i hvilket segment. Hos bananflua, som jo er best studert, kjenner vi stort sett alle hox-genene. Et klassisk forsøk var da man flyttet hox-genet som regu lerer dannelse av øye, lengre bakover på kromosomet, f.eks. i nærheten av hox-genet som styrer dannelse av bakerste beinpar. Resultat: et par øyner på bakerste beinpar! Hos virveldyr er det faktisk fire sett av hox-gener (på ulike kromosom). I korthet tror man følgende skjedde under evolusjonen. Et opprinnelig ryggstrengdyr, som kunne likne lansettfisken, har ett sett hox-gener. Ved fordobling regner vi med at virvlene, dvs. skjelett og kranium, oppsto (lansettfisken har bare ryggstreng, notocord). Da oppsto kjeveløse fisk, urfisk, og deres fjerne, nålevende slektninger: slimåler og niøyer. (Slimåler har riktignok ikke virvler, bare kranium, men dette kan skyldes reduksjoner.) Ved nok en fordobling oppsto fire sett hox-gener. Da regner vi med at kjevene oppsto, dvs. virveldyr fra og med panserhaier (utdødd) til fugler og pattedyr.

Celler i løk. Foto: Arne Andersen. slike planteceller. Celle betyr egentlig lite rom, og han som så dem først syntes de lignet rommene i et kloster, munkeceller. Dyreceller har ikke cellevegg, og er som regel myke, mens modne planteceller må leve innenfor sine stive vegger.

Hos bananflua kjenner vi stort sett alle hox-genene. (Illustrasjon: Wikimedia)

biolog, nr. 2 2011 5

Litt om alt! Inger Johannes bilder og fascinasjon for kvaderatedderkopper

Ruller inn byttet? Inger Johanne : For tiden er det mange store edderkopper å se der ute, og det er bestandig like artig å observere hvor raskt og effektivt de tar hånd om byttene sine. Tidligere antok jeg at kvadratedder koppene pakket byttet inn i fangsttråder de spant der og da. Nå synes jeg i stedet det ser ut til at de ruller byttet inn i den sektoren av nettet stakkaren har havnet i. Er dette riktig, og gjør i så fall alle hjulspinnere dette på samme måte? Stefan: De pakker byttet inn i en egen type spinn som består av mange ikke-klebrige tråder som i hovedsak brukes til dette formål, samt å pakke inn eggene. Se på det innpakkede byttet; det har mye mer spinn rundt seg enn det som mangler i fangstnettet. Inger Johanne: Jeg har flere bilder, deriblant en serie som viser hvordan kvadrat edderkoppen til å begynne med nærmest fosset ut tråder for å kunne pakke inn byttet sitt. Denne humla kjempet imidlertid så sterkt imot at edderkoppen til slutt trakk seg unna, og humla slapp unna med livet i behold.

6 biolog, nr. 2 2011

Litt om alt!

Lager kvadratedderkopper kjærlighetsreder?

Kvadratedderkopper - paring? Var det en paring mellom kvadratedder koppene jeg var vitne til mon tro, og kan i så fall hunnen være farlig for hannen? Dette er i hvert fall hendelsesforløpet mellom de to: Jeg oppdaget en hann som satt nede i et stort nett. Øverst i nettet, under «taket» hun hadde spunnet, satt hunnen og ventet på neste bytte. Det virket som om hannen forsøkte å lokke henne til seg ved tidvis å riste på kroppen slik at nettet vibrerte og tidvis ved å «spille» på trådene. Han må ha virket forlokkende, for det tok ikke lange stunden før hunnen beveget seg ned til ham. Så sto de rett overfor hverandre en liten stund.. før han gjorde et lynraskt framstøt mot henne og trakk seg like raskt tilbake.. med sprikende bein. Dette får meg til å tro at hun kan utgjøre en fare for ham. Dette gjentok seg gang på gang mens hunnen på sin side hele tiden forholdt seg fullstendig i ro. Jeg antar «kroken» som vanligvis ligger langs underkroppen til hunnen må være kjønnsorganet hennes. Mens alt dette pågikk sto i hvert fall denne «kroken» bøyd ut fra kroppen hennes, og for meg så det ut til at det var denne hannen prøvde å berøre med palpene sine. I så fall må vel det bety at hannen på en eller annen måte overfører sæden sin til palpene i forbindelse med paring. Uansett gjentok alt dette seg ganske mange ganger før de to til slutt gikk hver sin vei - han ut av nettet og hun opp og inn under «taket» sitt igjen. Dersom hunnen kan være farlig for hannen forvirrer det meg at de holdt sammen i flere dager slik jeg viser i spørsmålet under.

Den siste tiden har jeg lagt merke til flere kvadratedderkopphanner som har spunnet små krypinn, tilsynelatende uten fangsttråder rundt, hvor de sitter og venter. Nå lurer jeg på om dette kan være «kjærlighetsreder». Jeg oppdaget nemlig at en av dem hadde fått besøk av en hunn, og de var der sammen i minst to dager. Dette bildet tok jeg siste dagen jeg så dem sammen, den 30 juli. Et par dager senere (1. august) hadde de begge forlatt plassen sin. På forumet fikk ikke IngerJohanne fikk svar på disse to spørsmålene om kvadratedderkoppens paring og krypinn. Kanskje noen av leserne kjenner svaret?

biolog, nr. 2 2011 7

Slimsopp er

8 biolog,â&#x20AC;Żnr. 2 2011

topp!

Slimsopp kan høre og er svært musikalsk, men ikke minst er den en ypperlig ingeniør. For Sognsvannsbanen i Oslo har soppen fore slått at den eksiterende traséen opprettholdes og viser også at banen har et betydeligforbedrings potensiale. Morten M. Laane, Institutt for molekylær biovitenskap, UiO

Slimsopp (Myxomycetes) er en gruppe mikro-organismer med usikker systematisk stilling. En av artene, Physarum polycephalum, var i mange år sterkt aktuell som eksperimentorganisme. I det såkalte plasmodiestadiet der den opptrer som en slags kjempestor, godt synlig amøbe kan man ved spesielle dyrkningsmetoder oppnå nær fullstendig biokjemisk synkroni i cellesyklus som ved 27 grader C varer i ca. 640 minutter. Inni den store cellen er det et årenettverk der tynnere cytoplasma strømmer inni hulrommene i årene. Strømingsmønsteret (oscillassjonsmønsteret) i perfekte «celler» er «frem og tilbake» fra midten og ut mot randen og skifter retning om lag hvert minutt. Måler vi dette som kan gjøres optisk eller med elektroniske teknikker, oppstår en nær perfekt sinuskurve under ideelle dyrk ningsforhold. Dette oscillerende mønsteret er ideelt å regne på og er et slags uttrykk for cellens biokjemiske aktiviteter som endres i løpet av cellesyklus. Mønsteret endres også som følge av ytre- og indre stimuli, kjemiske og fysiske faktorer.

biolog, nr. 2 2011 9

Kringsjå Sognsvann

Holstein

Østhorn

Tåsen

Berg I forskningsparkområdet er Physarum forvirret pga mye traffikk og vurderer flere Ullevål Stadion

stasjoner.

Blindern

Majorstuen

Nasjonalteateret Fig.1. Forslag til Sognsvannsbanen (Metrosystemet i Oslo) designet av slimsoppen Physarum polycephalum. Byggkorn som simulerer de enkelte stasjonene ble lagt ut på en agaroverflate. Vi ser flere interessante trekk. Physarum var usikker på om det burde være en eller flere stasjoner i Forskningsparkområdet og dyttet vekk byggkornet der. Den gjorde for øvrig et søk i området som representerer «Gaustadbekkdalen», mange forskningsbygg, mye potensielle kunder. Den foreslår flere spor mellom Nasjonaltheateret og Majorstuen, og et system med sidebaner til enkelte stasjoner for å forhindre togstopp!

10 biolog, nr. 2 2011

Fig. 2. Årenettverk i slimsoppen Physarum polycephalum. Plasmodiecellen er dyrket på hveteflak drysset på en agaroverflate uten næringsstoffer. Cellen dekker flakene som blir gule og danner forbindelsesårer imellom dem. På denne måten kan man holde kulturer i sving lenge uten at de dør ut.

Ved å følge med på endringer i oscillasjonsmønsteret kan vi altså si noe om hvordan Physarum reagerer og fungerer til enhver tid. Da jeg den gang ble ansatt som førsteamanuensis ved UiO i 1972 ble jeg kjent med Finn B. Haugli, senere professor i Biokjemi ved universitetet i Tromsø. Vi fikk i gang et interessant samarbeid noe som bl.a. senere fortsatte med veiledning av flere doktorander, ikke bare i biologi, men også senere i biofysikk. Førsøkene på Fysisk Institutt, UiO gjorde det klart at Physarum, i tillegg til sine cellebiologiske egenskaper også er et INTELLIGENT vesen.

Røyker, - drikker og synger i fylla

Målingene av oscillasjonsmønsteret viste at Physarum reagerer på samme måte som oss overfor alkohol og andre slags

forbindelser som lett kan opptre i dampform. Kort tid etter eksponeringen blir mønsteret forvirret og det kan være en ganske lang hangoverperiode før den blir edru og normal igjen. Den er kresen når det gjelder sigarettrøyk, noe en hovedfagsstudent i toksikologi viste, og den liker ikke sigarrøyk. Favorittrøyken er «Prince Mild» som stimulerer oscillasjonene kraftig. Jeg våger å nevne merket her, tross reklameforbud, og vil hevde at om slimsopp foretrekker nevnte merke vil det kanskje heller virke motsatt av reklame og derfor ikke omfattes av loven. Doktorstudenten vår i fysikk, Ragnhild Halvorsrud, som spilte i Oslo Symfoniorkester og den andre veilederen, nobelprisvinner Ivar Giaever, analyserte fyllemønsteret som ble konvertert til slimsoppmusikk. Musikken ble senere spilt på NRK og i USA og ble anmeldt seriøst av musikk anmelderen i Uniforum.

Anmeldelsen var positiv, og i den alkoholiske delen skriver Sindre Bremnes at tempoet senkes betraktelig. «et to-toners fragment av hovedmotivet sekvenseres suksessivt stigende og kuliminerer i en meditativ parafrase over sekunden h2-c3. C-delen initieres av etnisk-klingende tematikk, rytmisk underdeling og fortung betoning (i tillegg til satsens gjennomgående mixolydiske modalitet) knytter an – på postmoderne maner- til balkan-magyarisk ideomatikk!».

Nyere undersøkelser

Endringer internasjonalt i faglig fokus har ført til at Physarum er kommet i bakgrunnen de siste 15 år. Nå og da var det korte rapporter i topptidsskrifter som «Nature» og «Science» som viste at cellen kunne finne frem i en labyrint eller bevege seg etter visse mønstre. I fjor ble Klaus Høiland

biolog, nr. 2 2011 11

Fig. 3. Sporer fra sporangier i dest. vann. Etter ca. 20 minutter kommer det ut en liten flagellert svermecelle med normalt to cilier. Ciliene trekkes inn i cellen og svermecellen blir til en amøbe (såkalt myxamøbe). To eller flere amøber kan smelte sammen og danne et nytt plasmodium.

og jeg kontaktet av NRK i forbindelse med at noen japanere hadde vist at Physarum kunne designe en modell av T-banenettet i Tokyo

dag. Mirakler skjer sjelden i vår tid; her et et av de mer beskjedne, men jeg håper iallfall noen av biskopene leser dette.

- Kunne den også klare dette her hjemme? Hva med Sognsvannsbanen?

Bedre enn «Ruters» ingeniører!

- Var det mulig å gjenopplive restene av de gamle kulturene og mutantene jeg hadde tatt vare på? Det virket lite trolig.

Gjenoppsto på Kristi Himmelfartsdag!

Jeg hadde ikke noe særlig håp om at de knusktørre restene fra 1995 skulle kunne spire, det var såkalte «mikrosphaeruler» på tørt filtrerpapir som hadde stått i laboratoriet ved romtemperatur. De tørre restene ble sådd ut på en prosents agar uten andre tilsetninger enn noen steriliserte hveteflak. I løpet av to uker var det ingen forandringer. Heller ikke onsdag før første helligdag i pinsefeiringen. Men på fredag morgen var det et 8 cm, kraftig gult plasmodium i skålen, gjenoppstått fra de døde på selveste Kristi Himmelfarts-

12 biolog, nr. 2 2011

Tre store petriskåler (20 cm) med en prosent agar uten næringsstoffer ble brukt for å simulere modellen av Sognsvannbanen. Store, steriliserte byggkorn ble arrangert i et mønster som fulgte T-banekartet der hvert korn representerte en stasjon. En liten Physarum-bit ble plassert inntil «Nasjonalteateret» kl.16 den 26. juni 2011. Etter en time nådde cellen «Majorstuen» med en fin åre imellom. Her går vanligvis flere passasjerer på og Physarum fant selv ut at det kanske var lurt med tre årer mellom disse «stasjonene». Neste dag om morgenen var den kommet til «Tåsen», om ettermiddagen nærmet den seg «Holstein» stasjon og i løpet av følgende kveld nådde den «Kringsjå» (se Fig.1). Utover formiddagen begynte cellen øyensynlig å tenke på noe nytt. Hvorfor har ikke «Ruter» anlagt en stasjon i Gaustadbekk-

dalen? Cellen sendte en utløper i den retning, for her burde det være et godt passasjergrunnlag med alle forskningsbyggene, men noen «stasjon» der fant den ikke. Cellen trakk seg så skuffet tilbake. En nøyere analyse viser at Physarum synes det er lurt å anlegge et lite sidespor til hver stasjon, mens hovedåren fortsetter i retning Sognsvann. I praksis kan dette være lurt, tog som får problemer kan stå der og ikke blokkere hele systemet, slik de mange stopp og uhell de siste årene har gjort og ergret passasjerene.

Slimsopp er billig arbeidskraft og har intelligens!

Den tidligere hovedfags- og doktorgradsstudenten (Ragnhild Halvorsrud) viste på 1990-tallet med en rekke smarte forsøk at Physarum har god læreevne, problemet er jo at den ikke har nerveceller og selv bare, i praksis er en enkelt celle. Hvordan er det mulig å lagre informasjon i et slikt system! Trolig er det bundet til oscillasjonsmønsteret, uten at dette er

Fig. 4. Målinger av oscillasjonene i slimsopp-plasmodier. vsier at den reagerer på lyd.

Fig. 5. Sporangier med sporer hos Physarum polycephalum. Årene blir plutselig mørke og meiosen finner sted inni sporene. Meiosen har primitive trekk som er bevart fra den tiden moderne, eukaryote celler utviklet seg.

særlig godt utredet. For en som er mer dreven i matematikk enn meg ligger her særs interessante oppgaver der man kan utføre banebrytende forskning uten å være avhengig av større bevilgninger. I en tid hvor alt skal dokumenteres har jeg beregnet Sognsvannbaneprosjektets reelle utgifter til ca. kr. 5.oo. Arbeidstiden teller ikke for jeg er pensjonist. Jeg antar en offentlig kommuneingeniør ville behøve en adskilling høyere sum for å kunne nå et tilsvarende resultat.

jeg har utført, at den ignorerer musikk spilt med mer behagelig lydstyrke. Men jeg har en fil der variasjonene i svingemønsteret kunne tydes som at den «likte» melodien «Masquerada», ble skremt av metallrock, og nærmest «sovnet» av en meget monoton og (for meg) kjedelig melodi.

Kan slimsopp høre?

Målinger av oscillasjonene i slimsopp-plasmodier gir muligheter for å teste om slimsopp kan høre. Man sender lys av konstant styrke gjennom plasmodiet som hele tiden varierer i tykkelse der man måler avhengig av hvor man er i sinusperioden. Lysmengden som kommer ut varierer i styrke og kan lett måles med en enkel datalogger. Den vil helt sikkert påvirkes hvis lyden er kraftig nok slik at cellestrømningen forstyrres av ytre vibrasjoner. Kraftige rop med en sjersants styrke ser ut til å gi effekt, mens det ser, dessverre ut for, etter de få forsøkene

Physarums hemmeligheter avslører cellens og mitosens opprinnelse

I 1974 kom det en publikasjon i «Norwegian Journal of Botany» av Laane og Haugli med fine fargebilder av Physarummitosen. Artikkelen vakte lokalt oppsikt og enkelte kommenterte at nå var tidsskriftet blitt et ukeblad. Viktige komponenter i cellekjernen var farget med et spesifikt farge stoff for nukleinsyrer. Finn Haugli og jeg viste at kjernelegemet (nukleolus) inneholdt et lite, kuleformet organell som vi kalte «Division center». Vi kunne følge utviklingen minutt for minutt under cellekjernens deling og vise at organellet ble til cellekjernenes poler og var en slags «centriole», men av spesiell karakter.

Nylig er tilsvarende organell funnet i en musling av den kjente biologen, Professor Lynn Margulis postdocs. Det kalles nå «nukleolinus» og forklarer det siste, noe omstridte punktet i Lynn Margulis såkalte «serielle endo symbioseteori». Nå er alle brikkene på plass også de biokjemiske for en sannsynlig forklaring på hvorledes mitosen oppsto.

Referanser Mikalsen, E.H., Bremnes, S. og Brubak, T. 1996. Sopp, spill opp. Vi kan danse med ulver, snakke med papegøyer og lese blader. At man kan nyte musikken fra en sopp, er kanskje mer ukjent. (Intervju m. Morten M. Laane). Universitas 28-10-1996. p.18. Metzner, J. 1999 (Scientist Morten Laane). Slime molds, Unexpected Music. Pulse of the Planet Broadcast, American Museum of Natural History, USA. http:// www.pulseplanet.com/dailyprogram/ dailies.php?POP=180 Tarjem,G. (journalist) 2010. Sendt NRK 21-05-2010. (Intervju m. Morten M. Laane og Klaus Høiland). Slimsopp, framtidas ingeniør. http://news.bbc. co.uk/2/hi/science/nature/8473316.stm

biolog, nr. 2 2011 13

biologi og

be a t les

Lykken er ei varm rifle! «Happiness Is A Warm Gun» (fra den hvite LP-en «The Beatles») hadde jeg opprinnelig ikke tenkt å ta med i min serie om Beatles og biologi. Jeg hadde planlagt at den skulle slutte med «Across The Universe», som en kulminasjon av Beatles’ budskap til verden. Men så skjedde det altså ting som gjorde akkurat denne sangen så sørgelig aktuell at jeg ikke kan la den være. (Riktignok er den eneste konkrete biologiske referansen her «a lizard on a window pane», en gekko sannsynlig, men dette er en uvesentlighet i sammenhengen.) Temaet i sangen er, som flertallet av John Lennons seine komposisjoner, mangslungent og komplisert. Egentlig er det tre-fire ulike

14 biolog, nr. 2 2011

sanger som er smeltet sammen, og en del av teksten omhandler med all tydelighet Johns nye kjærlighet, Yoko Ono. Tittel og hovedtema fikk John Lennon den gang han ble vist et magasin med et slagord, «Happiness Is A Warm Gun», fra den amerikanske «National Rifle Association». John svarte: «I just thought it was a fantastic, insane thing to say. A warm gun means you just shot something.» At kjærligheten til Yoko Ono ble vevd inn, kan nok sees på som som en kontrast til dette dystre budskapet. Happiness is a warm gun (bang bang, shoot shoot)

Happiness is a warm gun, mama (bang bang, shoot shoot) When I hold you in my arms And I feel my finger on your trigger I know no one can do me no harm Og da kommer jeg til hovedtema: Ikke-personen som derfor ikke fortjener noe navn, og som jeg velger å kalle @##, drepte 22/72011 77, SYTTISJU, mennesker i Oslo og på Utøya i løpet av noen få timer. Hadde han nøyd seg med å sprenge Regjeringskvartalet, hadde han «bare» vært en terrorist på linje med Timothy McVeigh (Oklahoma-bomberen) eller

Osama bin Laden. Men det at han etterpå reiste til Utøya og med kaldt blod skjøt 69 mennesker, de fleste ungdommer, ja, noen til og med barn, er en handling så ufattelig at sjøl grumheter som Josef Stalin, Adolf Hitler, Idi Amin og Pol Pot nesten settes i skyggen! I følge pressen sier @## sjøl at han syntes mer synd på ei mus han kjørte over på veg til Utøya enn de menneskene han myrdet på Utøya. Hva slags uhyre er dette? Jeg aner ikke, dette er utafor min fatteevne, jeg overlater det til hjerneforskerne! Og attpå til så feig at han ikke begikk sjølmord. Hva slags tanker hadde han i hodet da han bedrev uhyrlighetene, som bare kan karakteriseres som onde og som samtidig er den største enkeltforbrytelse som er gjort i Norge i fredstid (og som til og med når verdenstoppen)? Vi har avskaffet dødsstraff her i landet, og godt er det, ellers er jeg ikke sikker på hvordan dette hadde endt… Tilgivelse får han kanskje av en av sine imaginære tempelriddere.... Og dessverre har han skrevet seg inn i norgeshisto-

rien – ufortjent som bare f... Og biologien oppi dette? Jo, her får hjerneforskerne og evolusjonspsykologene materiale å jobbe med for flere år. Det kommer nok til å bli skrevet avhandlinger på avhandlinger om @## sin psykologi, biologiske atferd og hvordan hjernen hans er skrudd sammen. Harald Eia og Ole-Martin Ihle kan igjen spørre «født sånn, eller blitt sånn?». Og dessverre vil det sikkert også bli laget konspirasjonsteorier i bøtter og spann. Vi andre kan stå og måpe! Og det politiske bakteppet? Jo en brunhvit saus av «Eurabia», «korsriddere», «tempelordnener», våpenfiksering, narsissisme, islam-hat, fremmedfrykt, «kulturmarxisme», nazisme, antivitenskap, konspirasjonsteorier – and you name it… En del personer har allerede stått fram og sagt at de støtter @## i sak, men tar avstand fra metodene. Under krigen hadde slike personer blitt kalt «stripete», altså medløpere som ikke er til å stole på. I dag gjemmer de seg bak PC-en i sine lukkete kott og kjellere. Det eneste

gode som kanskje har kommet ut av dette, og som gjør at 77 mennesker ikke døde forgjeves, er at dette skjulte grumset har kommet opp, at vanlige folk og politikere er blitt bevisst at slikt fins og at det i verste fall kan medføre massedrap. Jeg sier ikke at disse brunbloggerne oppfordrer til terrorisme, men de har uansett gitt næring til én slik ugjerning og går etter min mening ikke skyldfrie; like lite som de stripete gjorde under krigen. «Vokt deg for begynnelsene», advarer den romerske dikteren Ovid. Viktigst for oss andre er derfor å ta et oppgjør med hverdagsrasismen (så vel som andre fordommer!), som på mange måter har gitt brunbloggerne politisk alibi for sine meninger. Kronprins Haakon Magnus sa i sin tale til det norske folk: «Etter 22. juli kan vi aldri igjen tillate oss å tenke at vår meninger og holdninger er uten betydning.» Tegningen min trenger kanskje en forklaring, og unnskyld til Tove Jansson at jeg bruker Hufsa som symbol på udåden. Men Hufsa (tross at hun er av hunnkjønn) passer godt her. Hun dukker uventet og uanmeldt opp, hun er livsfarlig (bare blikket kan drepe), hun er så ond at bakken fryser til is, hun representerer våre grummeste tanker, og hun kan vente så lenge hun vil – og det er nifst! Da jeg var liten var Hufsa den skumleste figuren i hele tegneserieuniverset, mor måtte bla fort forbi sider i Mummitrollbøker hvor hun opptrer. Og så til slutt. Hvordan reagerte så Norge på uhyrlighetene 22/7-2011? Jo, i beste Beatles’ ånd: «All You Need Is Love». (Åpne http://www.youtube.com/ watch?v=llrAemrsKG0 hvor et er en fin versjon av sangen i psykedelisk innpakning fra filmen «Yellow Submarine».)

Klaus Høiland

biolog, nr. 2 2011 15

Pylorusblindsekker Bruskfisk og overlevende representanter for gamle fiskegrupper hadde fordøy elsessystem som haier og skater: enkel mage, tarm med bakre spiraltarm og tydelig bukspyttkjer tel. Moderne beinfisk har ikke spiraltarm, men i tarmens første avsnitt har de fleste utbuktninger – pylorus blindsekker – og de mangler tydelig bukspytt kjertel, men i tarmvegg og mellom pylorus blindsek kene har de bukspyttkjertel som diffust vev. På land jorden har pattedyr løst problemet å fordøye plan tekost – cellulose – med gjæringskammer med bak terier og encellete organis mer som bryter ned cellu losen. For mange beinfisk er leddyr som krepsdyr og insekter med kitinpanser viktig næring. Da cellulose og kitin har kjemiske likhe ter er det mulig at beinfis kenes pylorus blindsekker har med fordøyelse av kitin å gjøre. 16 biolog, nr. 2 2011

Bjørn Berland, Institutt for biologi, UiB, Bergen

Beinfiskene – Teleostei – omfatter ca 20 tusen arter, fordelt på omtrent 40 ordener. Deres klassifikasjon er vanskelig, og identifikasjon av familier, slekter og arter er i hovedsak basert på morfologisk ytre karakterer som kroppsform – rund eller flattrykt – hodet med kjever og øyne, bryst og bukfinner, rygg- og analfinner, og deres antall og antall piggstråler og bløte beinstråler. Videre hudskjellenes form, antall og plassering, sidelinje, halefinne og selvfølgelig fiskens pigmentering og fargetegninger. Hodet med munn, tenner og munnhule med gjellebuer er også viktig. De kan studeres uten å åpne fisken. Men oftest sies det lite eller intet om fiskenes indre anatomi: fordøyelsessystem – mage, tarm med lever – svømmeblære, nyre og gonader samt blodkar, som alle ligger samlet i den trange bukhulen. Alle fisk har en munn som skaffer næring, de har mage og tarmkanal, hvis form og plassering er viktig for å forstå deres biologi. Fisk har allsidig ernæring, noen er jegere som tar andre fisk, andre lever av plankton, noen plukker organismer på bunn og stein, og andre som leppefisk har spesialisert seg på å bite løs og knuse harde organismer, og steinbit har grove tenner for å knuse muslinger og pigghuder. Mange har kompliserte gjellegitterstaver som siler ut plankton og små byttedyr. Andre, som breiflabb, ligger i ro og lokker til seg nysgjerrige fisk som de sluker. Beinfiskenes mage-tarmkanal, som er tilpasset å ta seg av den

næring som kommer inn, består av et kort svelg, oesophagus, en enkel mage, og en tarm som kan være lang, og som ofte er brettet/ foldet for å få plass i bukhulen, til slutt et kort rektum og analåpning – se vedlagte tegning. De nålevende beinfisk har mange forfedre, de fleste er bare kjent som fossiler, i praksis harde strukturer som skjelett, tenner og hudskjell. Fisk i vid betydning omfatter slimåler, niøyer, bruskfisk – haier og skater, havmus og en del «levende fossiler» som er få rester av gamle grupper. En annen utviklingslinje som ledet til hvirveldyr på land omfattet underveis lungefisk, som fremdeles er med oss i Afrika, Sør-Amerika og Australia. Underveis oppsto coelacanther som, inntil 1938, var ansett å ha dødd ut for mange millioner år siden, de er fremdeles i live. Bruskfiskene – haier og skater – samt havmus Chimaera og de overlevende representanter for gamle grupper fisk har et «gammelt» mage-tarm system. Tarmens første avsnitt etter magen er et jevnt rør, og mellom dette og magen ligger bukspyttkjertelen pankreas. Tarmens bakre avsnitt danner en vid spiraltarm – som en vindeltrapp: en langsgående fold i tarmveggen «skrur» innholdet bakover. Tarmens indre overflate øker uten å øke tarmens lengde. Dette systemet med spiraltarm er beholdt hos nesten alle de nålevende primitive fiskene referert til ovenfor. Unntaket er størene (Acipenser), amerikansk skjestør (Polyodon) og «gar pikes» (Lepisosteus) som har spiraltarm, men de har pankreas og pylorus blindsekker, som vi finner igjen hos moderne beinfisk. Hos moderne beinfisk, Teleostei, tar munn og gjeller seg av å fange og ta opp næring, de bakre

MAGE OG TARM HOS FISK. Bruskfisk til venstre, i midten primitiv skjestør, til høyre beinfisk med pylorus blindsekker, diffus pankreas antydet, og uten spiraltarm.

gjellebuene danner øvre og nedre svelgbeinstenner som kan knuse hard mat. Byttet føres gjennom det korte svelg inn i magen, som hos rovfisk kan danne en stor sekk. Magen smalner av og gjør en sving fremover og går over i selve tarmen, via et kort snevert parti – pylorus – med en ringmuskel som styrer åpning/lukking mellom mage og tarm. Tarmen er et rør som fører til anus uten å danne spiraltarm, den kan være kort og vid eller lang og tynn, og kan om den er lang foldes en eller flere ganger. Men tarmens indre overflate kan også økes ved at det i dens fremre ende, like bak pylorus, dannes blindt-endende

utbuktninger av tarmveggen – tarmblindsekker eller pylorus blindsekker. De var kjent av Aristoteles for mer enn to tusen år siden. Tarmveggen består ytterst av et lag langsgående muskelfibre og et indre ringmuskellag, innerst ligger selve tarmepitelet. I disse pylorus blindsekkene – pyloric caeca – er ringmuskellaget dominerende. Disse sekkene kan neppe suge opp tarminnhold, men ved å reversere normal tarmperistaltikk, med lukket pylorus, kan tarminnhold presses ut i pylorussekkene (Rønnestad et al, 2000 ). Det betyr at tarminnhold kan pumpes inn og ut i disse blindsekkene, der fordøyelse kan finne sted.

Alle vertebrater har en stor lever, som produserer galle som via galleblære tømmes i tarmens fremste del. Med unntak av beinfisk har alle en tydelig bukspyttkjertel – pankreas – som ligger klemt mellom mage og tarm og som produseres bukspytt med enzymer som tømmes ut i tarmen nær gallegangens åpning. Beinfisk derimot mangler en tydelig bukspyttkjertel, men har et diffust kjertelvev på og mellom utbuktninger av tarmveggen, altså pylorus-blindsekkene i tarmens fremste avsnitt like bak magen. Sekretet tømmes i tarmblindsekkene, og må antas å ha samme funksjon som bukspyttkjertelen.

biolog, nr. 2 2011 17

Virussykdom PD – pankreas disease – hos laksefisk forteller at fisk har pankreas-vev, som altså ikke danner et markert organ. Pankreas er et dobbelt organ, den exocrine del produserer enzymer, bl. a. trypsin, som spalter proteiner og som tømmes i tarmen, den er også et endocrint organ som produserer hormoner som transporteres med fiskens blod til hele kroppen. Beinfisk må tidlig ha modifisert pankreas til å danne et diffust kjertelvev i tarmveggen like bak magen. Pylorusblindsekkene er utvidelser eller lommer av tarmen, hvor tarminnhold kan midlertidig lagres for nedbrytning og fordøyelse (Buddington & Diamant 1986). Jeg har i mange år arbeidet med fiskeparasitter, og har sløyet/ dissekert mange hundre fisk for å finne parasitter, i mange land. Jeg har etterhvert fått innblikk i hvordan fisk ser ut også innvendig, og har gjort meg tanker om deres anatomi og levevis. Bruskfisk – haier og skater – har også fordøyelsesorgan, som dog avviker fra beinfiskenes bl. a. i at de har en stor og kompakt bukspyttkjertel, og deres tarm er en kort og vid spiraltarm, se vedlagte figur. Bruskfiskene har heller ikke tarmblindsekker, dog har haien håkjerring to korte tarmblindsekker (Berland 1960). Mange beinfisk mangler tarmblindsekker, bl. a karpefiskene, som lever av plantekost og små organismer. Kan antall og størrelse av pylorusblindsekker si noe om fiskenes næring og levevis? Lysingene, slekten Merluccius, som er pelagiske rovfisk, har kun en blindsekk, breiflabb (Lophius piscatorius) har 2 beskjedne blindsekker, og piggvar og slettvar har også få. Rovfisk som hovedsakelig tar fisk, blekksprut, muslinger og skjell spiser høyverdig protein, som er relativt enkelt å fordøye; de synes å ha få blindsekker. Torsk, Gadus morhua, har et stort antall forgrenete tarmblindsekker som sitter tett sammen i krans. Sild og makrell har også mange, og i følge litteraturen

18 biolog, nr. 2 2011

har makrellstørje flere hundre. Sei og lyr har som torsk mange blindsekker, firtrådet tangbrosme har 2 x 3= 6 blindsekker, sølvtorsk – Gadiculus – har 4 små pylorusblindsekker, det gjelder også smørflyndre, Glyptocephalus cynoglossus. Skolest Coryphaenoides rupestris, som er spesialist på krepsdyr, har 24 blindsekker. Laksefisk, både i ferskvann og sjø, har også pylorusblindsekker, som ikke sitter i en krans, men etter hverandre, det gjelder også vassild, Argentina silus, som har 20. Taggmakrell (Trachurus) har også et stort antall meget slanke blindsekker. de Groot (1971) studerte munn-mage-tarm hos et stort antall flyndrearter. Noen manglet tarmblindsekker, men de fleste hadde noen få blindsekker. Deres næring var fisk, mollusker og polychaeter – altså lettfordøyelig protein. I havet er plankton viktig føde for fiskelarver, ungfisk og for mange voksne fiskearter. Brisling og sild, både som yngel og voksne er typiske plankton-spisere, det gjelder også makrell, sei og lyr. For torskeyngel er plankton, særlig copepoder, viktig, etter hvert som de vokser kan de ta grovere bytte. Den pelagiske torskefisken kolmule, Micromesistius, er trolig spesialist på lyskreps – krill. Det betyr at for veldig mange marine fiskearter må krepsdyr være viktig mat. I ferskvann spiller også krepsdyr stor rolle som mat for fisk, men for dem er også insekter, både som larver og voksne, viktige. Gjedden er en rovfisk, den har trolig få tarmblindsekker? Abbor (Perca) har 3 blindsekker. En fisketarm er som et rør, kledd med tarmepitel på innsiden. Det er stor variasjon i dette epitelet, hos noen er det som fin plysj eller fløyel, hos andre grove ribber med furer mellom. Parasitter er ofte vertspesifikke, noen parasitter er bundet til visse familier og slekter. Dette er særlig tydelig for bendelmark, deres scolex, som fester marken til tarmen, passer til tarmepitelet som «nøkkel til lås». Iktene – trematodene – har

sugeskåler som de fester seg til tarmen med, og mange rundmark fester seg til tarm ved hjelp av munn og lepper, som må passe til tarmtottene. Foreløpig konklusjon: Beinfisk som hovedsakelig lever på fisk, muslinger, skjell, polychaeter og andre makk har få eller ingen pylorus blindsekker, men fisk som hovedsakelig tar krepsdyr – copepoder, krill, reker og krabber – har pylorusblindsekker. Torsk og andre torskefisk er allsidige i matveien, de tar fisk, krabber og andre krepsdyr. Hyse plukker byttedyr på bløtbunn, og sei og lyr jakter på fisk og plankton som de siler ut i gjellene. Det gjør også brisling, sild og makrell. For disse fiskeslagene er krepsdyr, og insekter for fisk i ferskvann, en betydelig næringsressurs. Arthropodenes exoskjelett, altså det ytre panseret hos krepsdyr og insekter, består av kitin, som er kjemisk lik cellulose. De er begge bygget opp av karbon-seksringer som er kjedet sammen, og som ikke lett lar seg fordøye. Planteetere på land – drøvtyggere, gnagere og mange andre – lever nesten utelukkende av plantekost, for dem er fordøyelse av cellulose et problem. Drøvtyggerne, gnagere og haredyr klipper av gress og planter med tennene, og som etter lett tygging og knusing blir svelget. Drøvtyggerne lagrer midlertidig det svelgete plantematerialet i 1. mage – vommen – som er et stort gjæringskammer hvor bakterier og encellete organismer bryter ned cellulosen. Etter å ha blitt gulpet opp og blandet med spytt ved neste maling mellom tennene blir plantevellingen svelget på nytt og ført til det 4. mageavsnitt – abomasum– hvor selve fordøyelsen med pepsin og HCl på vanlig måte finner sted. Gnagerne og haredyr har en enkel mage, men i tarmens bakre ende er det en stor blindsekk, et caecum som også er et gjæringskammer, hvor mikroorganismer bryter ned cellulose og gir bløt førstegangs avføring. Denne blir spist, svelget og kjørt gjennom mage-tarm en gang

til og kommer til slutt ut som tørre faste kuler. Hest har også et stort bakre gjæringskammer, men i hestepærene som kommer ut kan spurvene finne korn å spise. Termitter og treborende insekter nytter også protozoer andre og mikroorganismer for å bryte ned cellulose og treverk. Da kitin og cellulose har kjemisk likhet, er det relevant å spørre om krepsdyrenes ytre panser fører til problemer for fisk å bryte ned – fordøye – kitin. Og har fisk løst slike problem? Hvis ikke burde fiskenes tarm bli full av intakte «tomme» krepsdyr. Merk at laksefisk i oppdrett får rekeskall for å gi rødfarge til laksens muskulatur. Det betyr at i det minste laksefisk kan fordøye kitin. Dersom dette gjelder for fisk generelt, er byttedyrenes kitinskjelett en betydelig næringsressurs. I havet er plankton viktig føde for fiskelarver og ungfisk, og for større fisk. Selv om de kan ta små fisk og annet, må krepsdyr være viktig mat for veldig mange marine fisk. I ferskvann spiller også krepsdyr stor rolle som mat for fisk, men for dem er også insekter, både som larver og voksne, viktige. Konklusjon. Beinfisk har opprinnelig hatt fordøyelsessystem av bruskfisk-typen, men de har kuttet ut spiraltarm. For å takle bytteorganismer med ytre kitinpanser har de utviklet pylorusblindsekker i tarmens første avsnitt for å utnytte denne næringsressurs. Disse ideene er jeg kommet til over lang tid. Jeg er morfolog som har sett og dissekert mange fisk over mange år. Men jeg kan ikke nok kjemi og fysiologi til å svare på spørsmålene jeg stiller, men andre med relevant kunnskap kan kanskje spinne videre på ideene presentert her.

Referanser Berland B., 1960: Noen observasjoner over håkjerring (Somniosus microcephalus) (Bloch & Schneider)). – Fauna, Oslo 13(1):1-14.

Buddington R. K. & J.M. Diamond, 1986: Aristotle revisited: The function of pyloric caeca in fish. Proc. Atl. Acad. Sci. USA 83 8012-8014. De Groot S. J. 1971: On the interrelationsships between morphology of the alimentary tract, food and feeding behaviour in flatfishes (Pisces: Pleuronectiformes). – Netherlands Journal of Sea Research. 5(2): 121-196. Rønnestad I, C. R. Rojas-Garcia & J. Skadal, 2000: Retrograde peristalsis; a possible mechanism for filling the pyloric caeca? – Journal of Fish Biology 56: 216-218.

Fisk i vid forstand omfatter fire klasser: slimåler, niøyer, bruskfisker og beinfisker. Klasse: Slimåler – Myxini Orden: Slimåler – Myxiniformes Klasse: Niøyer - Cephalospidomorphi Orden: Niøyer - Cephalaspidomorpha Klasse: Bruskfisker - Chondrichtyes Underklasse: haier og skater - Euselachii Orden: Haier - Pleurotremata Orden: Skater - Hypotremata Underklasse: Helhoder - Holocephali Orden: Havmus - Chimaerea Klasse: Beinfisker - Osteichtyes (Teleoster) Underklasse: Størfisker - Palaeopterygii Orden: Stører - Chondrostei Orden: Bikirer - Cladistia Underklasse: Egentlige beinfisker - Neopterygii Orden: Silde- og laksefisker - Isospondyli Orden: Karpe- og mallefisker -Ostariophysi Orden: Ålefisker - Apodes Orden: Horngjelfisker -Synentognathi Orden: Nålefisker - Solenichtyes Orden: Stiklingfisker - Thoracostei Orden: Torskefisker - Anacanthini Orden: Båndfisker - Allotriognathi Orden: Piggfinnefisker - Percomorphi Orden: Ulkefisker - Scleroparei Orden: Flyndrefisker - Heterosomata Orden: Sugefisker - Discocephali Orden: Fastkjevete fisker - Plectognathi Orden: Marulker - Pediculati Underklasse: Choanichtyes Overorden: Kvastfinnete fisk - Crossopterygii Overorden: Lungefisk - Dipnoi

biolog, nr. 2 2011 19

Gulrøtter er fortsatt sunt – kanskje I skjermplantefamilien er det flere kjente grønn saks- og kryddeplanter som gulrot, pastinakk, kvann og persille. Under lig er det derfor at plan tene fra denne familien er fulle av gift. Jørgen Stenersen j.h.v.stenersen@bio.uio.no

Professor em, Biologisk Universitetet i Oslo

institutt

Alle planter har såkalte sekundære metabolitter (SM). Det er stoffer som ikke har en klar funksjon i livsprosessene og som heller ikke inngår i den regulære metabolism. De sekundære metabolittenes funksjon er ofte ukjent. Vi lærer lite om SM når vi studerer biokjemi, men stoffene har selvsagt en sentral plass i farmakologien. Farmakologen bryr seg imidlertid lite om den betydningen stoffene har for plantene selv. Svært mye av plantenes biokjemiske apparat er engasjert i å produsere slike stoffer, og mye av plantenes genom er involvert i å designe de nødvendige enzymene. SM smaker ofte vondt eller er giftige. De forekommer gjerne i høyere konsentrasjon i uforedlete varianter av en planteart enn i kultivarer av samme art. Gode eksempler er solanin i potet og cyanogene glykosider i mandler, som jo gjør villpotet giftig og mandler høstet fra ville mandeltrær direkte dødelige. Gift-

20 biolog, nr. 2 2011

stoffene er ofte plantenes egen beskyttelse mot å bli spist og når giftstoffene er foredlet bort, må plantene beskyttes med plantevernmidler tilført av oss mennesker. De sekundære metabolittene kan være ekstremt sterke akuttvirkende gifter, og de kan skade fostre eller være kreftframkallende. Men noen av dem bidrar til å gi plantene en behagelig duft og en deilig smak for de dyra plantene ønsker å tiltrekke. Over 100 000 SM er beskrevet, men det totale antallet er sikkert over 500 000 (Wink, 2009). Forskjellige plantearter eller slekter har forskjellige stoffer.

Funksjoner

Om du har vandret rundt i gariguen (strandvegetasjonen) på de greske øyer – i en flora som er utsatt for et sterkt beitepress, vil det slå deg at alle plantene har pigger og hår, er trevlete og lite fristende. Unntaket er strandhyasint (Urginea maritima) som er saftig og lekker. Den er imidlertid forferdelig giftig og inneholder såkalte hjerteglykosider. Har man ikke pigger og ekle hår, får man ty til gift! De akuttgiftige sekundære metabolittenes funksjon er nettopp å være giftige. Det dreier seg ofte om hurtigvirkende nervegifter. Plantene kan jo ikke stikke av når noen kommer og vil spise dem, men de har til gjengjeld fantastiske muligheter til å lage allverdens finurlige stoffer som dreper eller skremmer beitende insekter, snegler, midd og pattedyr. Stoffer som er kreftframkallende eller fosterskadelige (teratogenen) er kanskje nyttige for planten som soppmidler eller bakteriedrepende stoffer. Mutasjoner,

Foto: Opplysningskontoret for frukt og grønnsaker - frukt.no.

kreft eller forsterskader hos mennesker har neppe vært det evolusjonære målet for plantene. Det bare «ble slik», eller det ble slik fordi mekanismene er identiske med mekanismene for virkning på patogene sopp, bakterier og virus. Planteforedling har foregått i mer enn ti tusen år, og kulturplantene har fått langt bedre næringsverdi og langt lavere giftinnhold enn de naturlige variantene eller de variantene steinaldermenneskene måtte nøye seg med for den saks skyld. Dette er beskrevet på en lettlest og underholdende måte av Jared Diamond (1997) i norsk utgave oversatt av Mie Hidle (Diamond, 2011). Andre funksjoner enn å virke som pesticid kan være en signalstoffunksjon (duftstoffer, bitterstoffer, fargestoffer) eller for å

beskytte mot UV-lys og oksidativt stress. Multiple funksjoner er ikke uvanlig og vil styrke stoffets evolusjonære gjennombrudd. Hypotesen om at det dreier seg om avfallstoffer er forlatt (Hartman, 2007). Stoffene har klare funksjoner for planten og produseres ofte på bekostning av vekst. Kvantifisering er vanskelig fordi mengdene er avhengig av påvirkning utenfra. Soppmidler og antibeitestoffer vil øke enormt ved henholdsvis soppangrep og beiting. Stoffer som syntetiseres som svar på angrep kalles ofte fytoaleksiner.

Kjemi

Sekundære metabolitter kan løst klassifiseres i to hovedgrupper: de som inneholder nitrogen, og de uten. De som ikke inneholder nitrogen er terpener, polyketider, fenoler, saponiner og polyyner. De med nitrogen er alkaloider, aminer, cyanogene glykosider, non-proteinaminosyrer, glukosinolater, alkamider og peptider. Alkaloider er en sekkebetegnelse for de nitrogenholdige stoffene som ikke kan klassifiseres i noen av de andre gruppene. I en plante er det vanligvis en eller et fåtall sekundære metabolitter som dominerer, men den har også små mengder av tallrike derivater av disse hovedkomponentene. De ulike taksonomiske enhetene har gjerne sine spesielle grupper. For eksempel har steinfruktenei rosefamilien gjerne cyanogene glykosider mens korsblomsterfamilien har glukosinolater og søtvierfamilien og erteblomstfamilien har alkaloider. Bartrær har terpener og fenoler i tallrike varianter.

Om giftstoffene i skjermplanter

skal omtale to forgiftningstilfeller. Giftig eller ikke, skjermplantene likner hverandre til forveksling, og en god flora er nødvendig. SM fra skjermplantene, giftige eller ikke, likner også til forveksling på hverandre. De kommer hovedsakelig fra fire ulike stoffgrupper: polyyner, terpener, furanokumariner og enkle alkaloider og vi skal omtale noen av disse. Wikipedia er en god kilde til kunnskap da mange er farmakologisk aktive på forskjellige måter. «Urtedamer» av ulik kaliber har også mye på sine nettsider, og det er ikke måte på stoffenes fantastiske egenskaper som legemidler. Polyyner De danske forskerne Christensen og Brandt har gitt en oversikt over polyyner i grønnsaker fra skjermplantefamilien som selleri, persille og gulrøtter (Christensen og Brandt, 2006). Selv om stoffene er giftige, kan de også ha positive helsemessige virkninger. De skal kunne beskytte mot kreft. Polyyner er kanskje de mest interessante for en kjemiker fordi de inneholder rekker med trippelbindinger – en bindingstype vi ellers ikke finner mye av i naturen, og som iallfall ikke inngår i den vanlige biokjemien. Acetylen, også kalt etyn (C2H2), er det enkleste stoffet med denne bindingen. De to hydrogenatomene sitter på hvert sitt C-atom og spriker i 180 graders vinkel fra hverandre. Catomene er bundet sammen med en trippelbinding. Ifølge Wikipedia er den enkleste polyyn en diyn funnet på Jordas måne og på Saturns måne, Titan. (figur 1) De vi finner i plantene er noe mer kompliserte (figur 2). De er ikke eksklusive for skjermplanter, men finnes også i en del kurvplanter og i f.eks. misteltein. Skjermplantenes polyyner kan være

ekstremt giftige.

Giftstoffet i selsnepe

Selsnepe (Cicuta virosa) er lett å kjenne igjen ved den kraftige roten som er hul og tverrdelt med mange rom og ved at den bare vokser i fuktige omgivelser. Den kan se både spiselig og god ut med sine friske blader og saftige røtter (figur 3). Selsnepe regnes som den giftigste planten i norsk flora og er dessuten ganske vanlig. Planten har vært årsak til mange forgiftningstilfeller gjennom tidene og noen med dødelig utfall. (Høeg, 1976) Giften heter cicutoxin og er et polyyn (figur 2). Symptomene på cicutoxinforgiftning er utvidede pupiller, kramper, cyanose (blåfarging av hud) og bevisstløshet. Giftstoffet virker annerledes enn alkaloidet koniin (Strauss et al., 1996; Uwai et al., 2000) som vi skal omtale senere. De voldsomme krampene og døden kommer 15 minutter etter inn-

Fra Moss avis 2. mai - 2000 Selsnepe: Norges giftigste Slaget var i realiteten allerede tapt og Sørensen kunne bare se på at hans trofaste følgesvenn var klinisk død i løpet av fem til ti minutter. Dyrlegen hadde ingen mulighet til å redde hunden, og kunne ikke gjøre annet enn å avlive den. Ved Veterinærinstituttet ble det fastslått at giften var dødsårsaken. For en annen hund er tilstanden fortsatt kritisk. – Disse giftige plantene kan forårsake en veldig smertefull død, noe som beklageligvis var tilfellet i denne dyretragedien. Det slo meg med en gang at hunden hadde fått i seg gift, men jeg visste selvfølgelig ikke hva slags gift det dreide seg om. Bikkjene har trolig snappet planten opp da de drakk vann, sier Sørensen.»

Skjermplantene fenger interesse fordi denne familien rommer ekstremt giftige arter, men også meget nyttige og mye brukte grønnsaksplanter. Et nærmere studium H C C C C H avslører at også grønnsakplantene er fulle av gift! Vi skal derfor gå 1,3-butadiyn Figur 1. 1,3-butadiyn påog på Titan finnes påfinnes månen (Viker, 2000) litt mer i detalj og beskrive noen månen og på Titan og er det og er den enkleste diyn enav giftene i skjermplantene. Og vi kleste diyn

biolog, nr. 2 2011 21

oenantthotoxin

OH HO

cicutoxoxin

C OH

HO C

falcarinol HO C

falcarindiol C OH

OH C

carotatoxin Figur 2: Giftige polyyner fra hestekjørvel (oenthotoxin), fra selsnepe (cicutoxin), og fra gulrot (falcarinol, falcarindiol og carotatoxin). tak (!), og en dødelig dose gir kraftig spyttsekresjon, nervøsitet, kramper, muskelsvakhet og muskelspenninger etterfulgt av perioder med avspenning. Døden inntreffer gjerne som følge av mangel på evne til å puste. Belastningene på muskulaturen er så stor at den får skade under forgiftningsprosessen. Vi vet etter hvert temmelig mye om hva cicutoxin reagerer med i nervesystemet og kan nevne at beroligende og krampedempende midler som

22 biolog, nr. 2 2011

Valium, Sobril, og Vival reagerer med de samme bindingssetene, men gir altså motsatt effekt. Virkningsmekanismen er således noe i slekt med stivkrampegiften – tetanospasmin og «reve giften» stryknin fra Strychnos nus-vomica (brekknøtt). Cicutoxin fins visstnok bare i selsnepe, men stoffer med omtrent samme virkning forekommer i Buxus sempervirens (buksbom) og Coriaria myrtifolia. (Uwai et al., 2000). Hestekjørvel (Oenanthe

aquatica) og andre arter i samme slekt har det beslektede stoffet oenathtoxin som også er svært giftig. Hestekjørvel (Oenanthe aquatica) regnes som Englands giftigste plante. Ifølge floraen (Lid og Lid, 1994) finnes den bare i Østfold og Vestfold, og står på den nasjonale rødlista. Dette er også en våtmarksplante. Den og andre oenanthearter likner på persille og merkelig nok kan kveg spise dem, dvs. bladene, uten å bli forgiftet, men røttene som ser ut som hvite gulrøtter er ekstremt giftige for folk og fe. Planten har, heldigvis for svært lenge siden og på Sardinia, vært brukt til å henrette gamle folk som ikke klarer å forsørge seg selv lenger. Til å avlive forbrytere (http://en.wikipedia. org/wiki/Water_dropwort) har den også vært brukt. Figur 2 viser et utvalg av diyner fra skjermplanter. Legg merke til at alle består av en kjede med 17 C-atomer. De blir syntetisert i planten fra oljesyre. De to trippelbindingene danner en rettlinjet og stiv struktur inni molekylet. Hydroksylgrupper og dobbeltbindinger er plassert litt forskjellig i de ulike formene. Alle disse er svært giftige. Den aller giftigste er cicutoxin som ser ut til å være spesiell for selsnepe. Hundepersille (Aethusa cynapium) er også meget giftig og inneholder et koniinliknende alkaloid (cynapin) pluss polyyner, men her bare med 13 C-atomer i kjede (figur 4). Hundepersille er populær blant «urte-leger» og har vært brukt som remedium mot f.eks. magepine hos barn, søvnproblemer, angstfordriver, eller naboens bråkete hund! Planten er svært giftig, og det er 1 % aethusin i røttene. Homøopatene tror også de får et medikament fra hundepersille, men ved den måten de lager preparatene på, vil eventuelle farmakologiske virkninger være borte før de når pasienten. Tørking reduserer også giftinnholdet såpass mye at det ikke er så farlig om planten forekommer i høyet.

Furokumariner

Figur 3: To svært gifte skjermplanter. Giftkjeks, Conium maculatom og selsnepe, Cicuta virosa, Illustrasjoner fra Köhler's Medizinal-Pflanzen. Herman Köhler (1887).

Figur 4: Det viktigste polyynet i hundepersille er aethusin, en forholdsaethusin vis enkel hydrokarbon med 13 C-atomer.

O furan

O kumarin

psoralen

O O

Blant fenoliske stoffer er furokumarinene dominerende hos skjermplantene. Navnet furokumariner kommer av at den kjemiske strukturen består av en furanring koplet sammen med en kumarinstruktur (figur 5). Det er to hovedstrukturer: psoralen og angelicin. Furokumariner finnes i spiselige og uspiselige planter som fiken og i bergamotolje (fra Citrus bergamia, en slekting av appelsin og sitron). Skjermplantene pastinakk, persille, og selleri og kvann har mye og de finnes i rikt monn bjørnekjeks, tromsøpalme og sløke. Furokumariner absorberer UV-lys og omsettes fotokjemisk til karsinogene stoffer ved sollyspåvirkning. Likevel brukes bergamotolje for å forsterke solbruning. Selleriplukkere er sterkt utsatt for solskader. Psoraleninnholdet i selleri kan øke hundre ganger dersom planten utsettes for stress! Bergamotolje inneholder for øvrig også andre kreftframkallende stoffer som dimetyloktadienolacetat. Bjønnkjeks og tromsøpalme har spesielt mye furokumariner, og det er kanskje årsaken til at de får råde grunnen alene der de får vokse. Jorden blir forgiftet og blir umulig for andre planter. Angelicin finnes, som navnet antyder i kvann ( Angelica archangelica).

Alkaloider

angelicin

Figur 5: Psoralen og angelicin er sammensatt av en furanring og kumarin. Forskjellen er hvordan de er koplet sammen. En kjemiker vil se av strukturen at de vil kunne absorbere lysenergi og destabilisere biomolekyler som DNA og proteiner.

Sokrates’ skjebneurt var skarntyde eller det vi kaller giftkjeks (Conium maculátum, figur 3). Denne karve-liknende skjermplanten inneholder et alkaloid med enkel struktur, men som er svært giftig. Dette var i Athen i år 399 før vår tidsregning. Sokrates var dømt til døden (figur 6) fordi han ikke anerkjente de offisielle gudene og fordi han fordervet ungdommen. Platon beskrev henrettelsen omtrent slik: Sokrates blir tung i benene og

biolog, nr. 2 2011 23

Figur6: Sokrates’ død. Maleri av Jacques David 1787 (Metropolitan Museum of art)

merker ikke bøddelens kraftige trykk. Sokrates blir etter hvert kald og stiv og er ved bevissthet til det siste. Det er foreslått at bøddelen brukte en blanding av opium og giftkjeks – noe som mildnet symptomene. Platons beskrivelse av symptomene er kanskje ikke helt å stole på. Men iallfall var henrettelsesmetoden mindre grusom enn ofte praktisert både den gang og nå. Symptomene ved giftkjeksforgiftning begynner med en brennende fornemmelse i munnen. Den forgiftede får stor spyttutsondring og blir svimmel. Senere får pasienten muskelsvakhet, etterfulgt av kramper, oppkast, diaré og ufrivillig vannlating. Åndedrettet blir først hurtig og overflatisk, men siden langsomt og anstrengt. Muskulaturen lammes helt og døden inntreffer ved kvelning. Pasienten kan være

24 biolog, nr. 2 2011

ved full bevissthet fram til dødsøyeblikket. Kvikner pasienten til igjen, er utsiktene til å bli helt frisk gode. Giftkjeks skader også fostre i mors liv da alkaloidet også gir lammelser hos fostrene dersom moren spiser planten. Den manglende evnen til bevegelse gir ledd-deformasjoner. I varmere strøk forekommer giftkjeks ofte på beiteområder, og planten utgjør en risiko for drektige beitende dyr. I Ohio, USA, er den mange steder blitt et av de mest alminnelige ugrasene langs veier og i grøftekanter. Den utgjør derfor en reell risiko for folk og fe. I Norge er den sjelden og har liten betydning, men finnes noen ganger på avfallsplasser, ved møller, i blomsterrabatter og langs gater. Åtte ulike giftstoffer er påvist fra planten, men det er særlig stoffene koniin og gamma-conicein som gir gifteffekten. Stoffene finnes i alle plantedelene og kan

utgjøre 0,5 – 1,0 % av vekten. Koniin er en væske med en ubehagelig lukt som minner om musepiss. Alle giftstoffene er flyktige og de kan også bli tatt opp ved innånding, noe kjemikere som forsøkte å renframstille giften smertelig fikk erfare. Koniin ble renframstilt allerede omkring 1820 og laget syntetisk i 1883. Stoffene er typiske nervegifter og likner litt på nikotin i både struktur og virkemåte. Det kan virke både eksiterende som nikotin, og i høyere doser mer som curare; altså lammende. Nikotin gir et liknende dose-respons-mønster. Hundepersille (Aethusia cynapium) har (minst) en liknende piperidinalkaloid som kalles cynapin.

Giftstoffer i gulrot, vanlige grønnsakplanter og kvann

I 1960-åra var det stor bekymring for at rester av pesticider, særlig insektmidler, kunne være skadelig. Dette spisset seg til et-

CH3

piperidin

koniin

gamma-conicein

Figur 7: Vi ser at alkaloidet koniin er et enkelt derivat av piperidin (en sykloheksanring der en C erstattet med en N). Det er to (S og R) speilbildeisomerer og begge er omtrent like giftige. Gamma-conicein har en dobbeltbinding i ringen og vi har ikke speilbildeisomeri. De reagerer omtrent som nikotin på de «nikotinerge» reseptorene og døden skylles respirasjonssvikt. Gamma-conicein er giftigst av de to.

ter 1962 da Rachel Carson utga boka Silent spring i 1962. Det var særlig grønnsaker som skapte bekymring. Analysemetodene var dårlige, og kunnskapen om toksikologien for disse stoffene i den mengde det kunne være snakk om, var enda dårligere. Ved Statens plantevern ble såkalt bioassay forsøkt. Grønnsakene ble most og bananfluer fikk lov til å delikatere seg av denne grøten. Dødeligheten ble registrert og ved å sammenlikne dødeligheten på mos av insektmiddelbehandlete grønnsaker med dødeligheten på kontroller, mente man å kunne fastslå nivået av insektmidler. Gulrøtter måtte beskyttes med insektmidler for å hindre angrep av gulrotsuger og gulrotflue, og da man brukte det persistente midlet gamma-HCH var vi sikre på at det ville være rester av dette stoffet i røttene. Kål ble testet på samme måten. Metoden kunne nok brukes på gulrøtter, men var helt ubrukelig på kål da alle insektene døde både i kontroll og i insektmiddelbehandlet kål. Crosby og Aharonson (1967; 1966) testet gulrotekstrakter på Daphnia magna og fant høy giftighet på denne indikatororganismen. Et stoff de isolerte ga sterke nevrotoksiske symptomer når det ble injisert i mus (LD50 var 100 mg/ kg). Påfølgende analyser viste at gulrot inneholder, foruten provitamin A og vitamin B6, også giftstoffene myristicin, falcarinol og falcarindiol og den svært giftige

polyynen carototoxin. Stoffene ble isolert og strukturbestemt i 1982 (Yates og England, 1982). De kan gi allergier og dermatitter og falcarinol binder seg til cannabinolreseptoren (CB1) og gir hallusinasjoner. Typiske konsentrasjoner er 34,4 mg/kg myristicin, 30,3 mg/kg falcarinol og 83,6 mg/kg falcarindiol bestemt som våtvekt gulrot. Carototoxin forekommer i omtrent 2 mg/kg. Slike mengder giftstoffer ville aldri vært godkjent dersom de var «syntetiske».

Men gulrot har flere gifter!

Myristicin (figur 8) er et enkelt fenolderivat, en benzodioksol, som finnes i gulrot og mange andre skjermplanter. Seks til sju milligram er tilstrekkelig for å oppnå en psykofarmakologisk effekt. Om det er kreftfamkallende eller har andre effekter vites ikke, men stoffet har sammen med de andre gulrotgiftene stor interesse for de som er fascinert av dop.

Kvann

Kvann blir brukt som medisinplante, som krydder og grønnsak. Rota inneholder angelicin (figur 5) og mange andre beslektede kumariner. Det skal være 26 ulike kumariner. Kvann har også behagelig duftende terpener som fellandren og det er nok heller dem som gjør denne planten så populær. Det er ikke grenser for alt kvann skal hjelpe mot ifølge urte-

doktorer og folkemedisinen. Særlig er det visst estere av angelikasyre man har fokusert på. Kvannen inneholder vitterlig mange farmakologisk aktive stoffer, men den er ikke registrert som legemiddel – så det er bare å plukke og prøve! Kvann likner ganske mye på sløke og bjønnkjeks – som vel inneholder mer enn godt er av furokumariner. Man bør lære seg forskjellen fra en god flora (Lid og Lid, 1994) før man starter kvannsankingen. Løpstikke er en gammel medisin- og grønnsakplante og er full av furokumariner, og terpener. Urten er flerårig og de første skuddene kommer tidlig om våren. Den beforderer både godt humør og fruktbarhet fordi

CH2

O OCH3 Figur 8: Myristicin har også narkotiske egenskaper. Dette er en hallusinogen – et enkel benzodioksolderivat. Det finnes spesielt i muskatnøtt, men gulrot, dill og persille inneholder også nokså mye. Etter diverse nettsider å dømme kan en få effekt av å røyke persille om en ikke har marihuana.

biolog, nr. 2 2011 25

CH2

CH3 CH H CH3 CH3

C C

COOH CH3

fellandren angelikasyre Figur 9: Fellandren er et behagelig duftende terpen fra kvann. Angelikasyre-estere skal være spesielt viktig kvannens legende egenskaper.

utgjør så meget 50-70 % av oljen i karvefrøene og nesten like mye i dillolje. Ser vi nøye på strukturen, oppdager vi at et C-atom (merket med stjerne) er bundet til fire ulike grupper (til venstre gjennom ringen, til høyre gjennom ringen, til den alifatiske delen og til hydrogen som ikke er vist). Vi har derfor to mulige isomerer, S-carvon og R-carvon. Karve og dill har S-carvon, og det er den som gir den fine duften. R-carvon dufter mentol og finnes i høy konsentrasjon i mynte (Mentha spicata),

Noen meninger OH OH HO

O OH OH

quercetin Figur 10: Qurcetin er en flavonoid med mange biologiske virkninger. Mange av egenskapene kan skylles den spesifikke hemmingen av noen CYP-enzymene (CYP2C8, CYP2C9 og CYP3A1) som ver viktige i degraderingen av hormoner og medikamenter. Vi gjenkjenner kumarinstrukturen i formelen.

CH3 O

CH2

CH3

Figur 11: Karveduft og mentol fra (Mentha spicata) skylles et terpenoid, henholdsvis S-carveon og R-carveon. Ved stjernen har vi et carbonatom som er bundet til fire ulike grupper, og vi har derfor to speilbildeisomerer. Det er interessant at luktorganet kan skille mellom disse to.

26 biolog, nr. 2 2011

den kommer så tidlig og smaker friskt, men kanskje også fordi den inneholder mange aktive ingredienser. Man bør merke seg at den inneholder mye av bitterstoffet quercetin. Quercetin er en flavonoid med, mange biologiske egenskaper og finnes for øvrig i mange frukter (grapefrukt) og grønnsaker. Quercetin hemmer spesfikt flere CYP-enzymer som er viktige for metabolismen av mange hormoner og medikamenter. Dette er en type interaksjoner man skal være oppmerksom på om man er spesielt glad i f.eks. grapefrukt eller løpstikke. Karve har spesialisert seg på terpener. Carvon (figur 11)

Ordet giftfrie grønnsaker brukes gjerne om grønnsaker som ikke har blitt påført pesticider. Når vi, som vi har gjort her ser konkret på en flik av alle rare gifter plantene produserer selv, er denne bruken av ordet «giftfri» lettere komisk. Syntetiske pesticider er imidlertid et resultat av høyteknologi, og vi som har en romantisk dragning til enkelhet og lavteknologi foretrekker derfor gjerne «økologisk dyrkete produkter», men giftfrie er de ikke! Det samme gjelder troen på såkalt «steinalderkost». Dette er et romantisk og tiltrekkende begrep, men planteutvelgelse og foredling i 10 000 år har gitt oss sunnere og sikrere mat med mindre gift og høyere næringsinnhold og har gjort det mulig for mange flere å oppnå høy alder med god helse. En annen sak er at de moderne planteforedlerne kanskje går for langt i å fjerne sekundære metabolitter som ikke faller alle helt i smak. Neper og løk smaker ikke det samme som før, og gulrøttene har blitt for søte om du spør meg. Og hvorfor er grønnsaker sunt? Det er jo alle ernæringsprofeter iallfall enige om, og det er sikkert riktig. Fiber? Antioksidanter? Vitaminer? Lite eller mye karbohydrater? Tja. Leg og lærd strides. Min hypotese kan jo være at de små mengdene av de mange sekundære metabolittene aktiverer forsvarssystemene mot gift akkurat passe mye. Derfor tror jeg gulrøtter er sunt, men selvsagt

i riktig dose. Et assortert utvalg av litt gift er kanskje det som gjør grønnsakene sunne. Småbarn liker ikke alltid grønnsaker. Kanskje det er for mye bitterstoffer og andre sekundære metabolitter og kanskje det ikke er lurt for dem å få i seg for mye av disse stoffene?

Litteratur Carson, R. 1962. Silent Spring. The Riverside Press, Massachusetts. 368 pp. Christensen, L., og K. Brandt. 2006. Bioactive polyacetylenes in food plants of the Apiaceae family: occurrence, bioactivity and analysis. J Pharm Biomed Anal. 41:683-693. Crosby, D.G., og N. Aharonson. 1967. The structure of carotatoxin, a natural toxicant from carrot Tetrahedron. 23:465-472. Crosby, D.G., R.K. Tucker, og N. Aharonson. 1966. The detection of acute toxicity with Daphnia magna Food and cosmetics toxicology. 4:503-514.

Diamond, J. 2011. Våpen, pest og stål. Menneskenes historie gjennom 13000 år. Spartacus forlag AS, Oslo. 490 pp. Hartman, T. 2007. From waste products to ecochemicals: fifty years research of plant secondary metabolism. Phytochemistry. 68:2831-2846. Hougsgaard, K.S. 2005. Skarntyde til Sokrates. dansk kemi. 86:34-37. Høeg, Ove Arbo. 1976. Planter og tradisjon. Universitetsforlaget. Lid, J., og D.T. Lid. 1994. Norsk flora. Det Norske Samlaget, Oslo. Strauss, U., U. Wittstock, R. Schubert, E. Teuscher, S. Jung, og E. Mix. 1996. Cicutoxin from Cicuta virosa--a new and potent potassium channel blocker in T lymphocytes. Biochem Biophys Res Commun. 219:332-336. Uwai, K., K. Ohashi, Y. Takaya, T. Ohta, T. Tadano, K. Kisara, K. Shibusawa, R. Sakakibara, og Y. Oshima. 2000. Exploring the structural basis of neurotoxicity in C(17)-polyacetylenes isolated from water hemlock. J Med Chem. 43:4508-4515.

Viker, M. 2000. Selsnepe i Våler. In Moss Avis, Moss. Wink, M. 2009. Functions and biotechnology of plant secondary metabolites. Blackwell Publishing Ltd, West Sussex, UK. 410 pp. Yates, S.G., og R.E. England. 1982. Isolation and analysis of carrot constituents: Myristicin, falcarinol, and falcarindiol. J. Agric. Fd Chem. 30:317-320.

Bonnevieprisen

Forslag til kandidater

Norsk Biologforening deler ut Bonnevieprisen. Prisen deles ut til «en person, en informasjonskanal eller et spesielt initiativ, som på en særdeles fordelaktig måte har fremhevet biologifaget i norsk offentlighet eller i norsk skole». Forslag til kandidater må fremmes innen 15. oktober 2011. Forslaget må begrunnes og sendes Norsk Biologforening (BIO), pb 1066 Blindern 0316 Oslo. post@bio.no

Vedtekter for Bonnevieprisen Vedtatt på årsmøtet i Norsk Biologforening 1999 § 1 Bonnevieprisen utdeles til en person, en organisasjon, en informasjonskanal eller et spesielt initiativ, som på en særdeles fordelaktig måte har fremhevet biologifaget i norsk offentlighet eller i norsk skole. § 2 Prisen, som er oppkalt etter norges første kvinnelige profes-

sor, utdeles årlig av Norsk Biologforening, dersom det finnes verdige kandidater. § 3 Prisvinneren utpekes av en komite, oppnevnt av styret i Norsk Biologforening. § 4 Komiteen skal bestå av 3 personer, hvorav minst 2 skal være biologer. Det bør være én person som arbeider i skoleverket, og én fra media. Medlem-

mene oppevnes for en periode på 2 år. § 5 Medlemmer av BIO har anledning til å fremme forslag på kandidater til prisen. Medlemsbladet «Biolog» brukes for å annonsere prisen. § 6 Prisen består av et kunstverk, og et æresmedlemskap i Norsk Biologforening.

biolog, nr. 2 2011 27

Konsekvensene av SURERE hav Noen geokjemiske betraktninger av betydning for livet i havet

Foto: IStock/malerapaso

Økt CO2 fra atmosfæ ren vil føre til lavere pH i havet fordi det løses i vannet og danner kar bonsyre. Effekten av en forsuring avhenger av stabiliteten av forskjellige karbonatmineraler. Kal siumkarbonat (CaCO3 ) forekommer som et trigo nalt mineral, kalsitt, og som er termodynamisk mest stabilt. Men det dannes også aragonitt 28 biolog, nr. 2 2011

som har en rhombisk struktur og som er min dre stabilt og har høyere løselighhet. Modellering viser at oppløsning av aragonitt vil bidra til at reduksjonen i pH blir mindre og at kalsitt frem deles vil være stabil i de fleste områder. Det gjel der særlig i grunne om råder og rundt korallrev, men det vil trolig også ha en global effekt.

Knut Bjørlykke, Helge Hellevang, Per Aagaard, Institutt for Geofag. UIO.

Mange biologer er bekymret for at økt CO2-konsentrasjon i atmosfæren vil føre til lavere pH i havvannet slik at marine organismer får problemer med å bygge kasliumkarbonatskall. De fleste publikasjoner om for suring av havet diskuterer bare reduksjonen i pH, og det gjør også John Arthur Berge og Ketil Hylland i en artikkel i Biolog (nr 1 2011). Stabiliteten av karbonat mineraler er imidlertid ikke bare en funksjon av pH, men også av hvor undermettet havvannet er i forhold til de forskjellige karbonatmineralene. Det knytter seg stor usikkerhet

Havniva

Kjemisk felling av karbonat

PH/dyp kurve

Ca++ fra elver Forvitring Biologisk felling av karbontat Oppløsning av pelagiske karbonat organismer CCD

Sedimenter uten karbonat 4-5 km dyp Fig 1.

Fig 1 Snitt gjennom havet som gir en skjematisk oversikt over den geokjemiske balansen med hensyn til karbonat. Mengden karbonat som akkumuleres er begrenset av tilførselen av kalsium fra elver og sirkulasjon fra spredningsrygger. De lodrette pilene symboliserer sedimentasjonen av pelagiske karbonatorganismer ned til CCD (den grensen der CO2-konsentrasjonen er så høy at de går i oppløsning. til kalkutskillende marine organismers toleranse for redusert pH. Det samme gjelder fysiologiske effekter av økt proton konsentrasjon i marine organismer. Vi vil her diskutere noen geokjemiske forhold som vil ha betydning for livet i havet. Den kjemiske sammensetningen av havvann varierer regionalt og også som funksjon av geologisk tid og er et resultat av samspillet mellom tilførte ioner og det som fjernes. Forvitring på land frigjør ioner som fraktes med elvene ut i havet og det kommer også bidrag fra vulkaner og fra submarine spredningsrygger. Ved biologisk og kjemisk utfelling og ved adsorpsjon på leirmineraler fjernes stoffer fra havvannet. Sammensetningen av havvannet har vært forholdsvis stabil over lang geologisk tid (Bathurst 1975, Hanken et al. 2010). Det betyr at utfellingen av karbonat over geologisk tid er begrenset av tilførselen av oppløst kalsium og ikke avhengig av pH. Fordi den biologiske utfellingen av karbonat er ganske effektiv, får vi lite kjemisk utfelling i havet bortsett fra der det er betydelig inndamping og dannelse av eva-

poritter (mineraler som dannes av løselige salter i havbasseng der fordampningen er større enn tilførselen av vann) (Fig 1). Det er imidlertid også kjemisk utfelling av karbonat noen steder i normalmarine miljøer i forbindelse med rev og i strandsonen. Da dannes mineralet aragonitt som består av CaCO3 med rombisk krystallstruktur og som ikke er termodynamisk stabilt. Kalsitt som har

CO2+H2CO3

heksagonal krystallstruktur, er mer stabil og mindre løselig, men felles ikke så lett ut i sjøvann som har mye Mg2+ og sulfat. I ferskvann felles kalsitt lettere ut. Mange organismer, ikke minst koraller, består av kalsitt der 5-30 % av kalsiumionene er byttet ut med Mg2+. Mg-kalsitt er mindre stabil og mer løselig enn vanlig kalsitt. Stabiliteten avtar med økende magnesiuminnhold og

K1 = aH+· aHCO−3 / aH2CO2 K2 = aH+ · aCO32- /aHCO3−

Milliekvivalenter /liter

Fig 2 Konsentrasjonen av karbonationer som funksjon av pH (fra Bathurst 1975), Hanken et al. 2010).

biolog, nr. 2 2011 29

når Mg-innholdet er 15-30%, kan Mg-kalsitt være mer løselig enn aragonitt (Barthurst 1975, Hanken et al. 2010). Det er ikke tvil om at økt CO2innhold i atmosfæren vil føre til at mer løses i havet og at pH blir lavere selv om det ikke er så lett å beregne hvor stor reduksjonen blir.

Vi har følgende reaksjoner der karbondioksid og hydrogenioner deltar: CO2 + H2O = H2CO3 H2CO3 = H+ + HCO3HCO3- = H+ + CO32Løseligheten av kalsiumkarbo-

nat er avhengig av aktivitene til kalsium og karbonat i løsningen og er er gitt ved likningen: Kcc = aCa2+ × aCO32- der Kcc er en konstant. Lavere pH gir lavere aktivitet av CO32- fordi reaksjonslikningene ovenfor blir skjøvet mot venstre. Innholdet av Ca2+ må derfor øke for at havvannet

Fig 3a Endringer i kalsium og pH som funksjon av karbondioksid-trykket mellom 398 ppm og 630 ppm. Uten oppløsning av aragonitt vil pH-reduksjonen bli 0,1 enhet.

Fig 3b Endringer i pH som funksjon av økt karbondioksidtrykk ved aragonittmetning ved 10o C. hvis aragonitt hele tiden løses opp vil reduksjonen i pH bli betydelig mindre, sammenliknet med modellene i fig 3a. fra 400 ppm til 500 ppm vil reduksjonen bli 0,06.

30 biolog, nr. 2 2011

skal være mettet med hensyn til karbonat (Fig 2), dvs. kalsiumkarbonat løses. En økning av CO2-trykket i lufta fra 400 ppm til 500 ppm vil i havvann, som var oprinnelig mettet med hensyn til aragonitt, gi en reduksjon i pH på 0,1 (Fig 3a). Havvannet blir undermettet med hensyn til aragonitt når CO2-konsentrasjonen øker på bekostning av CO32– . Sammenheng mellom reduksjonen i pH og økningen i Ca2+aktiviteten er vist i Fig 3a. Hvis aragonitt hele tiden løses, vil en økning i CO2-trykket fra 400 ppm til 500 ppm føre til en reduksjon i pH på bare omkring 0,06. Ca2+-konsentrasjonen vil da øke fra 0,78 mM til 0,83 mM. Dette svarer altså til 6-7 % økning i kalsiuminnholdet om havvannet fremdeles skal være mettet på aragonitt (Fig 3b). Gjennom geologisk tid har tilførselen av CO2 til atmosfæren og havet i det vesentlige vært fra planters respirasjon, naturlig oksidasjon av organisk materiale og fra vulkaner. Der kalkstein blir overleiret på stort dyp el-

ler varmet opp til ca. 600o C nær vulkaner frigis CO2 og dette er en del av karbonkretsløpet: CaCO3 +SiO2 = CaSiO3 + CO2 CO2 blir fjernet på to måter: 1) Ved fotosyntese: CO2 + H2O = CH2O + O2 Produksjonen av organisk materiale avhenger av tilførselen av næringsstoffer (N, P, Fe) og av lys. Økt CO2-innhold kan drive reaksjonen til høyre og øke produksjonen av alger som bidrar til å fjerne mer karbondioksid fra atmosfæren (Iglesias-Rodriguez 2008, Riebersell et al. 2007). Når organisk materiale blir oksidert på vei mot dyphavet, frigis imidlertid CO2 og det blir lavere pH. Når vi brenner olje og gas, går reaksjonen ovenfor mot venstre. 2) Ved biologisk utfelling av karbonat: CO32-+ Ca2+ = CaCO3 Dette avhenger både av tilførselen av næringsstoffer og Ca2+. Netto tilførsel av kalsium til havet er begrenset til forvitring

av kalsiumholdige silikatbergarter som plagioklas ((Ca,Na)Al2-3Si2O ). I tillegg skjer det oppløsning 3 8 av karbonat både på land og i sjøen. Sirkulasjonen av varmt havvann på spredningsryggene reagerer med basalt og kan frigi noe kalsium til havvannet. I de siste 100 år har brenning av fossilt kull og olje bidratt til en betydelig økning av CO2 i atmosfæren (fra 280 ppm til 380 ppm), og havet har tatt opp mer CO2. Det er vanskelig å beregne hvor mye surere havvannet vil bli, bl. a. fordi pH i havet varierer betydelig. Nær overflaten varierer den fra ca. pH 8,3 til 7,8 (Fig 4), og vannet blir surere mot dypet. Alger fjerner CO2 i den fotiske sonen, og det bidrar til å øke pH og vi ser at den i det nordlige Atlanterhavet er meget høy (pH er 8,2 -8,3) på grunn av den biologiske produksjonen. Områder med oppstrømming (upwelling) som i det Indiske hav og vest for Afrika og Søramerika har lav pH (pH 7,9) fordi surere vann fra store dyp strømmer opp til overflaten. Dette havvannet har betydelig lavere pH enn det man kan vente i andre

Fig 4 Regionale variasjoner i pH 50 m under overflaten. Nordatlanteren har høy pH, mens den er lav i det Indiske hav og vest for Sør-Amerika (Scott 2008).

biolog, nr. 2 2011 31

områder selv med betydelig økning av CO2-innholdet. Det burde egne seg til å studere effekten av forsuring av havet. Dette ser ikke ut til å bli kompensert av økt organisk produksjon som kunne ha fjernet CO2. I dyphavet er det bunnstrømmer av oksygenrikt vann som vil oksidere det meste av det organiske materialet som er dannet nær overflaten og dette vil frigi CO2. Høyere trykk gjør også at mer CO2 kan løses. Døde kalkholdige organismer løses derfor opp på vei ned mot dyphavet. Når oppløsningshastigheten svarer til sedimentasjonen av karbonat, blir det ikke avsatt kalkholdige sedimenter. Der dette inntreffer kalles karbonat-kompensasjonsdypet (Carbonate compensation depth, CCD) og det kan være på 4,5 km dyp eller betydelig grunnere. CCD kan justeres opp eller ned i forhold til den geokjemiske balansen i havet. Noen planktoniske alger (f. eks. kokkolitter) og foraminiferer (Globigerina) har skall av vanlig kalsitt og dette gjør dem mer stabile når de synker ned mot bunnen. Organismer som består av aragonitt, for eksempel vingesnegl (Pteropoder), har skall som løses først og forsvinner på et grunnere dyp enn vanlig CCD. Mange av organismene blir spist og danner pellets som synker raskere mot bunnen, noe som gir mindre oppløsning. Over geologisk tid er utfelling og oppløsning av karbonat en del av den kjemiske balansen i havet. I varme perioder (green house) var det mest Mg-kalsitt som ble utfelt, i alle fall kjemisk i f.eks. oolitter. I kalde perioder (ice house), slik som i den perioden vi er i nå, felles det trolig ut aragonitt fordi det er vanskeligere å felle ut magnesiumkarbonat. Ved økende temperatur blir Mg2+ -ionet mindre hydratisert og går lettere inn i kalsitt-strukturen, men går ikke inn i aragonitt. I krittperioden, da krittbergartene ble avsatt i NV Europa, var det mye mer CO2 i atmosfæren

32 biolog, nr. 2 2011

(600- 2400 ppm) enn i dag og havvannet var nok betydelig surere (Bice 2006). Likevel ble det avsatt store mengder kalk som for det meste besto av kokkolitter som har kalsittskall. Denne bergarten danner bl.a. reservoaret i Ekofiskfeltet. Havet trengte seg da langt innover landområdene (transgresjon) og forvitringen var nok redusert slik at tilførsel av kalsium var lavere enn vanlig. Det meste av kalken ble derfor avsatt å forholdsvis grunne områder og CCD-grensen var ganske grunn (Fig 1)

Hva blir effekten av økt tilførsel av CO2 og lavere pH i havvannet?

Man kan tenke seg at utfellingen av biogent karbonat i havet reduseres særlig når det gjelder organismer som bygger aragonittskall, men de forskjellige organismers toleranse for redusert pH er lite kjent. Hvis den totale utfellingen av biogent karbonat blir betydelig redusert vil Ca2+-konsentrasjonen i havet bygge seg gradvis opp på grunn av tilførselen fra elver, men det vil ta noen tusen år. Den totale produksjonen av organisk materiale i havene er begrenset av tilgangen på næringsstoffer, og man kan vente at hvis mengden kalkalger blir redusert, vil annen organisk produksjon øke. Man kan vente at mer aragonitt vil gå i løsning hvis havvannet ble betydelig undermettet med hensyn til aragonitt. Modellering viser at aragonitt løses meget raskt ved undermetting av havvannet og at havvannet i alle fall lokalt kan holde seg ovemettet med hensyn på kalsitt. Reaksjonshastigheten avhenger av spesifikk overflate (overflate delt på vekt, m2/g) og finkornet slam av aragonitt, f.eks fra grønnalger knyttet til laguner nær rev vil løses raskt (fig 5). En kubikkmeter sjøvann når likevekt med aragonitt og blir overmettet med hensyn til kalsitt etter får dager i kontakt med en havbunn med aragonitt. Når

vanndybden er større, vil det ta lenger tid. Det finnes mye aragonitt i korallrev, både i levende og døde organismer, og i form av utfelte krystaller (såkalt sement) som kan reagere ved å gå i oppløsning. Dette vil bidra til å redusere undermetningen i av karbonater slik at det trolig ikke blir undermettet i forhold til kalsitt. Grønn alger som det kan være mye av i laguner knyttet til rev består av små aragonittnåler som danner et kalkslam. Karbonatslam som er assosiert med moderne rev, består av små (1-4 µm) nåler av aragonitt og vil kunne løses forholdsvis raskt hvis pH i vannet rundt revene blir lavere. Høyere temperatur vil imidlertid også bidra til å stabilisere karbonatmineralene fordi løsekigheten avtar ved høyere temperatur. Modellering viser at aragonitt vil løses raskt når havvannet er undermettet, særlig hvis den spesifikke overflaten er stor (Fig 5). Sirkulasjonen i vannmassene og havdypet spiller her stor rolle fordi surere vann kan stadig komme inn, men aragonittoppløsningen er betydelig bare etter få dager. Etterhvert vil oppløsningen av aragonitt føre til at havvannet blir mindre surt i forhold til hva det ville ha vært uten reaksjon med karbonatmineraler. Sedimenter med aragonitt har stor utbredelse i moderne havområder, også utenfor norskekysten. På grunne sokkelområder vil oppløsning av aragonitt trolig bidra til at havvannet ikke ble så mye undermettet med hensyn til aragonitt og holdt seg mettet med hensyn til kalsitt særlig i grunne områder med mye aragonitt. Mange koraller og andre kalk organismer består av Mg-kalsitt med opp til 15 – 30 % magnesium. Også rødalger har Mg-kalsitt, og moderne (Scleractine) koraller består for det meste av aragonitt som går i oppløsning og som går over til kalsitt etter noen tusen år. Pigghuder har plater av Mgkalsitt med 5-15 % magnesium. Mosdyr (Bryozoa) som kan være

Overmetning Undermetning

0.1

Kalsitt 0.0

-0.1

Aragonitt 0

120

180

240

Tid (dager)

Spesifikk overflate:

10 m2/m3

300

360

1 m2/m3

Fig 5 Oppløsningskinetikken av aragonitt ved 500 ppm CO2 som funksjon av spesifikk overflate og metningsgrad. Når den såkalte løselighetsindeksen (Y-aksen) er 0 er det likevekt; er den under 0 vil mineralet (aragonitt) løses. Vi ser at aragonitt vil være undermettet inntil nok aragonitt har reagert med havvannet som hele tiden vil være overmettet med hensyn på kalsitt (lav Mg-kalsitt). Kalkslam med stor spesifikk overflate reagerer raskest. Beregningene er basert på Pokrovsky et al. 2005 og basert på hastighetsuttrykket r = kS(1 – aCa2+×aCO32–)/Kcc

viktige komponenter i rev har også Mg-kalsitt. Karbonatavsetninger og også rev utsettes hele tiden for bioerosjon fra cyanobakterier og sopp som borer i koraller og produserer finkornet aragonitt og kalsitt. Dette vil og så øke den spesifikke overflaten og dermed reaksjonshastigheten i forhold til undermettet sjøvann. Det som er kritisk er at oppløsningen av aragonitt i grunne havområder kan redusere graden av undermetning i havvannet. I dyphavet har vannet alltid være undermettet med hensyn på karbonat og dybden på CCD bidrar til den geokjemiske balansen i havet slik at tilførselen av stoffer til havvannet og oppløsning svarer til den kjemiske og biologiske utfellingen.

Levende organismer med karbonatskall har en hinne som gjør det mulig for dem å ha en intern pH og felle karbonat selv om vannet er undermettet på mineralene aragonitt og kalsitt, men når de dør kan de løses opp. Toleransen til karbonatutfellende organismer for undermetting av havvannet er fortsatt dårlig kjent, men det er i dag betydelige regionale og periodiske variasjoner av pH i havvannet.

Konklusjoner

Økt tilførsel av CO2 fra atmosfæren fører til redusert pH i havet, men det er usikkert hvor mye surere havvannet blir. Kalkutskillende organismer i havet har karbonatmineraler med forskjellig løselighet.

Undermettingen med hensyn på karbonatmineralene er ikke bare en funksjon av pH men også av konsentrasjonen av Ca2+ fordi løslighetsproduktet ( Kcc = aCa2+× aCO32-) for CaCO3 er lavt. Lavere pH gir lavere aktivitet av karbonationet (aCO32-) som må kompenseres av høyere innhold av Ca2+ om likevekt mellom løst kalsiumkarbonat skal være i likevekt med kalkmineralene. Det vil ta lang tid å bygge opp Ca2+-konsentrasjonen i havet ved tilførsel fra elvene, men hvis havvannet i grunne havområder blir undermettet med hensyn til aragonitt, vil sedimenter og fossiler av aragonitt kunne løses raskt. En reduksjon i pH på grunn av økt CO2 vil kunne føre til oppløsning av aragonitt på havbunnen og det vil kunne redusere forsurningen i havet. Oppløsning av aragonitt i havet vil skje svært raskt og dette burde redusere undermetningen så mye at det ikke blir undermetning med hensyn til kalsitt og trolig heller ikke for Mg-kalsitt. Særlig ved korallrev finnes det mye slam av aragonitt fra grønn alger som lett vil kunne løses. Vår modellering viser at aragonittoppløsning er svært rask og vil være en viktig effekt hvis CO2 i havvannet økes betydelig. Det finnes mye sedimenter med aragonitt også på høyere breddegrader f.eks utenfor norskekysten. Dette er en «feed back» -effekt som til nå har vært lite diskutert i litteraturen om forsuringen av havet. Vi vil ikke si at en forsurning av havet ikke har noen betydning, men problemet må diskuteres grundigere i forhold til den geokjemiske balansen i havet og ta hensyn til reaksjoner som vil redusere graden av undermetting med hensyn til aragonitt. Toleransen til organismer med aragonitt blir da viktig.

Referanser Bathurst, R.G.C. 1975. Carbonate sediments and their diagenesis. Developments in Sedimentology,Elsevier. 658p.

biolog, nr. 2 2011 33

Berge, J.A., Hylland, K., 2011. Havet forsures. Biolog, 29, 10-14. Bice, K. L., Birgel D., Meyers, D. A., Dahl, K.A. Hinrichs K-U. Norris R.D.,2006. A multiple proxy and model study of Cretaceous upper ocean temperatures and atmospheric CO2 concentrations. PALEOCEANOGRAPHY, VOL. 21, PA2002, doi:10.1029/2005PA001203, De Nooijer, L.J., Toyofuku, T. og Kitazato, H., 2009. Foraminifera promote calcification by elevating their intracellular pH. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106: 15374-15378 DOI: 10.1073/pnas.0904306106.)) Hanken, N-M , Bjørlykke, K. og Nielsen. K., 2010. Carbonate sediments. I Bjørlykke,2010; Petroleum Geoscience. Springer verlag p 141-200. Hardt, M.J. og Safina, C., 2010. Threaten-

ing the Ocean Life. Scientific American 67 -73 Iglesias-Rodriguez, M. D., Halloran, P. R., Rickaby, R. E.M., Hall,I.R., Colmenero-Hidalgo, E,. Gittins J.R., Green D.R.H., Tyrrell, T. Gibbs S.J., Dassow P., Rehm E., Armbrust, E.V., Boessenkool, K. P. 2008. Phytoplankton Calcification in a High-CO2 World .Science 18 April 2008: 336-340.[DOI:10.1126/ science.1154122] Experiments show that a coccolithophore grows better at elevated carbon dioxide levels, in contrast to predictions for most plankton, and is already increasing in abundance. Pokrovsky, O.S., Golubev, S.V., og Schott, J., 2005. Dissolution kinetics of calcite, dolomite and magnesite at 25 °C and 0 to 50 atm PCO2. Chem. Geol. 217, 239-255.

Riebesell U., Schulz K. G., Bellerby R.G.J., Botros M., Fritsche P., Meyerhöfer M. Neill C., Nondal G., Oschlies A. og Wohlers J. 2007. Enhanced biological carbon consumption in a high CO2 ocean. Nature 2007;450:545-549. Riebesell, U., Bellerby, R. G. J., Engel, A., Fabry, V. J., Hutchins, D. A., Reusch, T. B. H., Schulz, K. G., Morel, F. M. M., 2008. Comments on «Phytoplankton calcification in a high CO2 world». Science 322, 1466b Scott, C.D., 2006.The dangers of Ocean Acidification. Scientific American, 294,58-65

Snutetutes reise til Finse Den lille bjørnen Snutetute har reist til Finse på feltkurs.Vi får lære om mange biologiske fenomener gjennom hans nys gjerrige øyner. Foreleserne er mange, og de har alle en historie å fortelle. Boka er skrevet av Klaus Høiland og er rikt illustrert med hans egne tegninger. kr 280/300 medl./ikkemedl. Ant.: Navn: ................................ Adresse............................... tlf................................... Epost................................. Send bestilling til Norsk Biologforening (BIO) Postboks 1066 Blindern, 0316 Oslo.

34 biolog, nr. 2 2011

skr å bl i kke t

To scenarier Året er 2011. Det tørkerammede Australia blir plutselig overskyllet av kraftig regn. Det er et stabilt og nådeløst regn. I landets tredje største by, Brisbane på østkysten, begynner vannet å sive inn i husene. Få dager senere står vannet flere meter opp på husveggene. Folk har nok med å berge seg selv. Noen uker senere styrer en tropisk syklon av største kaliber treffsikkert inn mot en annen storby, Cairns. «Ikke bruk tid på å pakke, bare grip hverandre og kom dere innover i landet» lyder det fra radioene. Deler av byen blir rasert. Kort tid etterpå bryter voldsomme skogbranner ut på vestkysten, dit regnskyene aldri nådde. Sterk vind og ulendt terreng hindrer slukkingen. Byen Perth er truet og blir delvis evakuert. Dette er allerede historie. Tør vi tenke videre? Tør vi tenke globalt?

Første scenario • 2013: FNs klimapanel frykter at oppvarmingen av kloden ikke kan stoppes. • 2015: En global avtale om 80 prosent reduksjon av CO2utslippene i alle store industriland vedtas. En fjerdedel av statsbudsjettene brukes på å omlegge energibruken. Militærutgifter skjæres kraftig ned. Verden prioriterer kampen mot en felles fiende. • 2020: Det er håp om at temperaturøkningen kan begrenses til 2 grader. • 2030: En voldsom teknolo-

gisk omveltning foregår i alle folkerike land. • 2050:«Solalderen» er i gang. Solenergien er gratis, ingen har patent på den, og hustaket ditt har plass til å fange den opp. Fossil energi brukes lite, og kun med fullstendig CO2-rensing. • 2100: Værsystemene er endret, og mange har lidd. Men temperaturøkningen ser ut til å ha stoppet opp. Verden puster ut.

Andre scenario • 2013: Internasjonale klimaforhandlinger bryter sammen. Ingen vil vise vei. • 2015: Det er tørke i midtvesten. Ingen avlinger blir modne. Maisåkrene står kortvokste, glisne og brune. • 2020: Også på Russlands store sletter, der kornet pleier å bølge gult og modent, har tørken rammet. Det er så vidt det har noen hensikt å sende skurtreskerne utpå. Verdens matvarepriser mangedobles i løpet av noen måneder. De som har penger får. De fattige sulter. • 2030: Isen ved polene har minket kraftig. Det åpne vannet suger solvarme og får smeltingen til å gå enda raskere. Tundraens permafrost tiner over hele arktis, og opp siver store mengder metangass som er 22 ganger

sterkere drivhusgass enn CO2. Klodens middeltemperatur har hittil økt med to grader. Nå stiger den raskt videre. Verdens ledere vedtar i panikk 20 prosent reduksjon i CO2utslippene. Selv om det vil koste. • 2050: Temperaturen fortsetter å stige. Noen eksperter sier at alt er blitt selvforsterkende. Frigjøringen av metan fra tundraen er umulig å stoppe. Havet er ikke bare varmt, men også surt. Planktondyr som krill i syd og rauåte i nord er på vei til å dø ut. Store, utsultede hvaler driver omkring i verdenshavene. Fisket slår feil i de fleste land. Det er sult i verden. Tidenes største folkevandringer er i gang. • 2100: Det er for sent. Kloden har tatt over. Det er fem grader varmere enn for hundre år siden. Og temperaturen fortsetter å stige. Været er vilt og uberegnelig. Flom noen steder, langvarig tørke andre steder. Uberegnelige sykloner herjer. Alt er vanskelig. Folk kjemper mot hverandre. Om steder å være. Om rent vann. Om mat.

Sigmund Hågvar, professor i naturvern, UMB.

biolog, nr. 2 2011 35

Innmarsj av stillehavsøsters på Vestlandet Norske forskere ber publikum om å registrere, rapportere om og ikke minst fortære inntrengeren for harde livet.

Denne artikkelen er ut drag av tre prosjektopp gaver om livet i havet som ble utført av elever ved Samfundets skole i 2010 -2011. Ida Elisabeth Dybing presenterte sin oppgave om stillehavsøs ters under årets finale i konkurransen Norsk juniorvannpris i Forsk ningsparken i Oslo 22. mars og under arrange mentet Verdens vanndag 23. mars samme sted. Ida Elisabeth Dybing og Veronica Dversnes elever i 9. klasse Henrik Hetland, Aashild Marie Hetland og Elisabeth Dversnes elever i 10.klasse. Nils Bernt Andersen lærer ved Samfundets skole i Egersund. Forflytninger av planter og dyr til nye områder er en av mange måter mennesker kan endre naturen på. Økende transport av mennesker og varer rundt om i verden fører til at dyr og planter finner veien til nye kontinenter og levesteder. Det kan skje ved at mennesker bevisst flytter dem til nye områder eller at de «føl-

36 biolog, nr. 2 2011

Bilde 1 Stillehavsøsters fra Torvhusvika

ger med som blindpassasjerer». Erfaringen viser at dette kan skape problemer både økonomisk, miljømessig og helsemessig. Det er beregnet at USA hvert år taper 130 milliarder dollar på fremmede arter. I India er det funnet liknende tall. Gjennom arbeidet med stillehavsøsters (Crassostrea gigas) har vi lært mye om konsekvenser av at fremmede arter etablerer seg i nye områder. Det har fått oss til å tenke over hvor stort problemet med introduserte arter egentlig er.

Bakgrunn for oppgavene

Elever og lærere ved Samfundets skole i Egersund har i over 20 år gjennomført undersøkelser på ulike områder i havet omkring

Egersund. Det best undersøkte området er Auglend på Søre Eigerøy hvor elever og lærere i tidsrommet 1990-2010 har deltatt i kystprogrammet og registrert livet i havet (miljolare.no). Det undersøkes nå 6 enheter på 500 meter i dette området (kart 1). I 1991 registrerte elever ved skolen deler av den «fremmede» tanga, japansk drivtang, Sargassum muticum, i strandsonen på Auglend. I 1993 ble den for første gang registrert fastsittende i dette området. Siden har japansk drivtang formert seg kraftig på Eigerøy og andre steder i områder omkring Egersund. Elever og lærere ved skolen har fulgt utviklingen av denne «innførte» brunalgen som opprinnelig kommer fra Østen.

I april 2010 ble stillehavsøsters for første gang registrert på Eigerøy. Det var elever i 9. klasse som oppdaget den i Torvhusvika på Auglend. Både japansk drivtang og stillehavsøsters regnes som invaderende og er på norsk svarteliste 2007. De er ikke ønsket i våre farvann.

Innledning

I denne artikkelen vil vi begynne med å fortelle om stillehavsøstersens biologi, utbredelse og registreringer av stillehavsøsters utført av elever og lærere ved Samfundets skole. Vi vil også drøfte muligheter for videre utvikling og etablering av stillehavsøsters på Vestlandet og mulige konsekvenser av dette. Under arbeidet med fordypningsoppgavene er det gjort registreringer fra land og i båt med vannkikkert, rive og kasterive. Vi har også benyttet tidligere registreringer fra skolen hvor det også har vært benyttet dykker. For å anslå alderen til stillehavsøsters som er registrert i Egersundsområdet har vi målt lengden av den

og sammenliknet med aldersbestemmelse og vekst av stillehavsøsters i Limfjorden i Danmark. Vi har benyttet GPSmap 60CSx (GARMIN) for å angi koordinater til registreringer.

Historie og biologi

Stillehavsøsters, Crassostrea gigas, kalles også japansk østers, gigasøsters eller dypøsters (bilde 1). Den kommer opprinnelig fra Asia, men er fraktet til mange områder i verden for å dyrkes. Stillehavsøsters er en betydningsfull oppdrettsart og er kjent som en delikatesse. I rapporten «Mulige effekter av etablering av stillehavsøsters (Crassostrea gigas) i Norge» fra Direktoratet for naturforvaltning (DN-utredning 1) står det at stillehavsøsters ble første gang introdusert til Europa av hollandske østersoppdrettere som importerte den fra Britisk Columbia i 1964. Siden er den gjentatte ganger innført til Europa. Stillehavsøsters har spredd seg til nærliggende områder i Vadehavet (et havområde som ligger utenfor kysten

av Danmark, Tyskland og Nederland). Etter 2002 har det vært en sterk økning i bestanden her samtidig som østersen har spredd seg nordover. Fra 2006 har stillehavsøsters opptrådt i større forekomster på den svenske vestkysten og fra 2007 har stillehavsøsters også blitt påvist mange steder i Sør-Norge. Stillehavsøstersen er robust og tilpasningsdyktig og har etablert seg som en ny art i mange områder der den er innført. Den finnes oftest helt oppe i fjærebeltet og tåler tørrlegging. Det har vist seg at stillehavsøsters kan etablere skjellbanker eller «rev» som endrer miljøet. I Nederland, Tyskland og i det danske Vadehavet er det oppstått slike tette bestander. Stillehavsøstersen skilles fra den europeiske flatøstersen, Ostrea edulis, på flere måter (bilde 2). Både form og skallstruktur er forskjellig. Flatøstersen er rund og har ganske flatt skall. Strukturen i skallet er riflet og i flak. Stillehavsøstersen er gjerne noe mer avlang og har en grovere, mer bølget struktur.

Registreringer : Torvhusvika: 9.4.2010

Vandringshavn : 10.5.2010 (område 3) Grønebukta : 22.4.2011 (område 6)

4 KART 1 AUGLEND PÅ SØREEIGERSØY MED REGISTRERINGER AV STILLEHAVSØSTERS. Tallene 1 til 6 angir de forskjellige enhetene i kystprogrammet v/ Samfundets skole. Målestokk: 1 cm på kartet er 300 meter.

3 6

2 1 biolog, nr. 2 2011 37

Stillehavsøsters kan formere seg hurtig når betingelsene er gode. Den kan bli kjønnsmoden når den er ett år gammel og ha en levealder opp til 30 år. En hunnøsters kan produsere opp til 100 millioner egg som befruktes i frie vannmasser. Den kan veie over 1,5 kg og bli ca. 30 cm lang. Stillehavsøsters er en hardfør art, men den er avhengig av en temperatur nær 20oC for gyting og deler av larvefasen. Etter hvert som temperaturen i havet er blitt høyere har stillehavsøsters greid «å forville seg» og gitt opphav til store østerskolonier.

Utvikling av stillehavsøsters på Vestlandet

Bilde 2a En flatøstes og to stillehavsøsters

Parkeringsplassen til Eigerøy fyr

Torvhusvika, Vandringshavn og Grønebukta på Auglend

Dyrnes

Mong

Kart 2 Registreringer av stillehavsøsters i Egersunds området 38 biolog, nr. 2 2011

Den første stillehavsøstersen som er registrert i Egersund ble funnet i Torvhusvika på Auglend på Søre Eigerøy 9. april 2010 av elever i 9. kasse (kart 1). Den 10. mai 2010 registrerte 3 elever i 10. klasse ved skolen en stillehavsøsters i Vandringshavn (område 3 i kystprogrammet). Kart 2 viser andre registreringer av stillehavsøsters i havet omkring Egersund. Den siste registreringen av stillehavsøsters ble gjort i Grønebukta (område 6 i kystprogrammet) i april i år. Bilde 3-8 viser områder hvor stillehavsøsters er registrert. Det er vanskelig å finne ut hvordan stillehavsøsters har kommet til Egersund. I rapporten «Mulige effekter av etablering av stillehavsøsters (Crassostrea gigas) i Norge» blir det hevdet at det i dag ikke foreligger verifiserte data på vekst eller formering av stillehavsøsters i norske farvann. Man antar at stillehavsøstersen som er registrert langs norskekysten har spredd seg fra bestander i Sverige og Danmark. Den kan også komme fra oppdrettsanlegg i Norge hvor de har dyrket stillehavsøsters. Alle registreringene våre viser at stillehavsøstersen vokser på beskyttede områder, og målinger av lengden viser at bestanden består av flere størrelsesgrupper eller aldersklasser. De fleste er anslått til å være 1-2 år gamle. Vi

Bilde 3-8. Områder hvor stillehavsøsters er registrert. Bilde 3 Torvhusvika på Auglend, Bilde 4 Vandringshavn på Auglend. Bilde 5 Grønebukta på Auglend. Bilde 6 Parkeringsplassen til Eigerøy fyr. Bilde 7 Mong i Eigersund kommune. Bilde 8 Dyrnes i Eigersund kommune

biolog, nr. 2 2011 39

har også funnet ut at stillehavsøsters i havet omkring Egersund vokser i områder hvor det er registrert flatøsters. Noen registreringer viser at den også vokser i samme dyp som flatøsters, andre registreringer viser at den vokser grunnere. Lengdemålinger av flatøsters viser at også denne bestanden består av flere størrelsesgrupper ellers aldersklasser. Dette indikerer at både bestanden av stillehavsøsters og flatøsters formerer seg og er i vekst. Det har heller ikke kommet melding om funn av stillehavsøsters fra dykkerklubben i Egersund eller fra andre personer i nærmiljøet. Dette tyder på at vi er i starten av «innmarsjen» av stillehavsøsters i skjærgården omkring Egersund. I avisartikkelen «Østersen er kommet» i nettutgaven Farsunds avis 28.04.2010 står det at enkeltindivider av stillehavsøsters er registrert i Farsund, Lindesnes og på Kvitsøy i Rogaland. Det er også gjort spredte registreringer av stillehavsøsters lenger nord på Vestlandet i Hordaland fylke. Langs kysten vår er den registret fra middelvannstand til omkring 1,5 meters dyp.

Hvordan er muligheten for videre utvikling og formering av stillehavsøsters på Vestlandet?

I rapporten «Mulige effekter av etablering av stillehavsøsters (Crassostrea gigas) i Norge» fra Direktoratet for naturforvaltning (DN-utredning 1) står det at stillehavsøsters har vist en urovekkende rask økning i antall og utbredelse. Torjan Bodvin ved Havforskningsinstituttet opplyser at undersøkelser tyder på at stillehavsøsters er en hardfør art som greier seg godt i kalde vintrer og at vinterdødeligheten ser ut til å være mindre jo lenger vest en kommer i Norge. Elever og lærere ved Samfundets skole har bare registrert en død stillehavsøsters i områder omkring Egersund. Mye kan tyde på at stillehavsøsters vil etablere seg her på samme måte om japansk drivtang.

40 biolog, nr. 2 2011

Men flere forhold kan begrense utviklingen, blant annet parasitter. I Limfjorden i Danmark er det nylig funnet en introdusert østers-boresnegl fra Japan som kan ha stor effekt på stillehavsøsters, eventuelt også på andre arter. Det opplyses også i rapporten «Mulige effekter av etablering av stillehavsøsters (Crassostrea gigas) i Norge» at fastsittende alger kan hindre at stillehavsøsters etablere seg. På alle områdene som vi har registrert stillehavsøsters er japansk drivtang og andre alger ofte dominerende og i perioder dekker de store deler av bunnen i beskyttede bukter og strømrike sund.

Hvilke konsekvenser kan en økt bestand av stillehavsøsters ha for livet i havet omkring Egersund?

Stillehavsøsters er registrert på Norsk svarteliste 2007 som en høyrisiko-art. Det argumenteres med negativ effekt på naturlige økosystem, på stedegne arter, på biologisk mangfold og at arten kan være bærer av sykdom/parasitter. I rapporten «Mulige effekter av etablering av stillehavsøsters (Crassostrea gigas) i Norge» står det at stillehavsøsters i andre land har vist seg å fortrenge blåskjell, forringe kvaliteten på badestrender og redusere mattilgangen for vadefugler i strandsonen. Det påpekes også at det er en viss risiko for at stillehavsøsters kan fortrenge den truede arten flatøsters fra enkelte lokaliteter. I Dalaneregionen har det vært rike tradisjoner for dyrking av skjell. I Sokndal kommune sør for Eigersund kommune ligger Ostervikpollen hvor det i mange år har vært produsert østersyngel av flatøsters. Dersom stillehavsøsters etablerer seg i pollen kan det skape problemer for denne næringa. Stillehavsøsters kan også lage problemer for dyrking av østers og andre skjell til konsum. I Norge finnes større mengder av stillehavsøsters primært på blåskjellbanker. Stillehavsøsters kan fortrenge blåskjell ved å sette

seg fast på skjellene og forvandle blåskjellbanker til østersrev. I tilegg finnes mer spredte stillehavsøsters registrert langs vår kyst fra omkring middelvannstand og ned til ca 1,5 meters dyp. Hovedmengden er påvist i de øvre 50 cm. Flere registreringer omkring Egersund viser at stillehavsøsters og flatøsters vokser i de samme områdene og i samme dyp. Dette kan føre til konkurranse mellom stillehavsøsters og flatøsters på enkelte lokaliteter. Registreringer fra Farsund indikerer det samme. Stillehavsøsters kan også skape problemer for turistnæring og friluftsliv. Klipper, badeplasser og badestiger kan bli mer utilgjengelige når de skarpe stillehavsøstersene fester seg der. I Sverige har i tillegg sandstrender med innslag av skjellsand og stein blitt mindre tilgjengelige på grunn av stillehavsøsters. På enkelte steder har lokalbefolkningen ryddet stranden for østers for å kunne bade og et sted er det rapportert at de er begynt å benytte badesko for ikke å skjære seg. Det finnes også antydninger til at stillehavsøsters kan redusere seilingsdypet i trange sund og påvekst av stillehavsøsters på båtskrog er også rapportert. I dansk del av Vadehavet har utviklingen av tettheten til stillehavsøsters blitt registrert de senere år. Mengden av stillehavsøsters har nesten fordoblet seg hvert år og utviklingen ser ut til å fortsette. I den danske delen av Vadehavet har stillehavsøstersen hovedsakelig etablert seg på blåskjellbanker som noen steder er helt dekket av stillehavsøsters. Dette betraktes som en stor trussel mot fisket etter blåskjell i området. Det er nå også observert at østersen etablerer seg på større dyp. Dersom blåskjellbankene blir utkonkurrert av stillehavsøsters kan det skape problemer for fugl som har blåskjell som næring, f. eks. ærfugl og tjeld. Fuglene klarer i liten grad å nyttiggjøre seg østersen. Skallet er som betong! Undersøkelser tyder på at økt

temperatur på grunn av varmere klima favoriserer stillehavsøsters i forhold til blåskjell. Men nyere undersøkelser kan tyde på at det også kan være mulige positive effekter av etablering av stillehavsøsters i enkelte områder. Fra Nederland rapporteres det at økningen av blåskjellbanker som har vært registrert de siste årene har vært knyttet til skallrester og fragmenter av østers. Østersrev har også vist seg å være et godt oppholdssted for enkelte dyr og planter og har en bølgedempende virkning. Det er jo også en matressurs som kan utnyttes.

Hvordan bekjempe problemet?

Undersøkelser fra andre steder i Norge, langs kysten av Sverige og i Vadehavet viser at stillehavsøstersen kan formere seg raskt når temperaturen i havet er høy. I andre land er det gjort flere forsøk på å stoppe utbredelsen av den, alt fra å plukke enkeltskjell til bruk av bulldoser. Men med den store evnen som stillehavsøsters har til å formere seg har det bare vært tale om å prøve å begrense bestanden. Siden få skjell kan gi opphav til mange nye individer ber norske forskere publikum om å registrere, rapportere om og ikke minst fortære inntrengeren for harde livet. Når det går mot sommer og uteliv ligger det godt til rette for utnyttelse av en av havets mange delikatesser. Bon appétit! Og når delikatessen er fortært, eller bare registrert, er Torjan Bodvin ved Havforskningsinstituttet interessert i en tilbakemeldning. Han kan kontaktes på telefon: 37 05 90 66 eller epost: torjan.bodvin@imr.no

«Perla» på Søre Eigerøy

Auglend på Søre Eigerøy ble i Naturvernåret1996 kåret til Året friluftsområde blant områder sikret for friluftsliv. Det er viktig å ta vare på det biologiske mangfoldet i dette vakre naturområdet. I denne forbindelsen er strandsonen her sentral. Kart 1 viser at det er

registrert stillehavsøsters flere steder på Auglend. Dette er også områder hvor det er registrert flatøsters. Så et råd i en tid med sterk fokusering på fremmede arter kan være å forsyne seg godt av inntrengeren fra det fjerne Østen, Crassostrea gigas, og vise forsiktighet med høsting av den lokale europeiske flatøstersen, Ostrea edulis. Sammen kan vi registrere og holde fokus på livet i skjærgården på Auglend og andre områder langs kysten. Store bestander av stillehavsøsters gyter hvert år milliarder av egg i havet og under gunstige forhold er stillehavsøstersen klar til å formere seg, bare ett år gammel. Erfaringer fra våre naboland viser at utviklingen kan gå fort. Dersom stillehavsøstersen får gode vekstbetingelser kan vi forvente relativt store endringer i den øvre delen av kystsonen langs deler av norskekysten.

Takk

Under arbeidet med oppgavene har vi fått støtte og hjelp av lærere og medelever. Forsker Torjan Bodvin ved Havforskningsinstituttet og forsker Pia Norling ved NIVA har artsbestemt stillehavsøsters og velvillig svart på mail med spørsmål fra skolen. Takk til alle!

Litteratur Direktoratet for Naturforvaltning. 2010. Sluttrapport prosjekt: Mulige effekter av etablering av stillehavsøsters (Crassostrea gigas) i Norge. DN-utredning 1-2010. http://www.dirnat.no/multimedia/1261/DN-utredning_1-2010_nett. pdf&contentdispos Østersen er kommet http://www.farsunds-avis.no/artikkel. asp?Artid=60723

biolog, nr. 2 2011 41

Oslo 25. nov BIOkonferansen 2011

Nytt lys på arv og miljø

Epigenetikk - hadde Lamarck rett?

Fredag 25. november, Georg Sverdrups hus, Blindern, UiO. Foreløpig program: 09:00 – 09:30 Registrering 09:30 – 09:40 Velkommen Del 1: Moderne evolusjonsteori etter Darwin 09:40 – 10:05 Naturlig seleksjon, gener og moderne evolusjonsteori . Thomas F. Hansen, CEES, Universitetet i Oslo

11:25 – 11:50 Epigenetikk – gener skrus av og på - den molekylære forklaringen. Epigenetiske mekanismer i planter og dyr. Kjetill S. Jakobsen, CEES, Universitetet i Oslo 11:50- 12:15 Epigenetikk hos mennesker - eksempler og konsekvenser. Dag Erik Undlien, Universitetet i Oslo 12:15 – 12: 40 Tvinger epigenetikken frem en revisjon av NeoDarwinismen? Stig W. Omholt, CEES, Universitetet i Oslo 12:40- 13: 45 Lunsj

10:05 – 10:30 Cool evolution – morsomme eksempler på rask evolusjon. Genomstørrelse og fenotypisk respons på genomet. Fenotypisk plastisitet. Formidling av biologisk evolusjon etter Darwin. Dag Olav Hessen, CEES, Universitetet i Oslo 10:30 – 10:55: Memetikk (Dawkins tilnærming); memer, informasjon og kultur-evolusjon. Jarl Giske, Universitetet i Bergen 10:55 – 11:25 Kaffe/frukt Del 2: Arv ligger ikke bare i genene? Hva er epigenetikk Moderne evolusjonsteori og mulige utfordringer

14:00 – 14:15 Mingling i foajeen med trailer og kaffe, frukt og mineral vann Del 3: Guest speaker, Stephen Suomi 14:15- 15:00 Epigenetics in real world, Stephen Suomi 15:00 – 15:30 Spørsmål fra salen med forberedte spørsmål og inviterte gjester 15:30 – 15:45 Oppsummering 15:40 – 16:10 Mingling i foajeen etc. med Champis og tapas

Biokonferansen 2011 arrangeres av Norsk Biologforening i samarbeid med Seminaret i Vitenskapsteori og Science Debate (Realfagsbiblioteket) og Fritt ord. Påmelding på bio.no Pris: kr 200 for medlemmer og kr 300 for ikke-medlemmer. Beløpet dekker kaffe eller te i pausene og lunsj.

42 biolog, nr. 2 2011

BOKomtale

Grønne linjer Bredo Berntsen: Grønne linjer. Natur- og miljøvernets historie i Norge. Unipub 2011, 399 sider ISBN 978-82-7477-501-5 pris kr 398,00

Bredo Berntsen er universitetsbibliotekar og den i Norge som ved siden av Sigmund Hågvar, som boka er tillegnet vet mest om naturog miljøvern, både nasjonalt og internasjonalt. Boka kom første gang ut i 1994, og dette er en revidert og oppdatert utgave. Men egentlig går den enda lengre tilbake, da Bredo Berntsen på 80-tallet skrev sin første bok om naturvernets historie her i landet. Tidsspennet er stort. Det åpner med et sitat fra Gulatingsloven fra middelalderen og ender med naturmangfoldsloven fra 2009. Mellom disse ytterpunktene finner vi omtalt hele aspektet av både frivillig og offentlig naturog miljøvern i kronologisk rekkefølge. Den aller tidligste fasen fram til rundt 1800 var mer ressursvern enn naturvern, med vekt på å unngå rovdrift på jaktbart vilt, fisk eller skog. Etter dette kom en periode med det romantiske naturvern hvor personligheter som Camilla Collett og Johan S. Welhaven engasjerte seg, sammen med mer nytteorienterte folk som forstmester J.B. Barth og botaniker F.C. Schübeler. Fra 1900 begynte et mer organisert naturvern dels gjennom interesseorganisasjoner som Den Norske Turistforening og den nystartete Landsforening for Naturfredning i Norge. Og allerede i 1910 så den første norske lov om naturfredning dagens lys. Noe av det første som ble fredet etter denne loven var ei rekke sjeldne planter på Dovrefjell (i 1911).

NATUR- OG MILJØVERNETS HISTORIE I NORGE

BREDO BERNTSEN

Etter hvert kom flere fredninger, det meste punktfredninger av enkeltarter, mindre skogområder og enkeltstående trær. Dessverre hjemlet ikke loven grunnlag for fredning av større areal. Fra og med unionsoppløsningen begynte de første interessekonfliktene mellom industri og vassdragsutbygging på den ene sida og naturvern på den andre. Her må særlig innsatsen til botanikeren og grønnstrømpen Hanna ResvollHolmsen nevnes. Jeg tillater meg å sitere henne: Der fór som en skræk i mig ved det eventyrlige syn en skræk for at industriens lange knoklede arm skulle stikke sig herind mellem fjeldene og øse av Gjendes smaragdgrønne vand. Akk, de kunne uttale seg med schwung før Fosser som Rjukanfossen, Skjeggedalsfossen og Tyssestrengene var tidlig inne i bildet. Alle tre ble utbygd til kraftproduksjon for den unge nasjonen. Bokanmeldelsen kan lett bli lang hvis alle aspekter skulle ramses opp her. Jeg vil derfor i korthet nevne at Bredo Berntsen er innom samtlige aspekter innen naturog miljøvern. Dette gjelder både frivillig naturvern, med alle de ulike interesseorganisasjonene og det offentlige naturvernet med sine departementer, direktorater, verneplaner, lovverk, tilsyn og institutter. Forhistorien til og opprettelsen av Miljøverndepartementet får brei omtale. Ulike kampanjer som Bruk naturvett , Det europiske naturvernåret , Aksjon Mjøsa og Vern våre

våtmarker blir behandlet, likeledes viktige internasjonale konferanser og erklæringer som «Stockholmskonferansen», «Verdens Matvarekonferanse i Roma», Rio-erklæringen og FNs klimapanel . Vi får dessuten en grunndig innføring i den lange og kronglete prosessen som heter vassdragsvern med alle dens verneplaner, Samla plan osv. Bredo Berntsen tar også opp de ulike miljøkonfliktene og aksjonene som har oppstått, for eksempel Mardøla-aksjonen, Alta-aksjonen og ulike aksjoner mot hogging av verneverdig skog. Faget spenner vidt fra fredning av enkeltarter av planter og dyr som misteltein og bever, via arealvern som nasjonalparker og naturreservater, jakt og fiske, skogbruk, forurensning, sur nedbør med fiskedød og skogdød, klimaproblematikk, atomkraft, olje, alternativ energi, til vern av kulturminner og –landskap. Alt dette og mer til er framstilt med stor kunnskap og spennvidde, og det uten at forfatteren behøver å ty til store ord, svulstige vendinger og endeløs jamring som dessverre av og til kan skjemme framstillnger av emnet naturog miljøvern. Dette er både ei lærebok og oppslagsbok som anbafales alle som trenger å vite noe om naturvern i Norge og i sin alminnelighet. Et «must» for alle biologi- og naturinteresserte! Klaus Høiland

biolog, nr. 2 2011 43

BOKomtale

Fortellinga om ein grasfrøetar Åsmund Bjørnstad: Vårt daglege brød. Kornets kulturhistorie. 255 sider. Vidarforlaget 2010. ISBN: 9788279901020

Professor Åsmund Bjørnstad har skrive boka Vårt daglege brød. Kornets kulturhistorie. Boka kombinerer lettfatteleg og solid naturog historievitskap med gjengjeving av kunst og poesi knytta opp mot korn og brød. Utnyttinga av grasfrø til mat gjorde det mogleg å ha større fastbuande samfunn og å utvikle sivilisasjonar. Dei grasartane som vart nytta tilpassa seg symbiosen med menneske, fyrst med vanleg seleksjon etter naturleg utval og seinare ved ein aktiv og bevisst seleksjon frå menneske. Han fortel også om dei genteknologiske metodane som er blitt nytta i foredlingsarbeidet dei siste tiåra. Plantene og frøa (kornet) vert stadig betre tilpassa menneskets krav som næringsemne og dei ulike dyrkingsmetodane menneska rår over. Nye sortar tilpassa seg nye veksestader og eit anna klima. Til dømes må stråa bli kortare, aksa fyldigare og plantene må halde på frøa. Fell frøa av når dei er mogne, kan dei ikkje bli hausta. Her er eit vell av opplysningar og interessant kunnskap fletta saman i eit lettlest heile. Teksten er interessant og innbyd til samanhengande lesing. Dei vanlege historiebøkene gløymer ofte slike «detaljer» som misvekst, krig og heksebrenning og om dette har ein naturvitskapleg årsak, som til dømes førekomst av mjølaukeangrep (Claviceps) eller svartrustsopp

44 biolog, nr. 2 2011

Dei artane som har fått særskilde kapittel er bygg, kveite, havre, rug, rugkveite, ris og mais. No er det litt forvirrande at det grafiske slektstreet ikkje har med rug eller rugkveite. Derimot er banan, svingel, Brachypodium og Sorghum med. Brachypodium er ei stor grasslekt og var kan hende av dei som fyrst vart nytta som mat, men er seinare ikkje nemnd. Men eg måtte sjå i Wikipedia for å finne ut av dette. Me lærer at det er over 9000 grasartar og at berre om lag 12 av desse blir nytta som mat! Dei som kan nyttast må ha nokre heilt spesielle eigenskaper som blir omtalt. Dette er jo særs interessant for ein som er biolog og som nettopp har lest bestseljaren, «Våpen, pest og stål. Menneskenes historie gjennom 13000 år» av Jared Diamond. Denne forfattaren legg også vekt på kor få planter og dyr som me har domestisert. Bjørnstad er til hjelp når det gjeld å forstå kvifor. Biologar kan finne mange særs interessante eigenskapar i dei foredla kornslaga. Til dømes må sjølvsagt villgras sleppe frøa slik at dei kan komme ned på jorda for å få spire. Dyrka korn treng ikkje dette, plantane si «fitnes» blir sterkt redusert om dei gjer det. Det er mykje betre for korna om dei heng fast slik at menneske kan hauste og sørgje for at nokre av desse kjem i jorda. Alle dyrka kornslag held på korna sine. Bjørnstad fortel sjølvsagt også litt om sopp som snyltar på korn og øydelegg avlingane, og korleis sortar kan bli resistente. Spør du meg, vil eg seie at plantepatologi er den viktigaste biologiske vitskapen for liv og helse. Dette har Bjørnstad forska på sjølv, og han skriv om dette også, men eg skulle personleg gjerne ha hatt meir. Her er så mykje interessant

vitskap og kulturhistorie, og dette er noko Bjørnstad kan mykje om. Han fortel levande om korleis ein observant bonde (Sam Lykken frå Nord-Dakota) i 1935 la merke til at ein einskilt byggplante ikkje vart angripen av svartrustsopp, mens resten av åkeren var heilt øydelagt. Eigenskapen frå denne planten vart kryssa inn i byggsortane. Berberis er mellomvert for svartrust og blei utrydda. Desse to tiltaka gjorde at soppen blei nedkjempa! Norman Borlaug og dei høgtytande sortane han og hans team og moderne planteforedlare har produsert, er ikkje unemnde heller og eit utval av metodar og foredlingsmål er også med i boka. Innleiingsorda er viktige og lett å hugse. Det er eit sitat frå biologen Jack Harlan (1917 – 1998): «Arten menneske er no ein grasfrøetar. Vi er blitt kanarifuglar.» (sjå Crops and Man, 2nd Edition, 1992). Seinare i boka får me også vite at katten fann det klokt å

BOKomtale

gjere seg til ven med menneska. Mus blei nemleg også interessert i korn som jo også blei lagra i enorme kvanta og var ein enorm matkjelde – hadde det ikkje vore for katten! Katten vart sjølvsagt ein svært viktig og velkomen hjelpesven for menneskja då ho starta med musejakt. Me kan seie at korn fekk menneske, mus og katt til å endre diett. Det fyrste kapitlet om kornets mangfald er godt skrive og underhaldande lesing, men for ein med dårleg kortidsminne hadde det vore kjekt med ein tabell over namn, opphavstad, alder, kromosomar, utbreiing og slektskap som ein kunne kikke på mens ein les. Alt står rett nok fint framstilt i brødteksten, og om ein har ein merkjepenn kan ein jo streke under. Men ein liten oppsummerande tabell kunne vore kjekt. Kornet sin viktigaste konkurrent er poteta som også er rikeleg omtalt. Og sjølvsagt dreier boka seg ikkje berre om brød og korn. Ølet, grauten, knekkebrødet og andre viktige måtar å gjere korn etande på er også med. Sjukdommar hjå menneske som kjem av korn og einsidig diett basert på korn, er med. Det gjeld feilernæring og mangelsjukdommar. Til dømes for lite selen, for lite vitamin A, for mykje arsen, for lite av enkelte aminosyrer og for mykje karbohydrat om kosten vert for einsidig kornbasert. Kveite og rug har som kjend gluten. Dett er protein med aminosyresekvensar som gjev ein intoleransereaksjon (cøliaki) hos nokre genetisk diponerte menneske. Problemet er at det nettopp desse proteina gir mjølet gode bakeeigenskapar. Korn vert angripen av ein skummel sopp som heiter mjøl auke (Claviceps purpurea). Denne soppen lagar gift som har ført

til mange tragediar og mykje sjukdom, og er kan hende skyld i galskap og hekseri opp gjennom middelalderen, men i dag veit med kor farleg mjølauke er og kan hindre at kornet blir ureina med denne soppen. Mykje i boka handlar om det som er bokas tittel, nemleg kornets kulturhistoria til kornet. Ho går langt attende i tid. Kultur historia omfattar både korn dyrking og foredling, men også kunst og religion. Fleire stader på jorda fann folk ut at frø frå nokre artar gras egna seg særs godt til menneskeføde når dei vart tilverka rett. Og dette var mat som kunne bli lagra. Det gjekk mange tusen år der planteforedlinga ikkje var anna enn ein passiv prosess. Bildematerialet er omfattande og me finn Christian Krohgs: Kampen for tilværelsen frå 1888, og Gyorgy Konescsnis flotte sosialrealistiske plakat frå 1947 måla for det ungarske kommunistpar-

tiet. Nattverden er sjølvsagt også med i mange målarstykke. Det å så er ei heilag handling og var grunnlag for,mange flotte kunstverk. Rasjoneringskort er det bilde av og plakatar frå krig som ved enkle middel syner kor viktig kornet er for å overleve. Dikt, ja tilmed dikt som Åsmund har skrive sjølv og sjølvsagt finn med «Jeg er havren» og vi finn Terje Vigen. Boka er så innholdsrik og interessant at eg vonar ho kan komme i ei ny utgåve snart og då med eit betre register, større typar, ein tabell over artar og sortar. Elles likar eg særs godt denne blandinga av naturvitskap og kulturhistorie. Dette er ein bok av ein forfattar som har kjærleik til og kunnskap om det emne han omtaler. Teksten fortener at boka blir lest samanhengande enda om layout og format innbyd til «blad litt her og der»-lesing. Av: Jørgen Stenersen

Over er to illustrasjonar frå boka. Ny teknologi vert stadig innførd. Arden, blei tatt i bruk for mange tusen år sidan i Egypt og gjorde at ein mann kunne erstatte ti. I vår tids korndyrking gjer maskinar at manuelt arbeid nesten er overflødig.

biolog, nr. 2 2011 45

Illustrasjon: IStock/blamb

SPYTT 1. Tar du spytt for gitt Ser du spytt som dritt Hør i så fall denne vise Som vårt eiegode spytt skal prise Spytt som væske gir behag Mer enn andre væsker av slikt slag Den gir smørning til vår munnlek Gode kyss, en edel smak – et snakke-pek 2. Men den Dumme-Legens anti-depressiva Endret kjertler – fjernet ’Saliva la-viva’ Dette medførte at tennene ble råtehull Dog – for suge-borre-tannlege Edoras gull Hevn da denne Pillespise-Lege! Hark en munnfull slim Lag så rosa trutmunn-åpning rød og rund og fin Gjør din munnhule til superspytt-rakett Snurr så lynraskt rundt – i trippelpiruett Spisskyssform i siste snurr et fast og velstramt leppehull Skyt så spyttslimklyse lynraskt – målrettet og full Klask! – i Dumme-Legens depressive stirre-dataskjerm Så det spruter – dekker glass og skrift med spytte-sperm Se så! Nå er lege-spytte-hevnen ferdig ekspedert Spyttets depressive konneksjoner utradert Øyeblikksuksess som lamaslektning er forbi Spyttes dype kroppsbetydning – det er hva jeg nå vil gi 3. Spytt og tenner, magesaft og hals er noe folk flest har Også kannibaler, økonomer - dem fra Ski - og vi som er litt rar Dermed kan de fleste spise koteletter, kålrøtter og ost Føde som brutalt med kjevekraft blir søndermost

46 biolog, nr. 2 2011

Deretter går spyttet inn i kilometer lange makromolekyler Bryter bindinger og smadrer kjeder – selv om molekyler hyler Likså slintrene som samles mellom carnivorens skarpe tenner Løses opp – og halskraft presser maten ned i mavesekkens gjemmer Men spytt kan også ávstedkomme andre livets gleder For eksempel bygger tårnseilere med dette sine reder Noen slanger dreper byttet med et spytt som paralyserer Andre har i bittet saft som byttedyrets kroppsvev fragmenterer Noen spytter for å skremme – sender klyser til forsvar Lama – Andesfolkets vakre ridedyr – har noen ganger gigaklyser klar Også fotballspillere har prøvd ut spyttekraft som våpen Men selv Ronaldo – eleganten – fremstår da som fotballtåpen Noen påstår dinosaurer hadde spytt med dødens injeksjon At dyrets dragebitt gav kjøttknus – samt en grufull infeksjon Slik Hutulas spytte-stikk gav edle Frodo fragmenteringskyss Startet halving-oppløsning så helten nær ble stjernedryss Men – hobbit var av seigt og aller beste jotunstoff kreert Ultrasterk! Så kjempeedderkoppens gift ble kroppsparert Siden Sam – den trofaste – forsvarte Frodos spinnombygde kropp Herskerringen fortsatte så kampen mot det onde ikke stoppet opp 4. Vel, vel – nå fór min lille spytte-vise langt a lei På tide å dra spyttet inn til spyttets hovedvei Å senke farten – tenke litt, og fukte seg rundt munnen For fremfor alt – og med alt sagt – å ikke miste hovedgrunnen: For spyttets største kraft Det er tross alt Som erossaft Til dobbel-trippelslikk - av elskovshunnen Anders Often

Rettningslinjer for forfattere

Biolog trykker populærvitenskapelige artikler, kronikker, diskusjonsinnlegg og små notiser innen alle biologiske disipliner, inkludert aktuelle saker angående undervisning og formidling. Artiklene skrives på norsk og bør være forståelige for personer med litt biologisk bakgrunn. Unngå utstrakt bruk av fremmedord og vanskelige faguttrykk, hvis de ikke blir forklart. En artikkel bør normalt ikke overskride 6 trykte sider, dvs. 3000 - 3700 ord pluss tabeller og figurer. Manus sendes på epost til post@ bio.no, eller hvis nødvendig i posten på en CD. Manus består av følgende deler: 1. Overskrift; 2. Forfatterens navn og adresse; 3. Ingress; 4. Selve artikkelen med mellomtitler; 5. Eventuell takk til medarbeidere; 6. Litteraturliste; 7. Tabeller; 8. Tekst til illustrasjonene.

Artikkel i tidsskrift: Gauslaa, Y. & Ohlson, M. 1997. Et historisk perspektiv på kontinuitet og forekomst av epifyttiske laver i norske skoger. Blyttia 54, 15-27. Bøker: Hågvar, E.B. 1998. Det zoologiske mangfoldet. 2.utg. 384 s. Universitetsforlaget, Oslo. Kapittel i bok: Angel, M.V. 1994. Spatial distribution of marine organisms. Pp. 59-109 in Edwards, P.J., May, R.M. & Webb, N.R. (eds.) Large-scale ecology and conservation biology. Blackwell, Oxford. Fotnoter bør unngås eller begrenses til et minimum.

Illustrasjoner. Fotografier sendes som filer på jpg-format. Unngå å sette tekst i bilde-filene. Dette gjøres best i vår redaksjon. Hvis illustrasjonene ligger i selve selve worddokumentet, må vi ha dem som egne filer i tillegg. Husk at bildet og bildeteksten skal kunne leses uavhengig av brødteksten. Tegninger og diagrammer må ha tilstrekkelig strektykkelse til å tåle forminskelse. Bokstaver og tegn Ingress. Artikkelen bør ha en ingress må ikke være for små. Tegninger og diagrammer som fanger leserens oppmerksom- kan leveres som pdf- eller EPS-filer eller et annet het og som oppsummere hovedformat som egner seg (ikke jpg).Illustrasjoner fra punktene i artikkelen. Ingressen bør bøker og artikler, må klareres med fotograf/tegner ikke ha mer enn 20 ord. Unngå forko- før trykking. Illustratørens navn og hvor den er henrtelser og kjemiske formeler her. tet fra, må oppgis. Mellomtitler bør brukes for å mark- Honorar. Vi kan dessverre ikke betale honorar for ere større avsnitt i teksten. bidrag. Vi lager heller ikke særtrykk, men vi sender deg gjerne noen ekstra eksemplarer av bladet med Litteraturlisten bør gjøres så kort artikkelen din. som mulig, og helst bare inneholde spesielt sentrale og viktige referans- Er det noe du lurer på, kan du kontakte BIO på er, som gir videre innpass i fagom- epost: post@bio.no eller telefon 22 85 46 26. rådet. Benytt nedenforstående mal. Navn på tidsskrifter forkortes etter internasjonal standard; evnt. kan redaksjonen hjelpe til med dette.

biolog, nr. 2 2011 47

B-BLAD

Returadresse: Norsk Biologforening Pb 1066 Blindern 0316 Oslo

BIO

Norsk Biologforening (BIO) ble stiftet 1981, og har idag ca. 1000 medlemmer. BIOs med lemmer er biologer i alle yrkeskategorier og biologer i utdanning. Andre med interesse for biologi kan bli støttemedlemmer.

Formål  Styrke faglig samhold og kon takt mellom norske biologer. Arbeide for biologenes interes ser på arbeidsmarkedet.  Arbeide for å styrke biologifa get i skolen.  Arbeide for at biologisk fag kunnskap blir tatt i bruk på alle nivå i samfunnsplanleg gingen.  Utgi foreningens tidsskrift.  Etablere kontakt med uten landske biologer og biologorganisasjoner.

Tidsskrift BIO utgir tidsskriftet BIOLOG som kommer ut med 4 nummer i året. BIOLOG inneholder blant annet faglige artikler om forskning, skole spørsmål og forvaltning. BIOLOG har som ett av sine mål å holde biologer og andre oppdatert om viktige og aktuelle spørsmål.