Presseeksemplar
Flora Norvegica Radiographica
Presseeksemplar
Øyvind Hammer og Marte Holten Jørgensen
FLORA
Norvegica Radiographica Norske planter i røntgen
Presseeksemplar
Flora Norvegica Radiographica Norske planter i røntgen © Spartacus Forlag AS, 2020 Omslagsdesign: Kjetil Waren Johnsen / Wisuell Design Foto: Øyvind Hammer og Marte Holten Jørgensen Sats: Kjetil Waren Johnsen / Wisuell Design Satt med Adobe Garamond Pro 11/16 Papir: Munken Premium Cream 115 g Trykkeri: Scandbook Printed in EU Forfatterne har mottatt støtte fra Det faglitterære fond ISBN 978-82-430-1270-7
Det må ikke kopieres fra denne bok i strid med åndsverkloven eller i strid med avtaler inngått med KOPINOR. SPARTACUS FORLAG AS P.B. 6673 St. Olavs plass, 0129 OSLO spartacus.no
Innhold Forord ��������������������������������������������������������������������������������������� 7 Hva er en blomst? ������������������������������������������������������������ 13 Karsporeplanter og nakenfrøete planter ��������������� 17 Enfrøbladete planter ������������������������������������������������������ 31 Basale ekte tofrøbladete planter �������������������������������� 71 Sildreordenen og rosider ���������������������������������������������� 91 Nellikordenen og asterider ���������������������������������������� 165 Systematisk oversikt ������������������������������������������������������ 257 Referanser �������������������������������������������������������������������������� 265 Register ������������������������������������������������������������������������������� 269
Presseeksemplar
Forord Vi har tydeligvis å gjøre med en stråling av forbløffende styrke, og undersøkelsene omkring dens natur blir stadig viktigere og mer interessante. Nikola Tesla, Electrical Review, 18. mars 1896
En ny type stråler Røntgenstråler er et slags lys. Et usynlig, gjennomtrengende og fremmedartet lys. Synlig lys har en bølgelengde på rundt en halv mikrometer. Røntgenlys har en mye kortere bølgelengde og dermed mye høyere energi per lyspartikkel (foton). De «harde» røntgenstrålene som brukes i moderne røntgenfotografi har en bølgelengde på rundt 0,05 nanometer, altså en titusendedel av synlig lys. Røntgenlys er dermed ti tusen ganger sterkere enn synlig lys, per foton. Det er mye. Farlig mye. Historien bak oppdagelsen av røntgenstrålene er fascinerende og viser godt hvordan vitenskap fungerer. Francis Hauksbee startet det hele så tidlig som i 1705. Han var Newtons lab-assistent og en dyktig
instrumentmaker. Han plasserte litt kvikksølv i en flaske med vakuum og gned på flasken for å sette opp et felt av statisk elektrisitet. Dermed oppstod det et ganske kraftig lys. Det Hauksbee hadde gjort, var å ionisere kvikksølvdampen i flasken. Men det visste han ikke. Arbeidet til Hauksbee inspirerte mange til å eksperimentere med sterke elektriske felt i fortynnede gasser. I 1785 gjorde William Morgan et eksperiment hvor forholdene var slik at han antagelig produserte svake røntgenstråler. Men det visste han ikke. Det neste store skrittet mot røntgenstråler var Geissler-røret, oppfunnet i 1857. Heinrich Geissler (1814–1879) var glassblåser. Han laget en glassflaske, festet en elektrode (en liten ledningsstump) i hver
Presseeksemplar
7
ende, pumpet ut luften og erstattet den med ulike gasser, og satte mange tusen volt over elektrodene. Da lyste det. Geissler hadde funnet opp lysstoffrøret. Han hadde dermed også lagt grunnlaget for røntgenrøret, katodestrålerøret og radiorøret, som igjen var starten på elektronikken, fjernsynet, datamaskinen og Internett. Men det visste han ikke. Rundt 1870 laget William Crookes (1832–1919) et vakuumrør med enda høyere vakuum enn i Geissler-røret, og eksperimenterte med høye spenninger. I Crookes-røret oppstår en kontinuerlig strøm av elektroner fra den negative polen (katoden) til den positive (anoden). Men det visste ikke Crookes, og det var ikke før i 1897 at disse katodestrålene ble tolket som en strøm av små partikler med negativ ladning. I et Crookes-rør med høy drivspenning oppstår det røntgenstråler. Når elektronene treffer anoden eller glasset i røret, bremses de opp, og bevegelsesenergien blir delvis omsatt til varme og delvis til røntgenstråling. Fra slutten av 1880-tallet hadde flere forskere lagt merke til at fotografisk film ble svertet ved å plasseres foran et Crookes-rør, men ingen av dem arbeidet videre med denne viktige observasjonen. Så når Wilhelm Röntgen (1845–1923)
8
trer inn i historien vår i 1895, ligger alt til rette. Gjennom nesten to hundre år hadde en ubrutt rekke av instrumentmakere og fysikere utviklet den nødvendige teknologien. Røntgenrøret fantes allerede; man visste bare ikke at det laget røntgenstråler. Underlige fenomener som vi nå vet skyldtes røntgenstråler var allerede blitt observert. Det eneste som manglet, var en forsker med glimrende observasjonsevner, som kunne gripe ordentlig tak i disse fenomenene, studere dem intensivt, tolke dem på riktig måte og se potensialet for anvendelser. Röntgen var nettopp en slik mann. Omstendighetene omkring Röntgens oppdagelse er litt uklare, men antagelig ønsket han å finne ut om katodestråler kunne slippe ut av et Crookes-rør. Derfor satte han opp en skjerm av et fluorescerende materiale et stykke unna røret. Skjermen lyste svakt grønt, selv om han satte bøker imellom. Röntgen forstod snart at dette måtte skyldes en ny type stråler. Alt dette skjedde en fredag kveld, 8. november 1895. Röntgen arbeidet nå nærmest dag og natt i flere uker og studerte strålenes egenskaper i detalj. To dager før julaften tok han det første «medisinske» røntgenbildet – av sin kones hånd. Bildet er ikke spesielt godt, men det viser tydelig knoklene. Ifølge legenden
skal hun ha ropt: «Jeg har sett min egen død!» Seks dager senere, den 28. desember, leverte Röntgen sin første artikkel om røntgenstråler, «Über eine neue Art von Strahlen». Og så braket det løs.
Den store røntgen-manien Knapt noen vitenskapelig oppdagelse har skapt en like voldsom og umiddelbar reaksjon i offentligheten som røntgenstrålene. Nyheten nådde førstesidene i Wien-avisene allerede 5. januar 1896. I løpet av noen dager hadde hundrevis av forskere og ingeniører over hele verden sluppet alt de hadde i hendene, funnet fram sine gamle Crookes-rør og satt i gang med å lage røntgenbilder. Røntgenstrålene passet perfekt inn i århundreskiftets tidsånd. Verden var midt i en kunnskapsrevolusjon, mulighetene syntes uendelige, alt det gamle sto på spill. Ingeniørene og forskerne var heltene, og vitenskap var forbundet med en euforisk følelse av frihet og framskritt. Darwin, Edison, Tesla, Pasteur, Eiffel, Curie. Og nå kunne man altså se inn i menneskekroppen med magiske stråler! Det var ubegripelig og fantastisk. To dager etter avisoppslagene i Wien var østerrikerne Josef Eder (1855–1944) og Eduard Valenta (1857–1937) godt i
gang med røntgenfotografi, og etter bare noen uker (februar 1896) utga de et praktfullt bokverk med femten røntgenbilder av ekstremt høy kvalitet. Bildene av øgler, fisk og slanger nådde en teknisk og kunstnerisk standard fullt på høyde med moderne røntgenkunst. Legene kastet seg også over røntgenstrålene allerede i januar 1896, særlig for å diagnostisere beinbrudd. Eksponeringstidene kunne være relativt lange, og det ble snart klart at røntgenstråler også har en dyster side. I begynnelsen av 1897 rapporterer Nikola Tesla (1856–1943) om ganske alvorlige stråleskader hos en lab-assistent. Den engelske fotografen John Francis Hall-Edward startet med røntgenfotografi i februar 1896, som så mange andre. Etter noen år med entusiastisk arbeid måtte han amputere venstre arm og fingrene på høyre hånd. Det var mange andre slike tragiske tilfeller. I Hamburg står det et gripende minnesmerke over «røntgenmartyrene», det vil si radiologer, fysikere, leger og sykepleiere som har dødd av stråleskader. Da minnesmerket ble satt opp i 1936, inneholdt det 169 navn. Nå er steinstøttene dekket av 359 heltenavn. De døde av de samme strålene som har reddet millioner. Røntgenstråler er virkelig ikke til å spøke med.
Presseeksemplar
9
En annen av røntgenpionerene var en fremragende fysiker i Kristiania som senere skulle havne på 200-kroner-seddelen. Kristian Birkeland (1867–1917) laget et oppsett for røntgenfotografering den 15. februar 1896, altså bare seks uker etter at Röntgen leverte sin vitenskapelige artikkel. Den 20. februar la han fram resultatene i et foredrag i Polyteknisk Forening, og den 25. mars dukket det opp en artikkel i Morgenbladet, signert Birkeland, med tittelen «De Röntgen’ske Straaler». Et av Birkelands første røntgenbilder fra februar 1896 er bevart. Det er et bilde av god kvalitet som viser hånden til Sophus Torup, professor i fysiologi. Samme år tok Birkeland et røntgenbilde av hånden til kong Oscar 2.
Et røntgenbilde er en besynderlig ting Vanligvis ser vi verden i reflektert lys. Lyset fra sola som kastes tilbake fra en blomst forteller oss om farger og former. Vi ser bare utsiden og forsiden, ikke baksiden, men hjernen bruker valører og skygger til å gi et presist tredimensjonalt bilde selv om vi holder ett øye lukket. Et røntgenbilde er noe helt annet. Røntgenbildet viser gjennomfallende lys, et skyggebilde. Det er ingen utside, innside, forside eller bakside.
10
Alle plan i blomsten ligger oppå hverandre, bildeforståelsen vår kollapser, noen røntgenbilder fortoner seg som kaos. Jeg ble en gang spurt om jeg ikke kunne ta et røntgenbilde fra den andre siden, altså baksiden. Men det ville ikke gjøre noen forskjell, annet enn at bildet ville speilvendes. Men røntgenbilder av planter kan være så vakre. Det er som om plantene er laget av glass eller et flortynt stoff. Årene i bladene, strukturen i veden, nektaren dypt nede i blomsten trer fram for oss på en måte som vi aldri ser i reflektert lys. Et røntgenbilde er noe helt annet.
Planter har vært røntgen fotografert i over hundre år Allerede i 1896, året etter at Wilhelm Röntgen oppdaget røntgenstrålene, laget franskmannen Gaston Contremoulins grove røntgenbilder av planter. Hans landsmann Pierre Goby tok røntgenbilder av blader i 1908, men de var også av ganske dårlig kvalitet. Hall-Edwards (han som mistet armen) stilte ut røntgenbilder av blomster i 1914. Den amerikanske legen Dain Taskers bilder fra 1930-tallet er langt mer sofistikerte, med nydelig kontrastbalansering og vakre komposisjoner. I nyere tid har mange kunstnere arbeidet med røntgenbilder av
planter, blant dem Albert Koetsier, Albert Richards, Judith McMillan, Gary Yeoh, Bryan Whitney, Don Dudenbostel og særlig Steven Meyers. Dette er ingen enkel kunstform. Tynne blader med lette atomer som karbon, hydrogen og oksygen demper nesten ikke røntgenstrålene, så kontrasten blir liten. Eksponering på analog film krever derfor spesielle teknikker, lav strålingsenergi og lang eksponeringstid.
Våre bilder er laget ved hjelp av et røntgenapparat med elektronisk detektor Et røntgenapparat med elektronisk detektor er som et digitalkamera – man kan eksperimentere uten å kaste bort dyrebar film. Den største vanskeligheten er at den lave røntgenkontrasten krever voldsom forsterking av kontrasten i bildet. Men da forsterkes også støyen fra detektoren, og bildet blir dårlig. Løsningen er å ta et stort antall bilder, helst flere hundre, som summeres slik at mye av støyen blir kansellert. Utfordringen blir da å holde planten absolutt rolig i lang tid, uten at den siger eller retter seg opp. Vårt røntgenapparat har en ekstremt skarp røntgenkilde – strålekilden har en diameter på bare et par mikrometer. Det
gjør det mulig å ta røntgenbilder med stor forstørrelse, såkalt mikrofokus-røntgen eller røntgen-mikroskopi. Mange av bildene i denne boka ville vært umulige å lage med vanlig medisinsk røntgenutstyr.
Flora Norvegica Radiographica Den første store norske floraen, Flora Nor vegica, ble skrevet av biskop Johan Ernst Gunnerus (1718–1773) og utgitt fra 1766 til 1776. Det er et imponerende verk med beskrivelser av 1118 norske plantearter, navngitt på latin etter Linné og også med norske og en del samiske navn. Floraen til Gunnerus er en gullgruve for botanikere fordi den dokumenterer forekomst og utbredelse av planter i Norge før den industrielle revolusjon og før innførselen av mange nye arter de siste 250 år. Jørgensen, Weidemann og Fremstad oversatte i 2016 Flora Norvegica til norsk med grundige fotnoter og kommentarer. Og så er det én ting til som er ganske utrolig. Biskop Gunnerus laget ikke bare en bok. Han laget også et stort herbarium, altså en samling av pressede planter. Og denne samlingen finnes fortsatt. Over tre tusen norske planter har overlevd 250 år, den franske revolusjon, oppfinnelsen av røntgenstrålene, første og andre verdenskrig, og ligger fortsatt bak
Presseeksemplar
11
tykke dører i Trondheim. Der ble de nylig fotografert av Gunnerusbiblioteket ved NTNU, og ligger nå åpent tilgjengelig på nettet. Som en hilsen til Gunnerus har vi kalt denne lille boka Flora Norvegica Radio graphica, eller Norsk røntgenflora. Vi har valgt ut 110 planter som danner et godt utsnitt av den botaniske artsrikdommen i Norge. De fleste av dem er vanlige planter som mange lesere har sett, men kanskje uten å kjenne navnene deres. Vi har prøvd å få med et bredt utvalg av plantefamilier. I tillegg har vi tatt med noen spesielt vakre eller sjeldne arter. Vi følger det klassiske skjemaet for akademiske floraer, med plansjer ordnet i henhold til moderne klassifikasjon. Det er noe vakkert ved det også. Vi bruker det internasjonalt anerkjente systemet til Angiosperm Phylogeny Group fra 2016 (APG IV). I dette systemet er plantefamiliene ordnet på en måte som harmonerer med den antatte evolusjonære rekkefølgen. Latinske navn etterfølges av navnet til botanikeren som først opprettet arten, og det er jo som oftest Linné (L.). Artsnavnene følger Artsdatabankens standarder. Dette er verken en fagbok eller folkeopplysning. Saksopplysninger om voksesteder og blomstringstidspunkter har vi ikke
12
tatt med. Det vi ønsker å gi leseren, er en uhemmet feiring av plantenes mangfold, skjønnhet og betydning for oss mennesker. Tusen takk til Naturhistorisk Museum i Oslo som har latt oss bruke røntgeninstrumentet deres, for tilgang til materiale i Botanisk Hage, og for gjesteplass i et halvt år. Takk også til Hilde Ludt og Margaret Roseveare for mange nyttige kommentarer til teksten.
Teknisk informasjon Bildene i denne boka er tatt med et røntgeninstrument av typen Nikon Metrology XT H 225 ST. Vi har for det meste brukt en spenning på 40 kV og strøm 400 uA med wolfram-anode. Eksponeringstiden er 1,4 sek, og det er gjort mellom 32 og 512 eksponeringer for hvert bilde for å redusere detektorstøyen. Detektoren er en Varian 2520 med oppløsning på 3 megapiksler og 16-bits gråtoneskala. Kontrasten er forsterket med GIMP og Photoshop, og blanke områder i bildet er satt til hvitt. Det er ikke gjort ytterligere bildebehandling.
Hva er en blomst? Griffel
Arr
Pollenknapp Pollentråd Kronblad
Fruktknute
Arr
Kronblad
Griffel Begerblad
Pollenbærere
Blomsterbunn
Begerblad Fruktknute + griffel + arr = Fruktemne Pollenknapp + pollentråd = Pollenbærer
Vi skriver en del om blomster i denne boka, så det kan være greit med en kjapp repetisjon av blomstens form og funksjon. Blomstene er blomsterplantenes reproduksjonsorganer. Det hannlige systemet består av pollenbærere: pollenknapper i tuppen av pollentråder. I pollenknappene produseres pollen. Plantenes sædceller om du vil. Når de er modne, åpner pollenknappene seg slik at pollenet kan fraktes med insekter eller vind over til det hunnlige
reproduksjonssystemet, en flaskeformet beholder som kalles fruktemnet. Hoveddelen av flasken kaller vi fruktknuten, og den inneholder frøemner. Eller eggceller om du vil. Flaskehalsen kalles griffel, og på toppen av denne sitter arret. Det er her pollenkornene fester seg slik at de kan vokse ned i flasken og befrukte frøemnene. I tillegg har blomsten et PR-apparat, kronbladene, som fanger oppmerksomheten til pollinerende insekter. Den kan også ha
Presseeksemplar
13
