Bios Biologi 1 Lærebok (2021) utdrag by Cappelen Damm

BIOLOGI 1 MARIANNE SLETBAKK • ARNODD HÅPNES • DAG O. HESSEN KIRSTEN MARTHINSEN • RAGNHILD ESKELAND • ANNE SPURKLAND STUDIESPESIALISERENDE PROGRAMFAG VG2

l (&55*1*3 )&22 &8 .8'3 ZYLF[J TUUQFL 'NTX GNTQTLN K QLJW Q WJUQFSJS KTW PZSSXPFUXQ KYJY 10 N KFLJY GNTQTLN TL JW QFLJY YNQ GWZP Uउ XYZINJKTWGJWJIJSIJ ZYIFSSNSLXUWTLWFR N [NIJWJLउJSIJ XPTQJ .QQZXYWFY WJW 'O WS 3TWMJNR TL 0JTUX 9JWOJ 8ZSIG^ PFUNYYJQ 4RXQFLXIJXNLS 0WNXYNSJ 8YJJS 2JINF 4RXQFLXKTYT ,JYY^ .RFLJX ?THMF 0 5^WTXP^ ,WFKNXP KTWRLN[NSL 0WNXYNSJ 8YJJS 2JINF 'NQIJWJIFPY W 2FWYNSJ 0QTXYJW +TWQFLXWJIFPY W 2FWYNSJ 0QTXYJW 9W^PP TL NSSGNSINSL 1N[TSNF 5WNSY 1FY[NF 8FYY N 'JWQNSL 19 8YI Uउ UZSPY TL YW^PY Uउ L , UWNSY 2FYJWNFQJY N IJSSJ UZGQNPFXOTSJS JW TRKFYYJY F[ उSIX[JWPQT[JSX GJXYJRRJQXJW :YJS X WXPNQY F[YFQJ RJI (FUUJQJS )FRR &8 JW JSM[JW JPXJRUQFWKWJRXYNQQNSL TL YNQLOJSLJQNLLO WNSL GFWJ YNQQFYY N IJS ZYXYWJPSNSL IJY JW MOJRQJY N QT[ JQQJW YNQQFYY LOJSSTR F[YFQJ RJI 0TUNSTW NSYJWJXXJTWLFS KTW WJYYNLMJYXMF[JWJ YNQ उSIX[JWP :YS^YYJQXJ N XYWNI RJI QT[ JQQJW F[YFQJ PFS RJIK WJ JWXYFYSNSLXFSX[FW TL NSSIWFLSNSL TL PFS XYWFKKJX RJI G YJW JQQJW KJSLXJQ \\\ HIZ ST \\\ GNTX HIZ ST

INNHOLD

I BIOLOGIFAGET . . . . . . . . . . . . . . . . 8

II CELLEBIOLOGI . . . . . . . . . . . . . . . 66

1.1 1.2 1.3 1.4

2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

Læren om livet. . . . . . . . . . . . . . . Hva er biologi? . . . . . . . . . . . . . . . Biologifagets evolusjon . . . . . . . . . Hva er liv? . . . . . . . . . . . . . . . . . . Biologiske arbeidsmetoder . . . . . . TEMA: Kvinner i biologifaget . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Biologisk mangfold satt i system . . . . . . . . . . . . . . . . Navnsetting av arter . . . . . . . . . . . Hva er en art? . . . . . . . . . . . . . . . . Bestemmelse av arter . . . . . . . . . . . Klassiﬁkasjonssystemet og klassiﬁkasjonsnivåer . . . . . . . . . . . De seks rikene . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11 12 13 18 20

3.1 3.2 3.3 3.4

28 30 31 32

37 38 39 43

3.5 3.6

4 4.1 4.2

49 51 61 62 63

4.3 4.4 4.5 4.6

5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7

Celler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prokaryote og eukaryote organismer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prokaryote celler . . . . . . . . . . . . . . Bakterier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Arker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Eukaryote celler . . . . . . . . . . . . . . . Fra prokaryot til eukaryot organisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cellemembraner . . . . . . . . . . . . Cellemembranen kontrollerer transport inn i og ut av celler. . . . Hvordan cellemembranen er bygd opp . . . . . . . . . . . . . . . . . Transport gjennom cellemembraner . . . . . . . . . . . . . . Passiv transport . . . . . . . . . . . . . . Aktiv transport . . . . . . . . . . . . . . Kanaltransport mellom celler . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mennesket og mikrobene . . . . . Hvordan infeksjoner oppstår og sprer seg . . . . . . . . . . . . . . . . . Immunforsvaret . . . . . . . . . . . . . . Det medfødte immunforsvaret . . Det tilpassede immunforsvaret . . . Bekjempelse av bakterier og virus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vaksiner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Antibiotika . . . . . . . . . . . . . . . . . TEMA: Zoonoser . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

69 70 72 74 77 78 93 95 97 98

101 102 103 108 109 115 118 120 122 124 127 128 136 140 144 152 156 161 164 166 168 170

$KQU ǖ • Innhold

III ANATOMI OG FYSIOLOGI . . . 172

6 6.1 6.2 6.3 6.4

7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5

8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7

Vekst og utvikling . . . . . . . . . . . Fra celler til vev og organsystemer . . . . . . . . . . . . . . . Cellesyklus og celledeling . . . . . . Vekst og utvikling hos planter . . . Vekst og utvikling hos mennesket . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fordøyelse og næringsopptak . Energibærende og ikkeenergibærende næringsstoffer . . . Bakterier, arker og sopp . . . . . . . . Protister . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Planter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dyr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TEMA: Tarmﬂora . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Celleånding og gassutvikling . . Autotrofe og heterotrofe organismer . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aerob celleånding . . . . . . . . . . . . Anaerob celleånding . . . . . . . . . . Gassutveksling hos planter og dyr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gassutveksling hos mennesket . . Sirkulasjon hos dyr . . . . . . . . . . . Sirkulasjon hos mennesket . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

175

9 9.1

176 179 189

9.2 9.3

203 209 211 212 215 216 217 219 220 225 228 230 231 232 235 236 237 240 241 249 254 265 271 273 275

9.4

279 280 281 283 288 293 294 295

Reaksjon på stimuli . . . . . . . . . 297

10.1 Stimuli utløser en respons . . . . . . 298 10.2 Planter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 10.3 Dyr: Kommunikasjon gjennom

hormoner og nerver . . . . . . . . . . . 10.4 Hormonsystemet . . . . . . . . . . . . . 10.5 Nervesystemet . . . . . . . . . . . . . . . 10.6 Det sentrale og det perifere nervesystemet . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

302 304 313

Bevegelse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 Planter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Dyr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

343 344 346 353 354 355

357 358 360 373 394 400 402 403

12.1 12.2 12.3 12.4

Ekskresjon . . . . . . . . . . . . . . . . . Plantene lagrer avfallet i vakuolen . . . . . . . . . . . . . . . . . . Utskilling av nitrogenholdig avfall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ekskresjonsorganer hos dyr . . . . . Ekskresjonssystemet hos mennesket . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Formering . . . . . . . . . . . . . . . . . Formering hos bakterier . . . . . . . Formering hos planter . . . . . . . . . Formering hos dyr . . . . . . . . . . . . Formering hos mennesket . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

323 334 337 339

IV ØKOLOGI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406

Biologisk mangfold . . . . . . . . . . 409

Stikkord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476

13.1 Miljøfaktorer regulerer 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7

14 14.1 14.2 14.3 14.4 14.5 14.6

det biologiske mangfoldet . . . . . . Økologi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Myldrende mangfold . . . . . . . . . . Tre nivåer av biologisk mangfold . Lokalt mangfold – habitater og nisjer . . . . . . . . . . Globalt mangfold . . . . . . . . . . . . Tilpasning gjennom atferd. . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bærekraftig forvaltning av naturens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Naturens verdi . . . . . . . . . . . . . . . Naturlige endringer i naturen . . . Menneskeskapte endringer i naturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Endring i arealutnyttelse . . . . . . . Klimaendringer . . . . . . . . . . . . . Naturforvaltning i Norge . . . . . . . TEMA: Myr . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Øvelser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

410 412 417 419 422 425 429 434 436 437

Bildeliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481 Systematisk oversikt . . . . . . . . . . . . . . . 476 Oversikt over livsprosessene i de seks rikene . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489 Oversikt over kroppens organsystemer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490

441 442 446 449 450 454 460 468 470 472 473

$KQU ǖ • Innhold

FORORD

Til elever og lærere Biologifaget i videregående skole har nye læreplaner fra august 2021. De nye læreplanene for BIO01 og BIO02 er annerledes bygd opp enn de tidligere planene. Den nye læreplanen for faget BIO01 har tre typer mål: • to tverrfaglige temaer som dere vil kjenne igjen fra læreplaner i andre fag: folkehelse og livsmestring, og bærekraftig utvikling • ‫ܪ‬WJ POJWSJJQJRJSYJW XTR MFSIQJW TR M[TWIFS vi arbeider i faget biologi, og hvordan faget påvirker samfunnet og samfunnet påvirker biologifaget • elleve kompetansemål med fagkrav: arbeidsmetoder, cellebiologi, anatomi og fysiologi, og økologi Oversikten med de tre typene mål og hvordan de er PS^YYJY XFRRJS N IJSSJ GTPF KNSSJW IZ N࣢YFGJQQJS Uउ neste side. Et viktig hovedpoeng i den nye læreplanen er det biologiske mangfoldet. Det handler om hvor avhengige organismene er av hverandre, og hvordan abiotiske og biotiske faktorer påvirker dette samspillet på godt og vondt. I boka kommer mangfoldet tydelig fram i delen om «livsprosessene» hos de ulike organismetypene. For første gang i en læreplan i biologi legger målene også vekt på at naturen både har en egenverdi og en nytteverdi. Bios 1 er delt i fire deler merket med romertallene I–IV, og hver del inneholder mellom to og sju kapitler merket med de arabiske tallene 1–14. Hver del har en introduksjon.

Etter hvert delkapittel finner dere repetisjonsoppgaver som dere kan løse alene eller sammen, muntlig eller skriftlig. Etter hvert kapittel står det studiedeler med mer utfordrende oppgaver og øvelser, og i hver del finner dere et fordypningstema. Emner fra de to tverrfaglige temaene og de fire kjerneelementene vil dere finne igjen både i teksten og i fordypningsrutene. Både fordypningsrutene og temasidene egner seg for dybdelæring. Også mange F[ TUULF[JSJ N࣢XYZINJIJQJSJ PFS GWZPJX YNQ RZSYQNLJ eller skriftlige særoppgaver som går mer i dybden, individuelt eller som gruppearbeid. I biologi 1 skal dere planlegge og gjennomføre undersøkelser og samle, behandle og tolke data, blant annet fra feltarbeid. Dere skal kunne skrive, lese, regne og presentere resultater og funn. Beskrivelser av ulike økosystemer og arbeidsmetoder for feltarbeid finner dere på nettstedet til Bios. Del I i denne boka inneholder en kort forklaring på hvordan du kan skrive en rapport. Bios-nettstedet www.bios.cdu.no inneholder mange nyttige ressurser som du kan bruke i arbeidet med faget. Takk til redaktør Martine Kloster, fagkonsulenter og språkkonsulenter, og til elever og lærere som har gitt oss gode råd. Lykke til med biologifaget! Oslo, juni 2021 Marianne Sletbakk, Kirsten Marthinsen, Dag O. Hessen, Arnodd Håpnes, Ragnhild Eskeland, Anne Spurkland

Slik frøet bærer skissen til et tre og en liguster-svermer allerede i puppens cellekaos er tilstede, bebuder alt at noe skjønt vil skje. Fra diktet «Tingenes lengsel» av André Bjerke (1954)

Del

Kapittel

II 2

III 5

IV 10

Praksiser og tenkemåter Kjerneelementer

Biologiske systemer Biologiske prosesser Biologi i samfunnet

Tverrfaglige temaer

Folkehelse og livsmestring Bærekraftig utvikling

Kjerneelementene og de tverrfaglige temaene gjelder for biologi 1 og biologi 2 samlet, slik at noen av punktene i kjerneelementene og de tverrfaglige temaene gjelder bare for biologi 1, mens andre gjelder bare for biologi 2.

Kjerneelementer Praksiser og tenkemåter i biologi Kjerneelementet praksiser og tenkemåter i biologi handler om hvordan naturvitenskapelige hypoteser, teorier, metoder og modeller blir utviklet og benyttet i faget. Det handler også om feltarbeid, arbeid med forsøk og utforskende aktiviteter i biologi, og om behandling av innsamlet data. Videre handler det om bruk av programmer, modeller og beregninger for å forstå biologiske prosesser og systemer. Representasjonsformene, symbolene og termene N࣢KFLJY NSSLउW TLXउ N POJWSJJQJRJSYJY

Biologi i samfunnet Kjerneelementet biologi i samfunnet handler om hvordan biologisk kompetanse kan benyttes til å forvalte naturen og naturressursene på en bærekraftig måte. Det handler også om utfordringer i samfunnet knyttet til helse, miljø og matproduksjon, og om hvordan disse utfordringene kan håndteres. Videre handler kjerneelementet om hvordan vi kan styre, regulere og endre prosesser i celler og organismer. Kjerneelementet handler også om etiske problemstillinger knyttet til bruk av biologisk kompetanse.

Biologiske systemer Kjerneelementet biologiske systemer handler om oppbygningen av celler, vev og organer og samspillet mellom dem. Det handler også om sammenhengen mellom anatomien og fysiologien til organismer. Videre handler kjerneelementet om økosystemene og organismene som lever der, og hvordan ytre faktorer påvirker dette samspillet. Biologiske systemer handler dessuten om organiseringen av det biologiske mangfoldet.

Tverrfaglige temaer

Biologiske prosesser Kjerneelementet biologiske prosesser handler om prosesser i og mellom celler, differensiering av celler til vev og organer og utvikling fra encellede til flercellede organismer. Kjerneelementet handler også om genetikken og fysiologien til organismene. Videre handler kjerneelementet om evolusjonære prosesser og om hvordan organismer er tilpasset økosystemene de lever i.

Folkehelse og livsmestring I biologi handler det tverrfaglige temaet folkehelse og livsmestring om å skaffe seg kunnskaper om fysisk helse og kompetanse til å gjøre kunnskapsbaserte valg knyttet til egen helse. Det handler også om hvordan sykdommer og andre helseutfordringer i samfunnet kan forebygges og behandles. Videre handler det om mulighetene genteknologi og bioteknologi kan gi for. Dessuten handler folkehelse og livsmestring i biologi om at naturopplevelser også har betydning for folkehelsa. Bærekraftig utvikling I biologi handler det tverrfaglige temaet bærekraftig utvikling om hvordan klimaendringer og bruk av naturressurser påvirker økosystemer og endrer livsvilkårene for organismene. Videre handler det om etiske dilemmaer knyttet til hvordan menneskelig aktivitet påvirker det biologiske mangfoldet, og om hvordan biologisk kompetanse kan bidra til en mer bærekraftig forvaltning av naturen og naturressursene.

I BIOLOGIFAGET KOMPETANSEMÅL

O planlegge og gjennomføre undersøkelser; samle, behandle og tolke data og presentere resultater og funn O utforske hvordan de taksonomiske kriteriene har endret seg i tråd med den teknologiske utviklingen, og sammenlikne organismer med hensyn til fellestrekk og variasjon O utforske sammenhenger mellom anatomi og fysiologi og gjøre greie for prinsippene for livsprosessene i organismer O utforske abiotiske og biotiske faktorer i et økosystem, drøfte sammenhenger som forklarer det biologiske mangfoldet, og reflektere over naturens egenverdi

Biologi er læren om alt levende. Biologisk forskning går ut på å utvikle kunnskap om livet på jorda for å kunne forstå oppbygningen og funksjonen til celler, organer og organismer, og hvordan organismene samspiller i økosystemene. Denne kunnskapen er viktig for at vi skal forstå oss selv i verden, og for at vi skal kunne forvalte naturressursene på en god og bærekraftig måte. Biologi er et fag som bygger på to forskningsmetoder: den hypotetisk deduktive metoden og den induktive metoden. Disse metodene skal du bruke når du arbeider med biologi 1. Ved å teste hypoteser, samle inn data og presentere dem på en god måte gjennom en skriftlig rapport lærer du hvordan man forsker i biologi.

For å forstå biologifagets problemstillinger må du ikke bare lære teorien. Du må også kunne utforske og drøfte biologiske problemstillinger, og du må kunne ta etisk baserte avgjørelser. For å kunne gjøre riktige valg og delta i samfunnsdebatten om biologiske temaer må du ha solide kunnskaper i biologi og forstå hvordan naturen henger sammen. Geospiza fuliginosa

Tidlig oppdaget menneskene at det finnes veldig mange forskjellige dyr og planter. De første som prøvde å lage et system, hadde en inndeling i bare to riker: planter og dyr. Det er ganske annerledes enn de seks rikene vi nå bruker for å holde orden på mangfoldet av levende organismer. Den teknologiske utviklingen, med kunnskaper om arvestoffet, DNA, har vært banebrytende for å kunne undersøke nært og fjernt slektskap mellom arter. Resultatet har vært at arter som ser like ut, kanskje ikke er i slekt. Og omvendt er arter som ikke likner hverandre i det hele tatt, nære slektninger.

Linneae borealis

ǖ • Læren om livet

1500 år gammel eik i Sør-Carolina, USA.

‫ݐ‬

Læren om livet

KOMPETANSEMÅL

O planlegge og gjennomføre undersøkelser, samle, behandle og tolke data, og presentere resultater og funn O utforske sammenhenger mellom anatomi og fysiologi og gjøre greie for prinsippene for livsprosessene i organismer O utforske abiotiske og biotiske faktorer i et økosystem, drøfte sammenhenger som forklarer det biologiske mangfoldet, og reflektere over naturens egenverdi

Biologi er læren om alle levende organismer på jorda. Ordet stammer fra de greske ordene bios, s som betyr liv, og logos, s som betyr lære. Nå skal du lære om livet på jorda, de ulike artene, hvordan artene fungerer, og hvilke områder de forskjellige artene lever i. Da må du både tilegne deg biologiske teorikunnskaper og gjøre aktive observasjoner i naturen og i laboratoriet. Gjennom feltarbeid kan du studere og lære om hvordan du kan kartlegge og utforske ulike typer organismer. Og du kan sammenlikne de ulike organismene med hensyn til levested, tilpasninger, fellestrekk og variasjon. I laboratoriet kan du studere naturen på mikronivå ved å undersøke hvordan ulike celler er bygget opp eller utforske organsystemer til ulike organismer. Kjerneelementet i læreplanen som handler om praksiser og tenkemåter i biologi, tar opp hvordan naturvitenskapelige hypoteser, teorier og modeller blir utviklet og brukt i faget. Da må du utvikle praktisk dyktighet i felt- og laboratoriearbeid. Du må kunne stille relevante faglige spørsmål innenfor GNTQTLNJS TL IZ Rउ PZSSJ KTWX PJ उ ‫ܪ‬SSJ X[FW

Biologen arbeider ofte både i felt og i laboratoriet.

1.1 Hva er biologi? Det korte svaret er at biologi er læren om alt levende. Litt mer presist er biologi studiet av levende organismer og hvordan de forholder seg til hverandre og miljøet sitt. Det lange svaret finner du i resten av denne boka, selv om også den må sies å være en kortversjon. Læren om livet omfatter svært mye, og biologi overlapper mange andre fagområder. Den teknologiske utviklingen de siste tiårene har medført et betydelig løft for biologisk forskning. Nå ﬁnnes det metoder og muligheter innenfor kjemiske analyser, mikroskopi, data og genetiske analyser som var ukjente for noen få tiår siden. Vitenskaper, som matematikk, statistikk, fysikk, kjemi og medisin, har sammen med biologien gitt oss detaljert kunnskap om naturen og om prosesser i levende organismer.

Fagfelter i biologi Biologi omfatter alt fra molekyler i celler til de store økosystemene på jorda. Cellebiologen og molekylærbiologen studerer cellenes innhold og funksjoner og de komplekse kjemiske- og molekylære prosessene som foregår der. Mikrobiologen studerer celler fra bakterier, encellede protister og virus. Genetikeren studerer artenes DNA og arvelighet, og kunnskapen kan brukes for å definere arter, avgrense arter eller se på slektskap mellom individer innenfor samme art. Ved hjelp av avanserte metoder kan man i dag analysere DNA-et og forklare evolusjonen. Botanikeren, mykologen og zoologen studerer henholdsvis planter, sopper og dyr. For å forstå hvordan en art forholder seg til miljøet både på utsiden og på innsiden, er det nødvendig å vite hvordan den er bygd opp og fungerer – altså artens anatomi og fysiologi. 12

Økologen studerer samspillet innenfor arter, mellom arter og mellom artene og deres livsmiljø. Evolusjonsbiologen studerer hvordan individer kan tilpasse seg nye miljøer og tåle forandringer bedre enn andre, slik at nye arter kan oppstå. Artsdannelse tar som regel svært lang tid, gjerne flere hundre tusen år. Noen biologer studerer spesielle prosesser, andre studerer spesielle arter, og noen studerer samspillet mellom artene. I noen tilfeller får fagfeltet navn etter hvor man studerer dette. En marinbiolog studerer livet i havet, alt fra encellede mikroorganismer til kjempestore hvaler. De ﬂeste biologer bruker kunnskap fra ﬂere ulike felter innenfor biologien.

Biologi er studiet av levende organismer og hvordan de forholder seg til hverandre og miljøet sitt. En biolog kan jobbe med alt fra molekyler N࣢HJQQJW YNQ XYTWJ PTX^XYJRJW

REPETISJON

a Hva er biologi? b Nevn noen fagfelter innenfor biologien.

1.2 Biologifagets evolusjon Biologi har som alle fag gjennomgått en utvikling, sin egen evolusjon. Få andre fag har utviklet seg mer enn biologi. Derfor er faget så mye mer omfattende nå enn for hundre år siden.

Systematikk og kartlegging Opprinnelig bestod biologien i å beskrive planter, dyr og rariteter fra naturen. Etter hvert begynte man også å lete etter et slags system. Som så mye annet innenfor vitenskapen startet det med «de gamle grekerne». Mennesket har bestandig hatt kunnskap om naturen og visst at den rommer ulike arter. Trolig har man også hatt navn på mange av dem. Vi har hatt oversikt over hva som egner seg som mat, men også hva slags type planter og dyr som er farlige, uspiselige eller giftige. Slik kunnskap ble brakt fra én generasjon til den neste, og først langt senere ble kunnskapen skrevet ned for ettertiden. For over 2400 år siden skrev Aristoteles (384–322) den første kjente systematiske oversikten over dyreriket, Historia animalum. Der plasserte han mennesket sammen med andre firfotede dyr.

Aristoteles

ǖ • Læren om livet 13

Dødningehodesvermer (Acherontia atropos) navnsatt av Carl von Linné. Illustrasjon fra slutten av 1800-tallet.

Charles Darwin

Aristoteles’ systematikk var sentral helt fram til 1700-tallet. Da foreslo den svenske naturforskeren Carl von Linné (1707–1778) det systemet som vi i hovedsak bruker i dag. Linnés fremste bidrag var den binominale navnsettingen, tonavnsystemet med Slekt art. Det er fortsatt et ryddig system innenfor taksonomien. Dette systemet skal du få lære om i neste kapittel. Linné navnga i løpet av sitt liv 8000 planter og 6000 dyr og mente selv at dette utgjorde drøyt halvparten av klodens totale antall arter. Så feil kan man ta. I dag er det beskrevet omtrent 1,6 millioner arter på jorda, og stadig oppdages det nye. Også i lang tid etter Linné var biologi et fag som dreide seg om å beskrive arter, gjerne eksotiske arter fra fjerne strøk, en slags «naturens frimerkesamling».

Evolusjon og økologi Den store endringen innenfor biologien kom med Charles Darwin (18091882) og hans evolusjonsteori i 1859. Hans teorier sannsynliggjorde at livet er i konstant utvikling, og at den enorme variasjonen og det overveldende mangfoldet av livsformer er et resultat av tilpasning og utvikling. Darwins evolusjonsteori ga biologien et «verktøy» til å forstå livsprosessene. Livsprosessene er alle prosesser knyttet til en organismes bygning, anatomi og funksjon, fysiologi. Evolusjonsteorien plasserte også mennesket i utviklingslæren. Vi er en art blant andre arter, men en art som har utviklet helt spesielle mentale ferdigheter.

FORDYPNING

Darwin og Wallace Darwin nølte med å lansere sin kontroversielle evolusjonsteori, og fortsatte år etter år å utbygge teorien. I 1844 skrev han et kort sammendrag av teorien som han ga til sin kone Emma, med beskjed om at det bare måtte offentliggjøres hvis han skulle dø. Men så, i 1855, fikk Darwin et brev fra den unge naturforskeren Alfred Russel Wallace (1823–1913). Han hadde etter studier av planter og dyr i Indonesia kommet frem til en utviklingsteori om artenes opprinnelse og betydningen av et naturlig utvalg, som var til forveksling lik Darwins. Darwin ble nærmest grepet av panikk. Han visste at han hadde vært først ute med sin utviklingsteori, men

Wallace kunne nå bli regnet som teoriens opphavsmann. Darwin nølte med å stå frem offentQNL TL PWJ[J XNS TUUMF[XWJYY )JY࣢[FW også et spørsmål om fair play og skikk og bruk mellom gentlemen. Men Darwins gode venner fikk arrangert et møte i The Linnean Society i 1858 der artikkelen til Wallace ble presentert, sammen med bl.a. et utdrag av Darwins essay fra 1844. Dette gjorde slutt på alle spørsmål om hvem som var først ute med evolusjonsteorien. Wallace selv hadde heller ingen problemer senere med å anerkjenne Darwins sentrale rolle som opphavsmann til deres felles evolusjonsteori. Alfred Russel Wallace

Darwin forstod at det ikke bare hadde foregått en utvikling av liv på jorda, men at ulike arter, planter og dyr utviklet seg sammen og samtidig ved at de tilpasset seg hverandre. Han beskrev næringskjeder på en elegant måte ved å forklare årsakene til variasjon i kløveravlingene på den engelske landsbygda. Avlingen var riktignok avhengig av klimaet, men den viktigste faktoren var insekter, spesielt humler. I år med mye humler foregikk det en effektiv bestøvning som førte til gode avlinger. I områder eller år med mye markmus var det imidlertid lite humler fordi markmusene hadde den leie egenskapen at de plyndret humlebolene. Og da ble avlingene små. I umiddelbar nærhet til landsbyene var det ofte mer kløver, fordi det der fantes katter som holdt bestanden av markmus nede.

Evolusjonsteori er en vitenskapelig forklaring på hvordan arter har oppstått og utviklet seg.

Først fra 1940-årene ble økologi et eget fagfelt som studerte samspill mellom arter og omgivelser, næringskjeder og kretsløp. Denne kunnskapen har blitt stadig viktigere for å forstå hvordan mennesker påvirker natur gjennom naturtap, klimaendringer og utslipp av klimagasser, som CO2, næringsstoffer og giftstoffer.

ǖ • Læren om livet 15

Korkceller

C G G

T A

T A C G A T

G C T

A T

G C T A A T

C G A T T A

Watson og Crick beskrev strukturen til DNA-molekylet i 1953.

Cellebiologi og molekylærbiologi Dermed var de grunnleggende prinsippene for systematikk, økologi og evolusjon beskrevet. Samtidig utviklet faget seg ved at biologene forstod stadig mer av det som foregikk på mikronivå, inne i organismene og etter hvert inne i cellene. Et stort framskritt var oppdagelsen av celler. I 1665 beskrev Robert Hooke (1635-1703) celler for første gang. Ved å studere tynne snitt av enkelte plantedeler, bl.a. kork, kunne han vise at de var bygd opp av romliknende strukturer som han kalte cellulae, etter det latinske ordet cella, som betyr «lite rom». Først 200 år etterpå var mikroskopene så gode at cellens indre strukturer kunne ses gjennom lupen og beskrives. I 1888 ble betegnelsen kromosomer foreslått på de trådformede strukturene som kunne ses inne i cellekjernen. Neste trinn ble å forstå hva disse kunne knyttes til, det vil si hva slags hensikt de trådformete kromosomene hadde. Lenge før man forstod hvilken betydning kromosomer har for arv, viste Gregor Mendel (1822-1884) en lovmessig overføring av arvelige egenskaper, basert på forsøk med erteplanter. Dette skjedde i 1866, men først i år 1900 ble Mendels lover gjenoppdaget. En intens jakt på cellens innerste hemmeligheter ble avrundet i 1953 da Francis Crick (1916-2004) og James Watson (født 1928) beskrev DNA-molekylet, oppskriften på selve livet. Tidlig i 1960-årene forstod man også hvordan koden i DNA kunne kopieres til RNA, og videre at aminosyrene ble riktig sammenkoblet til proteiner. To av biologiens viktigste årstall er altså 1859, da evolusjonen ble beskrevet, og 1953, da DNA-molekylet og arven ble forstått.

Gregor Mendel krysset erteplanter og viste at plantene overførte arvelige egenskaper.

Genteknologi og veien videre Allerede tidlig på 1900-tallet ble studier og forståelser av evolusjon koplet til arvelover og gener da oppdagelsene til Darwin og Mendel ble knyttet sammen. Etter at prinsippene for overføring av egenskaper ble forstått, kunne også dette brukes i praksis. Genteknologi vokste fram som et stort felt. Allerede tidlig i 1970-årene kunne man bruke enzymer til å klippe ut biter av DNA og sette inn i andre organismer, såkalte transgene organismer. Siden har dette utviklet seg enormt, med stadig nye teknikker og bruksområder. Nye teknikker innenfor genetisk analyse har gjort det enklere, raskere og billigere å sekvensere DNA, det vil si studere rekkefølgen av baseparene. DNA-spor ble benyttet som bevis for første gang i en norsk rettssak i 1988. I 1999 ble menneskets genom for første gang fullt sekvensert. Det var resultatet av et enormt arbeidskrevende og kostbart forskningsprosjekt. Nå kan vi alle levere inn vårt DNA og for et par tusenlapper få kartlagt vårt eget genom. Denne teknologien er blitt viktig innenfor de fleste fagområdene i biologien. Teknikkene kan brukes til å sjekke kroppens responser på mat, stress og medisiner, samt risiko for genetiske sykdommer. De kan avdekke vår opprinnelse og slektskap og benyttes for å undersøke verdens mangfold og slektskap mellom artene. Et stort og relativt nytt forskningsfelt er epigenetikk. Det tar opp hvordan gener skrus av og på.

Transgen organisme = organisme som har fått satt inn nytt arvestoff fra en annen art Genom = hele arvematerialet til et individ, en art eller en populasjon Sekvensere vil si å finne baserekkefølgen i DNA

Biologi er avgjørende for å forstå virkningene av klimaendringer og klimaregulering. For å kunne bevare og restaurere mangfold, forstå effekter av inngrep på natur og av endringer og artstap trenger vi biologisk kunnskap. Hva som blir den videre utviklingen i biologien, kan vi ikke spå noe om. Men biologien vil utvikle seg videre og få stadig nye forskningsområder og gi ny kunnskap. Vi lever i biologiens århundre.

Biologien har utviklet seg fra kun å beskrive planter og dyr til å undersøke organismer på gennivå

ǖ • Læren om livet 17

REPETISJON

a Hva mener vi med binominal navnsetting? b Hva betyr ordet biologi? c Hva er Darwin kjent for? d Nevn noen viktige oppdagelser innenfor biologien.

1.3 Hva er liv?

Begrepet homeostase kommer fra gresk homos = lik, og stasis = tilstand

Felles for alle organismer er at de er levende individer. Begrepet «liv» har ingen entydig definisjon. Du vil finne ulike forklaringer på ordet «liv» avhengig av hvilke kilder du sjekker, men de fleste av punktene nedenfor er med i alle kildene: • Inni en levende organisme er det organisert orden. • Selv om omgivelsene varierer, gir reguleringsmekanismene inni cellene og de ulike organene et omtrent konstant indre: homeostase. • Cellene er omgitt av en cellemembran, har arvestoffet DNA og har varierende typer organeller som flyter i en cellevæske, cytosol. Om vi sammenlikner organismer av svært forskjellig størrelse, fra en bakterie til en elefant, ser vi betydelig variasjon. Men vi finner også mange likhetstrekk. Ordet organisme stammer fra gresk, organismos, og fra gammelgresk organon, som betyr organ, instrument og verktøy. Et individ er en enkelt person eller en enkelt organisme, det vil si en mer eller mindre autonom, selvstyrende, enhet. I det biologiske hierarkiet er individet et viktig nivå som ligger mellom cellen og populasjonen. Hos encellede organismer er et individ per deﬁnisjon det samme som enkeltcellen. kjønnskjertel med eggceller

Livssyklusen til maneter. Polyppen danner genetisk identiske skiver som etter hvert går fra hverandre og lever adskilt som enkeltindivider.

kjønnskjertel med sædceller

sædceller meduse

larve

den øverste skiven snøres av polyppen danner skiver

polypp

Det er ikke alltid lett å si hva et individ er. Innenfor dyrekolonier, for eksempel bier og maur, kan ikke enkeltorganismer overleve uten resten av kolonien. Enkeltorganismene har likevel egen atferd og betraktes derfor vanligvis som enkeltindivider. I andre kolonier, for eksempel hos maneter som lever deler av livet som polypper, er enkeltorganismene genetisk identiske og opprettholder forbindelser mellom organismene. Da henger en gruppe fysisk sammen med naboene og kan oppfattes som ett individ. Deler av livet løsner polyppene fra hverandre, og manetene lever avgrenset som enkeltindivider. Mange planter formerer seg ved knoppskyting. Da blir det vanskelig å vite hva som er det opprinnelige individet, og hva som er knoppen, «barnet», som er en klon. Hos de ﬂeste dyr, inkludert mennesker, forekommer ikke slike problemer med deﬁnisjoner av hva som er ett individ eller hva som er én organisme. Også eneggede tvillinger er – til tross for at de er genetisk identiske – helt klart to ulike individer som kan leve uavhengig av hverandre.

Livsprosessene I en levende organisme foregår det sju livsprosesser: • vekst og utvikling • fordøyelse og næringsopptak • celleånding og gassutveksling • ekskresjon • reaksjon på stimuli fra omgivelsene • bevegelse • formering

Knoppskyting vil si at det vokser ut en liten utgave, en knopp, på morindividet. Denne knoppen løsner og utvikler seg til et nytt individ.

En polypp er en utvekst festet med en stilk. I det biologiske hierarkiet bruker vi inndelingen økosystem – samfunn – populasjon – art – individ – organsystem – organ – vev – celle.

Livsprosessene gir ikke et entydig svar på hva «liv» er. Det som er levende, kan kopiere seg selv eller formere seg. Men å kopiere seg selv kan også en del krystallstrukturer. Også DNA og RNA kan kopiere seg selv i et reagensglass under de rette betingelsene. Virus er ikke egentlig liv, men arvestoff pakket inn i et proteinskall som trenger hjelp fra en annen celle for å kunne formere seg. Derfor betrakter vi virus som dødt. Hva er levende? 1. Virus (ebolavirus) 2. Bakterie (Helicobacter pylori)

ǖ • Læren om livet 19

Alt levende får energi fra fordøyelse og celleånding, og avfall blir skilt ut. Homeostasen gir koordinasjon og kontroll over disse prosessene. En bil har bygningstrekk og strukturer som koordinerer inntak og forbrenning av bensin, overføring av energi til bilens ulike deler og utskilling av avfall gjennom eksosrøret. Men en bil er likevel ikke levende. Men hva med roboter? Kunstig intelligens er i rivende utvikling. Kan en robot snart lage nye og smartere roboter? Blir de i så fall levende? I del III vil du lære mer om livsprosessene i ulike organismer.

Felles for alle organismer er at de er levende individer. I levende organismer foregår det sju livsprosesser.

REPETISJON

a Hva betyr ordet organisme? b Hvordan definerer du individ? c Hvilken inndeling bruker vi i det biologiske hierarkiet? d Hva er felles for alle organismenes celler? e Forklar hva livsprosessene går ut på. f Hvorfor regner vi ikke virus som levende?

1.4 Biologiske arbeidsmetoder endrede teorier

observasjon, ideer, eksisterende teorier

hypoteser

forsøk

bekreftet

ikke bekreftet

Figuren viser leddene i den naturvitenskapelige arbeidsmetoden.

Alle artene vi kjenner, er plassert i seks riker: bakterier, arker, protister, sopper, planter og dyr. Innenfor de seks rikene finner vi organismer med mange felles trekk. Når vi i denne boka skal sammenlikne organismer og deres anatomi og fysiologi, vil du se fellestrekk, men også enormt stor variasjon. Noen ganger bør du se i et mikroskop eller en stereolupe for å se detaljer som skiller organismene. Andre ganger er organismen så stor at du ser ytre forskjeller. I biologi er det også vanlig å undersøke planter og døde dyr for å se hvordan de ser ut inni. Og vi kan finne organsystemer og organer vi kan sammenlikne hos ulike planter eller dyr. Biologi lærer du både ved å lese teori og ved å observere og undersøke selv. For å finne ut hvordan levende organismer oppstår, fungerer og utvikler seg, og hvordan de forholder seg til hverandre og miljøene omkring, bruker biologer enten den naturvitenskapelige arbeidsmetoden eller den induktive metoden.

Den naturvitenskapelige arbeidsmetoden begynner ofte med en observasjon. Ut fra observasjonen forsøker biologen å finne én eller flere mulige forklaringer, hypoteser. For å teste gyldigheten av en hypotese gjør man forskjellige systematiske forsøk for å bekrefte eller avkrefte den. Dersom hypotesen ikke stemmer, kan biologen begynne på nytt med en ny hypotese eller nye forsøk. En teori er hypoteser som er testet mange nok ganger i uavhengige forsøk og der mange nok innen fagfeltet støtter opp om teorien. Teorier dreier seg gjerne om større problemstillinger som f.eks. evolusjonsteorien. Å arbeide med logiske slutninger steg for steg kalles deduksjon, og metoden kalles hypotetisk-deduktiv. Den naturvitenskapelige arbeidsmetoden tar utgangspunkt i den hypotetisk-deduktive metoden og kjennetegnes ved systematisk testing av én eller flere hypoteser.

I biologi 1 arbeider du både i felt og i laboratoriet.

Deduksjon (latin): logisk slutning fra det allmenne til det spesielle Induksjon (latin): logisk slutning fra enkelttilfeller til det allmenne

Den induktive metoden er basert på studier, som kartlegging og observasjoner. Det kan dreie seg om undersøkelser av biologisk mangfold i et økosystem eller genetiske studier for å påvise graden av slektskap mellom arter. Ofte trekker man generelle slutninger på grunnlag av et visst antall forsøk eller observasjoner. Det kalles induksjon. Grunnlaget for den viktigste biologiske teorien, Darwins evolusjonsteori, ble lagt gjennom induksjon. Han drev langvarig observasjon av mangfold og variasjon innenfor og mellom arter og studier av økologiske tilpasninger. Til sammen utgjorde studiene et utall brikker i et puslespill. Darwin studerte og beskrev 14 arter av finker på Galapagosøyene. De stammet alle opprinnelig fra én finkeart som for lenge siden kom over til øygruppen og etter hvert spredte seg til de forskjellige øyene. Etter lang tids isolasjon utviklet fuglene på de forskjellige øyene ulike former og

Darwin grunnla den moderne evolusjonsteorien blant annet basert på observasjoner og innsamling av ulike arter av finker. Variasjonen i nebbform og nebbstørrelse mellom disse finkeartene skyldes økologiske tilpasninger knyttet til ulik tilgang på mat.

ǖ • Læren om livet 21

størrelser på nebbene fordi de tilpasset seg tilgangen på føde der de nå levde. Noen ble frøspisere med korte, kraftige nebb. Andre hadde utviklet smale og lange nebb som var tilpasset å spise insekter. Ut fra disse observasjonene – og mange flere – formulerte Darwin evolusjonsteorien sin.

Neandertaler (Homo neanderthalensis). Slik kan neandertaleren ha sett ut.

Genetiske analyser har vist det nære slektskapet mellom finkene. Slike analyser kan med stor nøyaktighet fortelle ikke bare om slektskapet mellom organismer, men også når de skilte lag. For eksempel viser analyser av fossilt DNA fra neandertalerskjeletter at de og vi (Homo sapiens) var i svært nær slekt. De fleste av oss har også noen prosent DNA fra neandertaleren i våre gener. Det viser at menneskene og neandertalerne fikk barn med hverandre. Neandertalerne døde ut for ca. 40 000 år siden. Forskning er ofte først og fremst motivert av ønsket om å vite mer, uten at det ligger noen bestemt hypotese bak. Mange biologiske spørsmål har ikke noe entydige svar, og det er mye biologisk forskning som ikke gir endelige svar med to streker under. Biologiske problemstillinger er dessuten gjerne sammensatte, og mange faktorer spiller inn. Ofte må vi akseptere usikkerhet i større eller mindre grad, selv om vi vet stadig mer. Biologiske arbeidsmetoder bygger som regel på forskjellige former for analyser, alt fra telling, måling og veiing til avanserte instrumentanalyser og matematiske eller statistiske modeller. Statistiske analyser er ofte helt avgjørende for å undersøke forskjeller eller årsakssammenhenger. Legger kjøttmeisen ﬂere egg når våren har vært varm? Kan vi forklare økt antall egg bare med varmere temperatur, eller må vi trekke inn andre faktorer, som nedbør, vinterlengde og bestandstetthet? Finnes det genetiske forskjeller mellom individer i nord og i sør? Nesten uansett hva vi ønsker å undersøke og forstå, er statistikk og programmering viktige verktøy.

Den naturvitenskapelige arbeidsmetoden er sentral innenfor biologien. Den går ut på at en hypotese blir testet, og ut fra resultatene blir den så bekreftet eller avkreftet. Den induktive arbeidsmåten går ut på å observere fenomener og trekke en logisk slutning på grunnlag av observasjonene.

Laboratoriearbeid Mye biologisk forskning foregår på laboratoriet. Små organismer, celler eller detaljer kan vi undersøke ved hjelp av stereolupe eller mikroskop. Større organismer kan undersøkes ved for eksempel disseksjon. Det betyr at du skjærer i det du skal undersøke. Vi kan også dyrke planter, sopp og bakteriekulturer og studere dyr og gjøre forskjellige forsøk. Det finnes strenge etiske regler for hva man kan gjøre av forsøk på levende organis22

mer, særlig på dyr. Samtidig framskaffes svært mye viktig kunnskap gjennom forskjellige laboratorieforsøk. Du får lære mer om metoder og laboratoriearbeid i dette faget. Ett av kompetansemålene sier at du skal planlegge, gjennomføre og presentere data – altså skrive rapporter – fra eksperimenter. I alle forsøk må man vurdere eventuelle feilkilder. Det er viktig å prøve å begrense feilkildene i størst mulig grad og vurdere usikre faktorer som påvirker resultatet. Skal du gjennomføre et forsøk med frøspiring, er det viktig å ha kontroll på ulike faktorer, som fuktighet, temperatur og lystilgang. I tillegg kan frø ha ulik spiringsevne, pottene kan ha ulik mengde jord, jorda kan inneholde forskjellige typer næringsstoffer, vannmengden kan variere litt fra potte til potte osv. Hvordan vi tolker det vi observerer, kan også variere fra person til person. Forsøket bør derfor helst gjøres ﬂere ganger eller av ﬂere grupper. Da kan man se bort fra resultater der avviket er stort, og beregne gjennomsnittet av de andre resultatene. Man må uansett vurdere grundig hvorfor det ble ulike resultater. Selv om den naturvitenskapelige arbeidsmetoden ikke kan gjennomføres på samme måte på en skole som i et stort laboratorium med profesjonelle forskere, skal likevel framgangsmåten i denne arbeidsmetoden ligge til grunn i en del av forsøkene vi gjør. Noen forsøk kjenner vi ikke resultatet av på forhånd, i andre vet vi mer om hva resultatet antakelig blir. Du bør uansett sette opp hypoteser sammen med de andre i gruppen og observere, måle og notere deg resultater og mulige feilkilder. Ved andre forsøk kan dere bruke den induktive metoden. Etter forsøket kan arbeidet oppsummeres i en rapport. Tabellen på neste side gir en oversikt over hva rapporten din bør inneholde: ǖ • Læren om livet 23

Innhold

Beskrivelse

Tittel på forsøk (øvelse), navn og dato

Bruk gjerne samme tittel som på øvelsen i boka og eventuelt samme nummer.

Hensikt

-[F [NQ IZ ‫ܪ‬SSJ ZY LOJSSTR KTWX PJY M[F PFS IZ Q WJ$ 8JYY TUU hypoteser som skal testes.

Utstyrsliste

Lag en liste over utstyret du brukte. Ta gjerne et bilde av utstyret og legg det inn i rapporten, da er det lettere å huske i ettertid hva du gjorde.

Framgangsmåte

Beskriv hvordan dere brukte utstyret og gjennomførte forsøket.

Figurer og bilder

1FL JS ‫ܪ‬LZW JQQJW YF GNQIJ F[ TUUXJYYJY F[ ZYXY^W TL M[F IJWJ Xउ )JY kan hjelpe deg til å beskrive forsøket. Sett gjerne navn på det du ser på ‫ܪ‬LZWJS JQQJW GNQIJY

Resultat

Forklar hva dere observerte under forsøket, og noter resultatene.

Konklusjon og feilkilder

Drøft resultatene og skriv konklusjonene dere kom fram til. Bekrefter JQQJW F[PWJKYJW WJXZQYFYJSJ M^UTYJXJS IZ YJXYJY$ ;ZWIJW TR IJY JW feilkilder i forsøket, og beskriv hvordan de eventuelt kan ha påvirket resultatet ditt.

Mye biologisk forskning foregår på laboratoriet. )JS࣢SFYZW[NYJSXPFUJQNLJ FWGJNIXRJYTIJS QNLLJW YNQ LWZSS KTW KTWX PJSJ vi gjør. I alle forsøk er det viktig å vurdere eventuelle feilkilder.

Abiotisk: ikke-levende miljøfaktorer Biotisk: alt levende

Feltarbeid I biologi 1 skal du drive med feltarbeid. Du skal planlegge, gjennomføre og presentere data fra feltundersøkelser. I feltarbeidet skal du kunne undersøke både abiotiske og biotiske faktorer i et økosystem og gjøre greie for sammenhengene som forklarer det biologiske mangfoldet. I biologi innebærer det å kunne skrive at du kan formulere spørsmål og hypoteser. Og du må kunne vise din kompetanse ved å skildre observasjoner og undersøkelser fra felt. Du kan undersøke mye i felt. Forberedelser er en viktig del av et feltarbeid. Husk at tilstedeværelsen av arter og de økologiske faktorene varierer gjennom året. I feltarbeidet vil du få mye dybdekunnskap og læring knyttet til det spesielle området du skal arbeide med. I et praktisk feltarbeid kan biologigruppen deles inn i små grupper. Hver av gruppene kan få tildelt eller velge et område som skal undersøkes. Her kan det gjerne legges opp til en halv eller en hel dags arbeid, slik at dere rekker å gå gjennom og registrere arter og måle forskjellige abiotiske faktorer. Læreplanen sier at dere skal utforske abiotiske og biotiske faktorer i ett økosystem. Det kan være lurt å velge et avgrenset område på stedet der du utfører feltarbeid. Det forenkler arbeidet.

Når du undersøker planter, sopper og dyr, kan du se hvor mange forskjellige arter det er, og hvordan de er tilpasset miljøet de lever i. Når dere utforsker abiotiske og biotiske faktorer i et økosystem, skal dere gjøre greie for hva slags sammenhenger som forklarer det biologiske mangfoldet. Dere kan sammenlikne flere biotoper. En biotop er levestedet til dyr og planter som naturlig lever sammen. Det er en glidende overgang mellom begrepene biotop og økosystem. Som regel vil et økosystem være arealmessig større og inneholde flere biotoper. Barskogen på Østlandet kan sies å være et større økosystem. Vi ville ikke kalle det en biotop. Mens du arbeider i felt, kan du i tillegg til å utforske abiotiske faktorer også undersøke de biotiske, for eksempel hvordan det biologiske mangfoldet blir systematisert. Når vi gjør feltarbeid, er det viktig å kunne finne navnet på arter som lever i området vi undersøker. Artsbestemmelse kan du lese mer om i neste kapittel.

Kaie (Corcus monedula) er en art i kråkefamilien og lever i ulike typer biotoper i Sør-Norge.

En biotop er levestedet til dyr og planter som lever sammen i et område. Biotop kommer fra gresk bios, som betyr liv, og topos, som betyr sted.

Feltarbeid er praktisk arbeid ute i naturen. Gjennom feltundersøkelser får du øve opp evnen til å undersøke og registrere det du observerer.

Planlegging av feltarbeid

En viktig del av planleggingen av feltarbeidet er å velge ut hvilke metoder du vil bruke. Det vil avhenge av hvilken type område du skal undersøke, og om feltarbeidet ditt foregår på land eller i vann. Det er også viktig å være nøye med å dokumentere hva som gjøres, og hvordan undersøkelsene blir gjort. Lærebokas nettsider bios.cappelendamm.no har en egen mappe med informasjon om forskjellige økosystemer og idélister til hva slags undersøkelser dere kan gjøre. ǖ • Læren om livet 25

Noen sentrale arbeidsmetoder er • å observere og kartlegge arter • å beskrive området og naturtypen • å fotografere og/eller tegne området, artene dere finner osv. • å registrere lyder, dyrespor og sportegn etter dyr, for eksempel ekskrementer og gnagemerker • å måle abiotiske faktorer, som lys, jorddybde, jordsmonn, fuktighet og temperatur forskjellige steder i områder på land • å ta vannprøver og måle abiotiske faktorer, som pH og temperatur, i vann • å bruke feller og håver til å studere dyr • å utforske planter fra området • å registrere menneskelig påvirkning

Sportegn etter ekorn kan du se mange steder i biotopen granskog.

Også innenfor kommunal, fylkeskommunal og statlig forvaltning arbeider biologer med feltarbeid. Biologiske registreringer og kartlegginger gir viktig og grunnleggende kunnskap når det planlegges inngrep og utbygging som kan påvirke naturen. Kartlegging og økologiske vurderinger må utføres av uavhengige biologer med stor feltbiologisk kompetanse for å sikre at solid kunnskap gir riktige vurderinger i utbyggingssaker. Dette vil du lære mer om i kap.14.

Både forberedelser og etterarbeid er en viktig del av feltarbeidet.

REPETISJON

a Forklar hva som kjennetegner de to arbeidsmetodene hypotetisk-deduktiv metode og induktiv metode. b Hva er forskjellen på en hypotese og en teori? c Hva er en feilkilde? d Hva er nytten av å drive feltarbeid? e Forklar forskjellen på et økosystem og en biotop.

Biologisk modellering Noen ganger kan det være vanskelig å beskrive naturen ved hjelp av enkle undersøkelser, og det er umulig å spå hvordan utviklingen vil bli framover. Da kan biologisk modellering, som datasimuleringer, være nyttige hjelpemidler. Fra feltstudier i naturen og undersøkelser i laboratorium kan vi samle inn data. Disse kan vi bruke til å prøve å forutsi en videre utvikling av for eksempel klima, artsutbredelse eller endringer i økosystemer framover 26

i tid. Dette gjøres gjennom å benytte statistiske modeller basert på de faktiske registreringene av data. I disse modellene kan vi endre én eller ﬂere faktorer og beregne (simulere) for eksempel miljørisikoen og konsekvensene av inngrep eller endringer i et område. Beregningene baserer vi på hvilke faktorer som påvirker eller kommer til å påvirke området. Biologisk modellering brukes mye for å forsøke å forutsi hvilke miljøbelastninger ulike naturinngrep kan få for naturen og artsmangfoldet i et område. Slik kan miljøforvaltningen bedre bestemme hvilke tiltak som må gjøres, eller om et inngrep er akseptabelt eller ikke. Ikke minst innenfor klimaforskning står biologisk modellering sentralt. Tusenvis av forskere fra hele verden har uavhengig av hverandre studert utviklingen av klimaet på jorda. De siste hundre årene har temperaturen steget nesten én grad. Alle naturlige faktorer, som færre skyer, endret solinnstråling eller forandringer i havstrømmer, er undersøkt. Forskerne er enige om at alle disse faktorene kan påvirke klimaet. Men statistiske analyser forteller også at det er våre utslipp av drivhusgasser som i hovedsak påvirker klimautviklingen framover. I neste omgang kan vi bruke modeller til å forutsi hva slags effekter klimaendringene kan få. Statistikk og modellering er også avgjørende verktøy for bioinformatikk. Det går ut på å tolke store biologiske datasett, ofte genetiske data, med statistiske verktøy. En analyse av millioner av basepar eller hvilke av mange tusen gener som er mer eller mindre aktive, krever avansert bioinformatikk og mye datakraft.

Biologisk modellering kan brukes til å prøve å forutsi hvordan inngrep i naturen påvirker artsmangfoldet i et område.

Noen ganger kan det være vanskelig å beskrive naturen ved hjelp av enkle undersøkelser. Da kan det være nyttig å bruke programmering, biologisk modellering og datasimuleringer. Slik kan vi prøve å forutsi konsekvenser og risiko ved inngrep i naturen.

REPETISJON

a Hvordan kan biologisk modellering være et nyttig hjelpemiddel? b Nevn noen eksempler man kan bruke biologisk modellering til.

ǖ • Læren om livet 27

Kvinner i biologifaget Du har lest om Aristoteles, von Linné, Darwin, Mendel, Watson og Crick. Dette er naturvitere som er kjente for sine oppdagelser innenfor for eksempel systematikk, genetikk og evolusjon. Felles for dem er at de er alle menn. På denne temasiden finner du en del kvinner som også er kjente innen biologifaget, selv om de ikke er så berømte som mennene nevnt ovenfor. Mange av dem er likevel verdensledende innenfor sine fagfelt.

tak for å endre rutinene på kroppsvask, klesvask, bading, matmengde og bruk av utstyr til matlaging og operasjoner. Dødeligheten ble sterkt redusert. Da hun kom hjem, organiserte hun en endring i det britiske militærets sanitetsvesen. For å påvise hvilken betydning sykdom hadde under Krimkrigen og ellers i militæret, utarbeidet hun statistiske analyser, og hun regnes som en foregangskvinne på området. Hun etablerte verdens første utdanning for sykepleiere og jordmødre.

Kristine Bonnevie

ǖǩǨǗťǖǪǚǩ arv og genetikk

Florence Nightingale

ǖǩǗǕťǖǪǖǕ U[MGRNGKG J[IKGPG Florence Nightingale hadde ingen naturvitenskapelig utdannelse. Hennes arbeid bidro likevel til et helt nytt syn på smitte og hygiene, og hun regnes som grunnleggeren av «den moderne sykepleien». Som 33-åring reiste Nightingale til områder preget av Krimkrigen. Tusenvis av soldater døde fordi de lå samlet i skitne og overfylte sykesaler med åpen kloakk. Verken soldatene eller rommene ble vasket jevnlig. Instrumenter som ble brukt til operasjoner og amputasjoner, ble ikke rengjort før de skulle brukes på nytt. Nightingale observerte at flere soldater døde av sykdommer enn på slagmarken. Hun innførte derfor strenge til-

Kristine Bonnevie var zoolog og Norges første kvinnelige professor. Et viktig bidrag til vitenskapen var det faktum at hun var kvinne og en banebrytende person for sin tid. Bonnevie var den første kvinnen som oppnådde en doktorgrad i realfag ved et norsk universitet. Hun arbeidet med flere retninger innenfor zoologien: marinbiologi (klassifisering av virvelløse dyr), cellebiologi og arv (tvillinger, polydaktyli).

Eneggede tvillinger

Rosalind Franklin

ǖǪǗǕťǖǪǛǩ DNA-strukturen Rosalind Franklin var biofysiker og arbeidet med røntgendiffraksjonsanalyser for å finne strukturen av RNA og DNA. Hennes arbeid hadde stor betydning for det senere arbeidet til James Watson, Francis Crick og Maurice Wilkins, og for at disse tre fikk nobelprisen i medisin eller fysiologi i 1962. Forskningen disse fire utførte, bidro til å påvise oppbygningen av DNA som en dobbeltheliks.

TEMA

Rachel Carson

ǖǪǕǨťǖǪǜǚ giftstoffer i naturen Rachel Carson var amerikansk marinbiolog og forfatter av verdenskjente bøker, for eksempel Silent spring (Den tause våren, utgitt på norsk) og The sea around us (Havet som omgir oss, utgitt på norsk). Silent spring ble en internasjonal bestselger som åpnet manges øyne med hensyn til miljøvern. Carson forsket på samspillet mellom organismer på forskjellige trofiske nivåer, blant annet hvordan sprøytemiddelet DDT, som ble brukt for å drepe mygg, samtidig drepte alle fuglene i omgivelsene. Hun påviste hvordan ett inngrep i naturen kunne føre til skader på hele kretsløpet. Hennes arbeid førte til strenge restriksjoner på utslipp av mange plantevernmidler og insektmidler.

Jane Goodall

H FV ǖǪǘǚ CVHGTF Jane Goodall er en britisk etolog. Hun studerer dyrs atferd og er kjent som dyreverner og miljøaktivist. Goodall har i mer enn seksti år drevet atferdsstudier på sjimpanser i Afrika. Sjimpanser ble regnet som dyr med en mye mer primitiv atferd enn mennesker, selv om vi har felles fjerne slektninger. Goodall er kjent for observasjoner av sjimpanser som lagde seg redskaper av kvister for å kunne fiske opp termitter fra tuer. Hun studerte hvordan læring ble overført fra mor til sjimpanseungene og hvordan de skaffet seg nok næring. Hun oppdaget at sjimpanser ikke bare spiser planter og insekter, men at de også dreper og spiser større dyr, som svin og andre apearter. Goodall ble i 2002 utnevnt til FNs budbringer for fred.

,GPPKHGT &QWFPC H FV ǖǪǜǚ QI 'OOCPWGNNG %JCTRGPVKGT

H FV ǖǪǜǩ %4+524 VGMPQNQIK Jennifer Doudna er utdannet biokjemiker, og Emmanuelle Charpentier er mikrobiolog. Doudna og Charpentier vant i 2019 nobelprisen i kjemi for utviklingen av CRISPR-Cas9, en genteknologisk metode som gjør det mulig å benytte en «gensaks» og genredigere på en presis måte. Med teknologien kan man i prinsippet klippe ut og legge til DNAsekvenser og slik for eksempel fjerne sykdomsframkallende gener i en organisme. Et svært vellykket resultat ble publisert i 2019. Da ble amerikanske Victoria Grey, en kvinne med sigdcelleanemi, behandlet med metoden, og hun ble frisk. Sigdcelleanemi er en arvelig sykdom forårsaket av en punktmutasjon, og den skaper misdannede røde blodceller. I Norge er gensaksene allerede anvendt for å utvikle matplanter som er mer motstandsdyktige mot sykdom, og oppdrettsfisk som ikke lar seg krysse med villfisk om den rømmer fra merdene.

May-Britt Moser

H FV ǖǪǜǘ IKVVGTEGNNGT i hippocampus Moser er utdannet psykolog og har en doktorgrad i nevrovitenskap. Moser fikk N࣢ XFRRJS RJI XNS IF[ WJSIJ JPYJmann Edvard Moser og John O´Keefe, nobelprisen i fysiologi eller medisin for oppdagelser av et posisjoneringssystem i hjernen. Ved å studere rotter fant de at spesielle gitterceller («grid cells») N࣢MOJWSJS MTX KTWX PXI^WJSJ MOJQUJW IJR å danne seg et kart over omgivelsene. Resultatene av denne oppdagelsen kan overføres til mennesker. Mosers arbeid kan forklare menneskers og dyrs stedsans og vår evne til å orientere oss, og også hvordan noen mennesker i forbindelse med sykdom, for eksempel Alzheimer, mister evnen til å forstå hvor de befinner seg.

455,&;*

•

Emmanuelle Charpentier og Jennifer Doudna

Bruk kilder og lag et essay på 150–200 ord der du beskriver én av disse kvinnene og hennes forskning.

ǖ • Læren om livet 29

SAMMENDRAG

O Biologi er studiet av levende organismer og hvordan de forholder seg til

hverandre og miljøet sitt. En biolog kan jobbe med alt fra molekyler i celler til store økosystemer. O Biologien har utviklet seg fra kun å beskrive planter og dyr til å

undersøke organismer på genniv O Felles for alle organismer er at de er levende individer. I levende

organismer foregår det sju livsprosesser. O Den naturvitenskapelige arbeidsmetoden er sentral innenfor biologien.

Den går ut på at en hypotese blir testet, og ut fra resultatene blir den så bekreftet eller avkreftet. Den induktive arbeidsmåten går ut på å observere fenomener og trekke en logisk slutning på grunnlag av observasjonene. O Mye biologisk forskning foregår på laboratoriet. Den

naturvitenskapelige arbeidsmetoden ligger til grunn for forsøkene vi gjør. I alle forsøk er det viktig å vurdere eventuelle feilkilder. O Feltarbeid er praktisk arbeid ute i naturen. Gjennom feltundersøkelser

får du øve opp evnen til å undersøke og registrere det du observerer O Både forberedelser og etterarbeid er en viktig del av feltarbeidet O Noen ganger kan det være vanskelig å beskrive naturen ved hjelp av

enkle undersøkelser. Da kan det være nyttig å bruke programmering, biologisk modellering og datasimuleringer. Slik kan vi prøve å forutsi konsekvenser og risiko ved inngrep i naturen.

OPPGAVER

1.1

Ta kontakt med en person som arbeider med biologi, enten på en skole eller et universitet, eller som har det som fritidsinteresse. Personen kan for eksempel jobbe innenfor utdanning (lærer, forsker), helse (sykepleier, lege, forsker) eller miljøvern (fylke, kommune, miljøorganisasjon). Intervju personen og legg fram en muntlig eller skriftlig rapport om det du fikk vite.

1.2

Gi et eksempel på en undersøkelse der det passer å bruke den naturvitenskapelige arbeidsmetoden, og et eksempel der det passer å bruke den induktive metoden.

1.3

Formuler en hypotese du vil teste. Hvordan vil du gå fram for å undersøke hypotesen?

1.4

Skriv et essay om Charles Darwin.

1.5

a) Aristoteles, Linné, Darwin, Mendel og Bonnevie har alle hatt stor betydning for biologifaget. På hvilke måter? b) James Watson og Francis Crick har også vært viktige for biologifaget. Finn ut mer om hva de har bidratt med. c) Watson og Crick samarbeidet med forskeren Rosalind Franklin. Finn ut mer om henne.

1.6

Kikk gjennom én eller flere papir- eller nettaviser i løpet av en uke. Finn innlegg og artikler som handler om biologi. Har forfatteren biologifaglig bakgrunn? Framstår vedkommende som faglig sterk? Hva slags kilder har vedkommende brukt?

1.7

Lag en plan for biologigruppen. Hver uke skal noen av elevene i gruppen holde foredrag om en nyhetssak knyttet til biologifaget. Sett opp en ansvarsliste med alle elevene i gruppen. Hver elev skal holde et foredrag på to–tre minutter om en sak som har vært aktuell den siste uken.

ǖ • Læren om livet 31

ØVELSER

Ø 1.1 Lysmikroskopet UTSTYR Lysmikroskop Millimeterpapir Pipette med vann Objektglass Dekkglass Noe å se på

Teori og hensikt Når du skal arbeide med faget biologi, er det viktig at du kjenner godt til hvordan lysmikroskopet fungerer. Lysmikroskopet består av linser. Noen av linsene finnes i et okular nærmest øyet ditt, og noen i objektivene. Linsene i okularet forstørrer kanskje ti ganger, mens objektivene forstørrer fem, ti og førti ganger. Den totale forstørrelsen blir da på 5 x 10 = 50, 10 x 10 = 100 og 40 x 10 = 400 ganger. Vi regner ut den totale forstørrelsen ved å multiplisere okularforstørrelsen med objektivforstørrelsen. Når du lager skisser av eller fotograferer det du ser i et mikroskop, er det viktig å skrive på hvilken forstørrelse du bruker. Begynn alltid med å se i mikroskopet ved minste forstørrelse. Bruk først grovskruen og deretter finskruen for å kunne se tydelig. Du kan regulere lysmengden ved å åpne eller lukke blenderen.

Framgangsmåte og resultat • Se først på en liten bit av et millimeterpapir, slik at du finner ut hvor mye mikroskopet viser ved hver forstørrelse. Mellom linjene på millimeterpapiret er det én millimeter. Hvordan ser det ut med de forskjellige objektivene? Tegn.

• Et preparat lager du ved å legge det du skal se på, på et objektglass. Så dekker du det med en dråpe vann og et dekkglass. Deretter plasserer du det hele på objektbordet. Preparatet kan være et tynt blad fra en plante, løkceller fra utsiden av et løkskjell, et hårstrå eller hudceller som du har skrapt løs med en tannpirker fra innsiden av kinnet ditt. Tegn eller fotografer.

• Prøv å regulere lysinngangen med lysblenderen. Se hvordan lyset framhever forskjellige strukturer.

• Hvis preparatet holder på å tørke ut, behøver du ikke å fjerne det fra objektbordet eller å løfte dekkglasset. Bruk pipetten og legg en dråpe vann i overgangen mellom dekkglasset og objektglasset. Kohesjon (se s.197) gjør at vannet suges inn mellom dekkglasset og objektglasset. Du kan eventuelt holde et sugende papir på motsatt side av dekkglasset. Da blir vannet lettere sugd inn mot preparatet.

okular

• Hva har du lært? objektiver

objektbord lysblender lampe

grovstiller

finstiller lysbryter fot

ØVELSER

Ø 1.2 Stereolupen UTSTYR Stereolupe Petriskål eller et urglass Noe å se på

Teori og hensikt Når vi arbeider med små, hele organismer eller deler av organismer, kan vi benytte en stereolupe. .࣢IJYYJ KTWX PJY Q WJW IZ M[TWIFS XYJWJTQZUJS XPFQ brukes. De fleste stereoluper gir bare total forstørrelse fra 10 til 60 ganger. Men vi trenger ikke उ࣢MF JY Y^SY TL KQFYY TGOJPY XQNP [N Rउ SउW [N GWZPJW JY࣢RNPWTXPTU Stereolupene har to okular og gir derfor et dybdebilde av objektet. Stereoluper kan brukes med overlys, underlys eller begge deler. Overlyset brukes når vi vil se på overflater, mens underlyset er best når vi vil undersøke de indre delene av et objekt. Vær oppmerksom på at lampelyset etter en tid varmer opp objektene såpass mye at plantedeler visner og levende dyr dør fordi vannet fordamper. Undersøkelser av levende dyr bør derfor bare foregå i korte perioder.

Framgangsmåte • Lag en skisse av stereolupen og sett navn på de forskjellige delene.

• V elg et preparat. Bruk først overlys. • Studer og tegn eller fotografer det du ser. • Gjør så det samme med underlys. Oppgaver • Hva er fordelen med å bruke overlys?

• H va er fordelen med å bruke underlys? • Hvordan regner vi ut samlet forstørrelse? • Skriv en konklusjon. Hva du har lært?

okular

stillskrue

objektiv overlys underlys

ǖ • Læren om livet 33

ØVELSER

Ø 1.3 Dafnier: hypotesetesting Teori Systematikk Dafnier, vannlopper, er små krepsdyr, 1–4 millimeter lange. Innenfor ordenen Cladocera, vannlopper, finnes mange arter i Norge. De to som er vanligst, er Daphnia magna og Daphnia pulex. Dafniene har felles bygningstrekk med andre krepsdyr, som ferskvannskreps, reke, krabbe og hummer. Dafniene ser ut som en miniatyr av en ferskvannskreps.

antenner øye hjerne tarm 5 par føtter

Anatomi og fysiologi Dafnier er vanlige dyreplankton i ferskvann. De finnes i store innsjøer og i små vanndammer. De lever av planteplankton, frittlevende alger. Skallet er gjennomsiktig, og mange organer er synlige gjennom skallet. De fem par føttene og antennene bruker de til å bevege seg. Føttene kan også filtrere mat og dytte maten inn i munnen. Dersom dafnier lever i vann med nok oksygen, danner de ikke hemoglobin. Da er de nokså fargeløse. Hemoglobin er det røde fargestoffet som er festet til de røde blodcellene, og som binder oksygen som vi trenger til forbrenningen. Dersom de lever i vann med mye dødt organisk materiale, avtar oksygenmengden i vannet på grunn av nedbryterne. Dafniene begynner da å produsere hemoglobin og blir røde. Hemoglobinet binder oksygen slik at de lettere kan ha aerob celleånding. Dafnier har et spyd på bakkroppen til å forsvare seg med. Hvis de føler seg trygge, er spydet ganske kort. Om de føler seg truet av f.eks. fisk i vannet, blir spydet lengre og spissere. Da kan spydet stikke fisken som prøver å spise dafnien.

hjerte

rugehule klo

Generasjonsveksling Dafniene har generasjonsveksling, med både en haploid (n) og en diploid (2n) generasjon. Generasjonsveksling hos dyr vil si at dyret har to formeringsmåter som veksler. Dyret har både kjønnet formering og ukjønnet formering, men ikke nødvendigvis annenhver gang. Dafniene har både kjønnet og ukjønnet formering, avhengig av miljøet de lever i. Om våren formerer de seg ved jomfrufødsel (partenogenese). De voksne hunnene (2n) lager da ubefruktede diploide egg i rugehulen sin, og deretter føder de levende unger. Det fortsetter de med hele våren og sommeren inntil mengden mat i vannet avtar og daglengden blir kortere. Da føder hunnene både haploide (n) hunner og haploide hanner som parer seg. De befruktede eggene, hvileegg, synker til bunns og ligger der hele vinteren til de om våren klekkes til nye hunner.

ØVELSER

Dyrking av dafniekultur Dafnier er lette å finne og veldig enkle å ha i klasserommet gjennom året. Enkelt sagt trenger dere «et glass, litt gjær og fem sekunder i uka». Dere kan lage flere akvarier med dafnier og variere betingelsene ut fra hvilke hypoteser dere ønsker å teste. Før dafniene hentes, må dere gjøre klar akvarier. Bruk helst store glass med lokk eller vanlige akvarier som dere kan dekke til slik at vannet ikke fordamper. Fyll disse med vann og litt gjørme eller bunnmateriale fra stedet der dere skal hente dafniene. Bruk en vannhåv til å samle dafnier fra et ferskvann. Spesielt i mai–juni og i august–september kan dere finne mange dafnier. De oppholder seg ofte nær bunnen. Plasser dafniene i akvarier. Ikke la akvariene stå i direkte sollys. Mye sol kan gi oppblomstring av for mye alger. Gi dyrene et lite dryss av tørrgjær omtrent én gang per uke. Gir dere for mye tørrgjær, kan nedbryterne blomstre opp, og det kan føre til oksygenmangel i vannet. Røde dafnier kan tyde på overforing.

eggstokk

VÅR

Økt lys, varme rugehule og mat setter igang Hvileegg modning av hvileeggene. (2n) De diploide hvileeggene (2n) klekkes til bare diploide Hunn (2n) hunner (2n). Hunnene føder med eggstokk levende unger (2n) ved og rugehule partenogenese, - om igjen og om igjen.

VINTER De diploide hvileeggene (2n) ligger på bunnen hele vinteren.

Hvileegg (2n)

Ulike øvelser Akvarieforsøk kan varieres ved at de abiotiske faktorene endres. Dersom dere også har et akvarium med levende fisk, kan dere ta litt vann derfra og ha noen dafnier oppi. I et ikke for stort akvarium kan dere klare å telle antallet dafnier og lage en kurve som viser hvordan veksten, spesielt sent om våren, kan være eksponentiell. Når dere ser på dafnier i et vanlig lysmikroskop, er det lett å se organene, blant annet rugehulen med ungene. Dafnier er livlige og beveger seg fort mens de kaver med føtter og antenner. Hvis dere har tilgang på reker eller andre krepsdyr, kan dere sammenlikne bygningen med dafniers bygning. Dafniekulturer kan holdes i live i flere år.

SOMMER Hunnene får nok lys, varme og mat, og de fortsetter å føde levende unger. Populasjonsstørrelsen øker.

Hunner (2n)

HØST Når temperaturen synker, daglengden blir kortere, og næringsmengden mindre, lager hunnene (2n) fortsatt unger, men nå ved meiose. Ungene erbåde haploide hunner (n) og haploide (n) hanner. Hunnene og hannene parer seg og det dannes diploide hvileegg som synker ned på bunnen.

R! meiose

+ hann (n)

hunn (n)

sædcelle (n) befrukter hunnens egg

ǖ • Læren om livet 35

T-celle

126

‫݌‬

Mennesket og mikrobene

KOMPETANSEMÅL

O gjøre greie for hvordan virale og mikrobielle sykdommer oppstår, sprer seg og blir nedkjempet O drøfte hvordan vaksiner forebygger og beskytter mot sykdom på individ- og populasjonsnivå O gjøre greie for bruk av antibiotika og drøfte mulige konsekvenser

I 1348–1350 herjet pesten, kjent som svartedauden, i Norge. Svartedauden var en spesielt omfattende epidemi som rammet store deler av Europa og Asia. Sykdommen skyldes infeksjon med en bakterie, Yersinia pestis. I de SJXYJ MZSIWJउWJSJ PTR UJXYJS YNQGFPJ ‫ܫ‬JWJ LFSLJW 2FS WJLSJW RJI FY omtrent en tredjedel av alle som bodde i Norge på denne tiden, døde av sykdommen. Store epidemier og pandemier har skjedd fra tid til annen. .࣢ TUUQJ[IJ [JWIJS NLOJS JS UFSIJRN IJSSJ LFSLJS RJI JY S^YY PTWTSF[NWZX 8&78 (T; XTR LF X^PITRRJS HT[NI Har du noen gang stått ved siden av en person som hoster og nyser? n,TI࣢GJIWNSL} XNJW IZ PFSXPOJ ў TL MउUJW FY IZ NPPJ GQNW XRNYYJY . QZKYJS rundt vil det være ørsmå dråper av snørr og spytt, fulle av virusene og bakteriene fra slimet i nesen og spyttet i munnen. Når disse dråpene treffer slimhinnene dine, kan virus og bakterier trenge gjennom slimhinnene og inn N PWTUUJS INS 0WTUUJS MFW ‫ܫ‬JWJ RउYJW उ XYFSXJ INXXJ NSSYWJSLJWSJ Uउ KTW उ hindre at du blir syk. Bare sykdommer forårsaket av bakterier kan behandles med antibiotika, mens både sykdommer som skyldes virus eller bakterier kan forebygges med vaksiner.

127

5.1 Hvordan infeksjoner oppstår og sprer seg Læreplanen skriver «virale og mikrobielle sykdommer». Mikroorganismer, også kalt mikrober, er mikroskopiske organismer, som bakterier, noen protister og sopper, og virus.

Mikroorganismene er over alt Vi omgir oss med et stort antall mikroorganismer, også kalt mikrober. De er bakterier, virus, sopp og parasitter. For at en kropp skal kunne holde seg i live, er den avhengig av å beskytte seg mot disse mikroorganismene. Hvis mikroorganismer trenger inn i kroppen vår, inn i vevet, kalles det en infeksjon. Da kan vi bli syke. Mennesker med svekket immunforsvar, for eksempel mange kreftpasienter, blir syke av mikroorganismer de fleste av oss ikke merker. Også innvollsmark kan forårsake infeksjoner. Mange former for innvollsmark er synlig med det blotte øye. Innvollsmark kan blant annet finnes i kjøtt, på dårlig vaskede grønnsaker og hos husdyrene våre. Noen av mikroorganismene har fast tilhold på kroppen vår. De finnes på huden, på slimhinnene i tarmen, i øvre deler av luftveiene og i skjeden. At mikroorganismene har tilhold på kroppen vår, kalles kolonisering. Det er normalt å være kolonisert med mikroorganismer. Det skjer først i forbindelse med fødselen. Da blir barnet kolonisert med de samme mikroorganismene som moren har i skjeden og ved endetarmen. Mikroorganismene som naturlig lever på kroppen vår, har mange viktige oppgaver, inkludert å beskytte oss mot andre og sykdomsframkallende

Amerikansk svartbjørn, Ursus americanus, med en innvollsmark fra fisk (Diphyllobothrium sp.)

128

mikroorganismer. Vi får også daglig kontakt med mikroorganismer gjennom maten vi spiser, gjennom luften og via andre mennesker. Evnen til å kunne stå imot en infeksjon av en mikroorganisme uten å bli syk kalles immunitet. Det finnes mange ulike mikroorganismer, men som oftest er bare én bestemt type ansvarlig for én bestemt infeksjonssykdom. Et begrep som får stadig større betydning innenfor medisinen, er mikrobiomet. For få tiår siden var mikroorganismer kun sett på som fæle og skadelige. Dette synet har endret seg fullstendig. Vi vet at mange av mikroorganismene er livsnødvendige, både for mennesker, dyr, planter og sopper. Ordet mikrobiom står for samlingen av alle mikroorganismer som lever på ytre og indre overﬂater hos alle levende organismer. Noen mikroorganismer er harmløse, andre er nyttige, og noen er sykdomsframkallende. I temadelen om tarmﬂoraen i del III kan du lese mer om tarmens innhold av mikroorganismer.

Vi omgir oss med et stort antall mikroorganismer, også kalt mikrober. De er bakterier, virus, sopp og parasitter. Noen mikroorganismer er harmløse, andre er nyttige, og noen er sykdomsframkallende.

Bildet viser H1N1-virus, som er et influensavirus.

Immun (latin), av in(ikke) og munis (plikt eller byrde), betyr «fri for byrder, uimottakelig for sykdom».

Bakterieinfeksjoner Bakterier har mange livsviktige oppgaver i og på kroppen vår. Likevel forbinder mange bakterier først og fremst med sykdom. En del arter av bakterier fører til sykdom hos oss mennesker. I den vestlige verden er luftveisinfeksjoner, som halsbetennelse og lungebetennelse, og sykdommer, som ørebetennelse og øyebetennelse, blant de mest kjente infeksjonssykdommene som vanligvis er forårsaket av bakterier. En infeksjon som de fleste av oss har hatt, er betennelse i sår. Slike sårinfeksjoner kommer ofte av bakteriene streptokokker eller stafylokokker. For å kunne beskytte seg best mulig mot sykdommer som kommer av bakterier, er det viktig å vite hvordan bakteriene sprer seg. Mange av sykdommene som rammer luftveiene våre – svelg, hals og lunger – smitter gjennom luften. Når vi hoster eller nyser, spruter vi millioner av små vanndråper ut i luften. I disse vanndråpene og på partikler i luften kan det være bakterier. Mange bakterier kan leve svært lenge uten å være i kontakt med en organisme, og ved å ta på dem kan vi bli smittet eller smitte andre. Disse smittemåtene kalles dråpesmitte og luftsmitte.

Kokker er bakterier med kuleform. Bildet viser streptokokker, som danner perlekjedeformede kolonier. Stafylokokker har drueklaseformede kolonier. Bildet er kunstig farget.

Ǜ • Mennesket og mikrobene 129

Når du nyser, spruter du ut væske som inneholder mikroorganismer som kan smitte andre. T.h. Her er det en viss fare for kontaktsmitte

Bildet viser et farget bilde av stafylokokker.

En annen smittemåte er kontaktsmitte. Kontaktsmitten kan skje direkte, ved kroppskontakt med den som er smittebærer, eller indirekte, ved at vi tar på klær, overflater eller andre gjenstander som smittebæreren har vært i kontakt med. Også seksuelt overført smitte regnes som direkte kontaktsmitte. For å redusere faren for kontaktsmitte er det viktig med god personlig hygiene, blant annet håndvask. Som regel blir bare noen få av de mange som blir infisert, synlig syke av infeksjonssykdommer, men også friske smittebærere kan overføre sykdommer. Derfor kan det være vanskelig å finne kilden til smitte. Smitte kan også komme gjennom vann og matvarer. Mage- og tarmsykdommer smitter ofte på den måten. I Norge har vi stort sett god kontroll både med den offentlige vannforsyningen og med matvarer som selges i forretninger og på spisesteder. Men når vi er turister i andre land, kan faren for slik smitte være atskillig større. Dette kommer ikke bare av dårligere hygieniske forhold, men like gjerne av at vi der blir utsatt for nye bakteriearter som kroppen vår ikke har erfaring med, og som vi dermed ikke har utviklet beskyttelse mot. I mediene hører vi med jevne mellomrom om sykehusinfeksjoner. Som navnet forteller, er dette sykdommer som mange blir smittet av når de er innlagt på sykehus. Blant de vanligste sykehusinfeksjonene har vi urinveisinfeksjon, luftveisinfeksjoner, som bronkitt og lungebetennelse, og sårinfeksjoner etter operasjoner. Stafylokokkene hører til de vanligste bakterietypene på sykehus. Vi kjenner til omkring tretti ulike arter av stafylokokker. Mange av dem er normalt ufarlige. De finnes på hud og slimhinner hos mennesker og dyr. Enkelte arter kan forårsake sykdom, for eksempel sårinfeksjon, brennkopper, verkebyller og blodforgiftning. Også mange andre mikrober er viktige ved sykehusinfeksjoner.

130

FORDYPNING

Semmelweis Den ungarske legen Ignaz Semmelweis er kjent for sine studier av barselfeber i Wien midt på 1800-tallet. Sykehusets barselavdeling var delt i to. På den ene avdelingen arbeidet medisinstudenter, på den andre jordmorstudenter. Det var vel kjent i Wien at dødeligheten var størst på avdelingen der medisinstudentene arbeidet. Om morgenen obduserte medisinstudentene kvinnene som døde av barselfeber. Deretter gikk de over på fødeavdelingen for å undersøke fødende kvinner. Semmelweis mente at medisinstudentene tok med seg et slags «likstoff» fra obduksjonssalen til barselsalen. Han beordret alle som undersøkte de fødende kvinnene, til å ta en grundig håndvask med klorkalk, et stoff som blandes med vann og skiller ut klorgass. Dødeligheten falt deretter markant på barselavdelingen. Barselfeber skyldes infeksjon med streptokokker. Medisinstudentene som obduserte de som døde av barselfeber, smittet fødekvinnene etterpå. Håndvasken som Semmelweis innførte, virket fordi bakteriene ble drept av klorkalken.

Bakterier smitter på forskjellige måter: gjennom luft (dråpe- og støvsmitte), gjennom kontakt med smittebærere (mennesker eller dyr) og gjennom vann og mat.

Virus og virusinfeksjoner Virus er partikler som har en kappe med arvestoff inni. De forårsaker sykdommer, som vannkopper, influensa, forkjølelse, covid-19, kyssesyke og herpes (munnsår). Virus regnes ikke som levende fordi de er avhengige av en vertscelle for å kunne formere seg. Vi deler virus inn i tre grupper: plantevirus, dyrevirus og bakteriofager (bakterievirus) avhengig av hva slags organismer de går til angrep på. Noen virus, f.eks. adenovirus, har en kappe som består av proteiner. Andre virus har en lipidmembran med en proteinkappe under. Arvestoffet er enten DNA eller RNA og består av alt fra tre til to hundre gener. En familie av RNA-virus kalles retrovirus. Retro betyr baklengs. De kalles retrovirus fordi virusets RNA kan omgjøres til DNA inne i cellen ved hjelp av et virusenzym, revers transkriptase, og deretter integreres i cellens eget arvestoff. Virusgenenes eneste hensikt er å gi viruset egenskaper som gjør at det kan komme inn i en celle, kopiere arvestoffet sitt og lage nye virus. Kappen har ofte krystallform med en svært fin og symmetrisk fasong. Viruset alene har ingen organeller, ikke noe cytoplasma og ikke noe selvstendig stoffskifte. Ǜ • Mennesket og mikrobene 131

Virus kan ha ulike fasonger avhengig av vertscellen. I eukaryote celler har virus en annen grunnstruktur enn i prokaryote celler. Virus kan ha RNA eller DNA som arvemateriale.

lipidmembran proteinpigg proteinkappe

lipidmembran proteinpigg RNA

proteinkappe DNA

DNA

adenovirus

herpesvirus

koronavirus

bakteriofag

plantevirus

De fleste virus angriper bare bestemte celler hos bestemte organismer, enten dyr, planter eller bakterier, og de angriper vanligvis bare én eller noen få arter. Et influensavirus angriper vanligvis celler i luftveiene. Det gjør også koronaviruset SARS-CoV-2, som forårsaker sykdommen covid19. Covid-19 står for «corona-virus-disease 2019» fordi sykdommen først ble oppdaget i slutten av 2019, i Kina. Virus formerer seg ved at virusets arvestoff tar kontroll over en vertscelle og bruker maskineriet i vertscellen til å lage et enormt antall kopier av seg selv. Viruset fester seg til cellen og sender arvestoffet sitt inn i cellen. Viruset bruker vertens proteiner og noen av sine egne til å lage kopier av sitt eget arvestoff. Videre blir byggesteiner fra vertscellen brukt til å lage nye kapper, og slik blir det dannet mange kopier av viruset. Virus forårsaker på denne måten sykdom fordi de ødelegger celler ved å ta kontroll over dem. Herpesviruset er et DNA-virus som har DNA som arvestoff og er et eksempel på virus som formerer seg på denne måten. Dette viruset angriper slimhinneceller i og ved munnen eller kjønnsorganene. Hivviruset vil kun angripe bestemte typer hvite blodceller, ikke andre celletyper i mennesket. Hiv er en forkortelse for engelsk Human Immune Deficiency Virus, som betyr «humant immunsviktvirus». FORDYPNING

Covid-19 Sykdommen covid-19 er forårsaket av et koronavirus, SARSCoV-2. Sykdommen rammer noen mennesker hardt, mens andre har få eller ingen symptomer. Viruset spres gjennom dråpesmitte og kontaktsmitte. De første smittede i Norge ble oppdaget tidlig våren 2020. I løpet av månedene etter at viruset ble identifisert, spredde smitten seg til nesten alle land i verden, og dødstallene ble høye. Smitten ble først klassifisert som en epidemi, men utviklet seg etter hvert til en pandemi. Kartlegging av arvematerialet i viruset har vist at viruset er svært likt et annet koronavirus som smitter flaggermus.

132

Om smitte har skjedd fra flaggermus til menneske, er fortsatt ukjent. Viruset i flaggermus likner viruset hos mennesker, men arvestoffet er en del forskjellig. Virus muterer hele tiden, og ved å sammenlikne koronavirus fra mennesker og flaggermus antar forskere at de to virustypene hadde et fellers stamvirus for mellom førti og sytti år siden. Tidlig på 2000-tallet var det også en annen sars-epidemi i Asia. Den rammet et begrenset antall personer, men omtrent ti prosent av de som ble smittet, døde.

Formering hos et virus (bakteriofag) som angriper en bakterie. Viruset sender DNA-et sitt inn i bakterien og bruker vertscellens maskineri til å lage kopier av viruset. Viruset slipper ut av vertscellen ved å sprenge den i stykker. En slik formeringsmåte kalles lytisk vekst. Alternativt kan virus-DNA-et bygges inn i bakteriens arvestoff uten at bakterien drepes.

DNA

bakterie

bakteriofag

DNA-et kopieres

Lytisk betyr noe som har med nedbrytning, oppløsning, å gjøre.

bakterien sprekker, virus slipper ut nye virus

Eksempel på formering hos et retrovirus, hivviruset: a) Hiv fester seg på en T-celle. RNA fra viruset går inn i cellen. b) RNA kopieres til DNA. c) DNA går inn i cellekjernen og blir satt inn i cellens DNA. Virus-DNA kopieres så til RNA. d) RNA går ut av kjernen og er oppskrift til nye virusproteiner. Det dannes virusdeler til nye virus. e) De nye virusene går ut av cellen og angriper nye celler.

kjerne c virusdeler b

DNA d

RNA e hivvirus med RNA

Mange typer virus har RNA som arvemateriale. Hivviruset er et eksempel på et retrovirus. Hiv må først lage en kopi av RNA-arvestoffet sitt, en DNA-tråd, som kan settes inn i vertens DNA. For å klare å kopiere RNA til DNA har retrovirus enzymet revers transkriptase. Virus-DNA-et blir fraktet til kjernen der det blir avlest, og nytt virus-RNA blir transportert ut av cellekjernen for å lage nye virusproteiner (translasjon) og arvemateriale til nye viruspartikler. Figuren ovenfor viser hvordan hivviruset formerer seg i vertscellen. Andre RNA-virus kan lage nye kopier av sitt arvestoff direkte fra RNA uten å gå veien om DNA. Influensavirus og koronavirus er eksempler på dette. Disse to typene RNA-virus går inn i cellens cytoplasma. Der kopieres RNA for å lage nye viruspartikler og for å lese av RNA for å lage virusproteiner. Ǜ • Mennesket og mikrobene 133

FORDYPNING

Kyssesyke En relativt vanlig sykdom hos unge er mononukleose. Mononukleose kalles på folkemunne «kyssesyke». Årsaken er at sykdommen kan overføres ved kyssing. Den smitter gjennom dråper, f.eks. når noen hoster, eller når noen drikker av en flaske til en smittet person. Sykdommen skyldes EpsteinBarr-viruset (EBV). Arvestoffet til dette viruset er DNA. Mange har blitt smittet med Epstein-Barr-viruset som barn, uten å vite om det. Hvis man blir smittet først når man er i puberteten eller senere, kan man få mononukleose. Inkubasjonstiden, som er tiden fra du blir smittet til du får de første tegnene på sykdom, varer fra én til sju uker. Viruset invaderer først celler N࣢QZKY[JNJSJ )JW KTWRJWJW IJ XJL TL XUWJW XJL [NIJWJ YNQ STJS spesielle hvite blodceller, som frakter viruset med til lymfe-

systemets vev. Du får en betennelsesreaksjon med ømme og hovne lymfeknuter, mandler, lever og milt. Vi har ikke medisiner som kurerer mononukleose. Siden viruset angriper hvite blodceller, blir immunforsvaret svekket. Dermed blir også forsvaret mot bakterier dårligere, og noen pasienter får antibiotika for å unngå en alvorlig bakterieinfeksjon. Åttifem prosent av dem som får sykdommen, er mellom 15 og 25 år. Symptomene likner influensa og kan vare i opptil seks uker. Lever og milt blir ofte forstørret, og pasienten bør holde seg unna fysisk aktivitet i flere måneder. Etter gjennomgått infeksjon vil Epstein-Barr-viruset bli værende i kroppen resten av livet. Hos de aller fleste vil immunforsvaret holde viruset under kontroll resten av livet uten at man merker noe mer til viruset.

Virus er ikke celler. De er partikler med ulike typer kappe og med arvestoff inni. Arvestoffet er enten DNA eller RNA. Virus formerer seg inne i andre celler ved å hente byggesteiner til nye virus fra vertscellen. Eksempler på virus som kan gi sykdom hos mennesker, er influensavirus, herpesvirus, hivvirus og koronavirus.

Epidemi – stammer fra gresk og betyr «over folk». Det brukes om sykdomsutbrudd som raskt sprer seg i stort omfang. Pandemi – stammer fra gresk og betyr «alt folk». Det brukes om et sykdomsutbrudd som rammer svært mange mennesker i et stort geografisk område, ofte flere verdensdeler. 134

Epidemier og pandemier Så lenge mennesker har levd, har det eksistert infeksjonssykdommer. Når mennesker lever tettere sammen, kan folk lettere treffes. Det gir større sannsynlighet for at epidemier og pandemier kan oppstå. Handel og bevegelse øker muligheten for kontakt mellom mennesker, fugler og dyr. Virus kan forflytte seg fra én vert til en annen. En vert kan være en enkelt celle eller en organisme. Viruset som var ufarlig for verten den kom fra, kan bli farlig for den nye verten. For at et virus skal spre seg i befolkningen, er det avhengig av at en infisert vert skal spre det effektivt videre. De mest suksessrike virusene dreper ikke verten for fort, for da har de best muligheter til å lage kopier av seg selv og spre seg videre. Gjennom historien har det oppstått mange pandemier som har spredd seg til befolkninger over hele jordkloden. Ofte er årsaken virus eller bakterier som har spredd seg til mennesker fra andre arter. I tabellen på neste side vises en oversikt over noen utvalgte, kjente pandemier fra 1300-tallet og til i dag.

FORDYPNING

Svartedauden Den største pestpandemien som har rammet Europa og Asia, er svartedauden. Antakeligvis døde rundt en tredjedel av Europas befolkning. Svartedauden er en pest, en infeksjon som skyldes bakterien Yersinia pestis. Mange hypoteser går ut på å finne området der pandemien oppstod. Tidligere mente man at svartedauden startet i Kina. Nå foreslår historikere at pesten med stor sannsynlighet startet i Mongolia, og at den ble brakt til Europa av europeiske handelsmenn som dro til Asia for å kjøpe og selge varer midt på 1300-tallet. Svartedauden kommer til gårds av Theodor Kittelsen

Sykdommen kom til Oslo i 1348 og dukket opp i Bergen året etter. Pesten smitter fra lopper som oppholder seg på gnagere, og til mennesker. Loppene holdt seg på rotter helt til rottene døde. Da gikk loppene over på mennesker. Dødeligheten for mennesker var enorm. Historier om at krigere kastet pestsmittede lik over

Pestis, er latin og betyr «ulykke, smittsom sykdom.»

bymurene og utryddet hele byer, er nok ikke sanne. Det er heller ingenting i historiske kilder som tyder på at mennesker forstod at smitteveien var fra lopper til mennesker. På den tiden hadde de verken forstørrelsesglass eller mikroskop. Antakelig var svartedauden en byllepest. Byller er bakteriefylte utvekster på kroppen, særlig lymfeknutene i armhulen, lysken og på halsen. Byllene ble svarte. Bakteriene spredde seg via lymfesystemet og blodårene. Etter smitte døde folk N࣢Q UJY F[ YT YNQ KJR IFLJW 4R ऍS person i en familie ble smittet, ble vanligvis hele familien syk. Svartedauden er ikke utryddet. Også i dag finnes bakterien Yersinia pestis. Den eksisterer hos noen rotter og muligens andre gnagere i Kongo, Russland og på Madagaskar. Nå vet vi at sykdommen skyldes bakterier, og en type antibiotikum, streptomycin, brukes som effektiv medisin og dreper bakterien.

Navn

Tidsperiode

Type/vert

Dødstall (millioner)

Svartedauden

1347–1351

Yersenia pestis-bakterier/rotter, lopper

200

Spanskesyken

1918–1919

- 3 NS‫ܫ‬ZJSXF[NWZX LWNXJW

40–50

8[NSJNS‫ܫ‬ZJSXF

2009–2010

- 3 NS‫ܫ‬ZJSXF[NWZX LWNXJW

0,2

Covid-19

2019–

8&78 (T; PTWTSF[NWZX ‫ܫ‬FLLJWRZX RJI JS RZQNL RJQQTR[JWY

> 10 (pr. mai 2021*)

R-tall

For å ha et mål på smittsomheten til infeksjonssykdommer bruker forskere et R-tall, reproduksjonstall. Dette tallet forteller oss hvor mange mennesker som i gjennomsnitt blir smittet av én syk person. En person med influensa vil med sannsynlighet smitte én til to personer. Meslinger er svært smittsomt, og én syk person kan smitte i gjennomsnitt tolv til atten personer.

* Covid-19 kan komme til å vare N ‫ܫ‬JWJ उW TL I IXYFQQJSJ [NQ dermed forandre seg i årene som kommer.

Ǜ • Mennesket og mikrobene 135

Influensa 1.5*

Covid-19 2.5

Meslinger 16.0

R-tallet (R= reproduksjon) viser hvor mange mennesker som hver syk person kan smitte i gjennomsnitt. *R-tallet for influensa gjelder i en delvis immun befolkning. Kommer det et nytt influensavirus som vi ikke er immune mot, vil R-tallet kunne være høyere.

Opp gjennom historien har det med jevne mellomrom oppstått epidemier og pandemier. Ofte er årsaken til infeksjon virus eller bakterier som har spredd seg til mennesker fra andre arter. R-tallet forteller hvor mange mennesker én syk person kan smitte.

REPETISJON

a Hva slags organismer kan gi infeksjoner? b Forklar ordene kolonisering, infeksjon og immunitet. c Hva er et mikrobiom? d Forklar forskjellen på epidemi og pandemi. e Hvilke smittemåter har bakterier? f Hvordan er et virus bygd opp? g Hvorfor regner vi ikke virus som levende? h Tegn og forklar hvordan et virus formerer seg. i Gi noen eksempler på virus og virussykdommer som vi mennesker kan få. j Hva er forskjellen på et DNA-virus og et RNA-virus?

5.2 Immunforsvaret Immunforsvaret kalles også immunsystemet.

136

Immunforsvaret beskytter kroppen mot infeksjoner. Immunforsvarets celler er særlig knyttet til blodet, beinmargen og lymfesystemet (se side 155). Spredt rundt i kroppen finnes lymfevev. Der møtes spesialiserte celler. De utveksler informasjon og forbereder seg på å forsvare kroppen. Mange andre av kroppens organer bidrar også i immunforsvaret: Leveren lager mange viktige immunforsvarsmolekyler, blodåreveggen er viktig ved betennelse, og nervesystemet er viktig for å regulere blant annet feber.

Immunforsvaret har tre sentrale oppgaver. Den ene er å gjenkjenne mikroorganismer. Den andre er å fjerne mikroorganismer som har trengt inn i vevet. Og den tredje oppgaven er å huske det første møtet med en mikroorganisme, slik at det går raskere å fjerne den neste gang den kommer. Immunforsvaret er derfor utstyrt med spesialiserte celler og molekyler som gjenkjenner fremmede mikroorganismer og stoffer. Det høres kanskje rart ut å gjenkjenne fremmede, men det er nødvendig fordi immunforsvarets virkemidler også kan skade kroppen selv. Immunforsvaret må klare å skille det som er eget, fra det som er fremmed. Det lærer seg at det ikke skal reagere på det som er eget, altså egne celler, men bare reagere på det som er fremmed.

Immunologi er læren om immunitet, det vil si hvorfor og hvordan vi blir immune og unngår å få bestemte sykdommer.

Immunforsvaret beskytter kroppen mot infeksjoner. Immunforsvaret skal bekjempe mikroorganismer. Immunforsvaret skal skille egne celler fra fremmede, og det skal huske fremmede celler.

Medfødt og tilpasset immunforsvar Alle levende organismer trenger å forsvare seg mot andre organismer. Selv mikroorganismer har et immunforsvar mot andre mikroorganismer. Deler av vårt immunforsvar er derfor evolusjonsmessig svært gammelt og finnes igjen også hos mer primitive organismer. Denne delen av immunforsvaret kalles det medfødte immunforsvaret. Det medfødte immunforsvaret kan oppdage mikroorganismer og fjerne dem, men har liten eller ingen evne til å huske tidligere møter med en bestemt mikroorganisme. Mennesker og alle andre virveldyr har også et tilpasset immunforsvar. Dette immunforsvaret er til stede fra før fødselen og utvikler seg gjennom hele livet. Det tilpassede immunforsvaret kan gjenkjenne mikroorganismer og fjerne dem i samarbeid med det medfødte immunforsvaret. Men i tillegg har det tilpassede immunforsvaret evne til å huske tidligere møter med mikroorganismer, slik at neste gang de kommer inn i kroppen, fjernes de mye raskere. Det vil si at vi får en ekstra god beskyttelse mot infeksjon. Beskyttelsen kan vare en kortere periode eller resten av livet. Det tilpassede immunforsvaret er årsaken til at vaksiner (se side 156) virker. Dette kaller vi den immunologiske hukommelsen.

Det tilpassede immunforsvaret blir også kalt det ervervede immunforsvaret.

Hvis mikroorganismer kommer inn i vevet og inn i cellene i kroppen, kan vi bli syke.

Ǜ • Mennesket og mikrobene 137

FORDYPNING

Kreft

Immunforsvaret har også som oppgave å beskytte kroppen mot kreft. Normalt skal cellene i kroppen vokse, dele seg og dø etter et fastlagt mønster. Celler som deler seg for ofte eller dør for sjelden, kalles kreft-

celler. Slike celler vil inneholde mutasjoner i enkelte gener. Det vil gi enkelte endrede proteiner inne i cellene og også noen ganger utenpå cellen, og slike endringer kan immunforsvaret oppdage som fremmede proteiner.

Ved en infeksjon, altså når en mikroorganisme har trengt inn i kroppens vev, vil immunforsvaret reagere på mikroorganismen. Immunforsvaret bruker både spesialiserte immunceller, mange av dem er hvite blodceller, og spesialiserte stoffer (blant annet antistoffer) for å stanse mikroorganismene og deretter bryte dem ned og fjerne dem.

Immunforsvaret deles i medfødt og tilpasset immunforsvar. Immunforsvaret bruker både spesialiserte immunceller og spesialiserte stoffer for å stanse, bryte ned og fjerne mikroorganismene.

En oversikt over immunforsvaret og viktige celletyper Immunforsvaret Medfødt immunforsvar

Tilpasset immunforsvar

Ytre forsvar: Hindrer mikroorganismer i å trenge inn i kroppen.

Indre forsvar: Tar seg av mikroorganismer som allerede er kommet inn i kroppen. Reagerer på molekyler som er felles for en rekke mikroorganismer.

Reagerer på alle fremmede molekyler (proteiner) som er forskjellige fra proteinene som kroppen lager selv. De fremmede proteinene, som kalles FSYNLJSJW PFS XNYYJ KJXYJY Uउ T[JW‫ܫ‬FYJS F[ RNPWTTWLFSNXRJW JQQJW ‫^ܫ‬YJ KWNYY N blodet. Spesialiserte reseptorer på lymfocytter gjenkjenner antigenene.

• Fagocytter. 9WJ [NPYNLJ Y^UJW JW S ^YWT‫ܪ‬QJ granulocytter, makrofager og dendrittiske celler • Naturlige drepeceller (NK-celler) • Stoffer i blodet som lager hull i cellemembraner • Stoffer (bl.a. interferoner) XTR XPNQQJX ZY KWF [NWZXNS‫ܪ‬XJWYJ celler, og som hindrer virus i å formere seg

Lymfocytter

Virkemidler • • • •

138

Hud Slimhinner Flimmerhår (cilier) Stoffer, som talg, slim og magesyre

B-celler: Gjenkjenner et fremmed antigen direkte ved hjelp av antigenreseptor/ antistoff som passer til antigenet. Flere typer B-celler, de viktigste er: • Hvilende, nye B-celler med FSYNLJSWJXJUYTWJW KJXYJY N T[JW‫ܫ‬FYJS • B-hukommelsesceller med FSYNLJSWJXJUYTWJW KJXYJY YNQ T[JW‫ܫ‬FYJS • Plasmaceller som produserer store mengder antistoffer som slippes ut i blodet eller vevet. Har ikke antigenreseptorer i T[JW‫ܫ‬FYJS

T-celler: Gjenkjenner kun antigener bundet til spesielle molekyler på T[JW‫ܫ‬FYJS F[ PWTUUJSX JLSJ HJQQJW Har antigenreseptorer festet til T[JW‫ܫ‬FYJS Flere typer T-celler, de viktigste er: • T-hjelpeceller, som påvirker andre lymfocytter i immunforsvaret slik at antigenet fjernes • T-drepeceller, som dreper celler med fremmede antigener som passer til antigenreseptoren • Både T-hjelpeceller og T-drepeceller danner T-hukommelsesceller

Immunceller dannes i beinmargen Alle de hvite blodcellene er immunceller. Både hvite blodceller, røde blodceller og blodplater blir hele tiden fornyet ved at stamceller i beinmargen deler seg (se figuren nedenfor). Stamcellene i beinmargen kan få datterceller som utvikler seg til de blodcelletypene kroppen har behov for. Spesielle reguleringsmekanismer i kroppen bestemmer produksjonen og differensieringen av beinmargsstamcellene ut fra behovet. I en frisk, voksen person produseres det hundre milliarder nye blodceller hver dag. Av immuncellene er fagocytter og lymfocytter de viktigste. Noen fagocytter modnes ferdig i beinmargen før de slippes ut i kroppen. Andre fagocytter modnes ferdig først når de er ute i vevet. Der kan de også dele seg og bli ﬂere. Det ﬁnnes to hovedtyper lymfocytter: B-celler og T-celler. B-cellene modnes i beinmargen, og T-cellene modnes i brisselen (thymus).

Hvite blodceller blir hele tiden fornyet ved at stamceller i beinmargen deler seg. Alle hvite blodceller er immunceller. De viktigste er fagocytter og lymfocytter (B- og T-celler).

Blodceller utvikler seg fra stamceller i beinmargen.

blodstamcelle i beinmargen

stamcelle for alle blodceller unntatt lymfocytter

røde blodceller

blodplater

dendrittisk makrofag celle

lymfocyttstamcelle

T-celle

B-celle

REPETISJON

a Hva er immunsystemets oppgaver? b Hvilke av kroppens celler og vev deltar i immunforsvaret? c Hvilke tre hovedoppgaver har immunforsvaret? d Klarer immunforsvaret ditt å skille fremmede celler fra dine egne celler? Forklar. e Bruk tabellen som viser hvordan vi deler inn immunforsvaret i flere deler. Lag en oversikt over det medfødte og det tilpassede immunforsvaret, og forklar forskjellene på dem. f Gi eksempler på ulike typer immunceller.

Ǜ • Mennesket og mikrobene 139

5.3 Det medfødte immunforsvaret Det medfødte immunforsvaret reagerer på alle mikroorganismer eller molekyler som det oppfatter som fremmede eller farlige. Oppgaven er å hindre mikroorganismene i å trenge inn i vevet og eventuelt cellene i kroppen. Vi kan dele det medfødte immunforsvaret i en ytre og en indre del. En tett hud uten skader gir oss god beskyttelse.

Det medfødte ytre forsvaret Forsvaret begynner allerede ved kroppens ytterste grenser, ved huden og slimhinnene. Her møter kroppen mikroorganismene først. Vi kaller dette for det ytre forsvaret. Yttergrensene hindrer mikroorganismene i å trenge inn i kroppsvevet. Menneskekroppen er dekket av tørr, tett hud. Når den er uten rifter, sår og skader, gir den god beskyttelse. I huden har vi kjertler som skiller ut talg som hindrer mange mikroorganismer i å vokse og trives på huden. Huden er kolonisert med våre egne mikroorganismer som også hindrer fremmede mikroorganismer i å slå seg ned der. Alle hulrom i kroppen som har åpning mot omverdenen, er dekket av slimhinner. Dette gjelder luftveiene, fordøyelseskanalen, de indre kjønnsorganene og urinveiene. Slimhinnene er dekket av slim som fanger opp mikroorganismer og hindrer dem i å trenge inn i vevet. Slimet inneholder stoffer som kan ødelegge cellemembranen hos mange mikroorganismer. I nesen og de øverste delene av luftveiene fanger slimet opp støv og mikroorganismer som vi puster inn. Her har cellene i slimhinnen i tillegg flimmerhår (cilier) som frakter slimet mot svelget, slik at vi kan få blant annet bakterier vekk fra luftveiene og over i magen og tarmen. Det bidrar til å holde lungene frie for bakterier, slik at vi ikke får lungebetennelse. 140

I magesekken skiller slimhinnen ut både slim og magesyre. Magesyre er vanlig saltsyre, HCl. Den har en pH på 1,5, noe som gjør at de ﬂeste mikroorganismene blir drept. Miljøet i vagina er også tilstrekkelig surt til å begrense vekst av mikroorganismer. Av og til svikter slimhinnens forsvarsmekanismer. For eksempel kan bakterier feste seg på overﬂatecellene i luftveiene og på den måten trenge inn i vevet og gi infeksjon. Det kan føre til lungebetennelse. Hvis ikke alle bakteriene blir drept av magesyren, kommer de videre til tynntarmen. Da kan vi få tarminfeksjon og eventuelt diaré.

Det medfødte ytre forsvaret består av tett, tørr hud som skiller ut talg, og slimhinner som skiller ut slim, magesyre og andre stoffer som virker på mikroorganismene.

Det medfødte indre forsvaret Det indre forsvaret slår til hvis mikroorganismene kommer inn i kroppen, for eksempel gjennom rifter og sår i huden, gjennom luftveiene eller via andre slimhinner. Det indre forsvaret omfatter både bestemte typer hvite blodceller og proteiner som angriper inntrengere. Den medfødte delen av det indre forsvaret reagerer raskt sammenliknet med det tilpassede forsvaret. I blodet og i alle typer cellevev finnes fagocyttene, spisecellene. De er hvite blodceller som går til angrep på mange ulike mikroorganismer. Ved behov kan fagocyttene flytte seg fra kapillærårene til vevet rundt. Fagocyttene skiller mikroorganismer fra kroppens egne celler gjennom å binde seg til bestemte molekyler på overflaten av mikroorganismen. Slike molekyler er felles for en rekke mikroorganismer, men finnes ikke på overflaten av menneskeceller. Hos bakterier består molekylene gjerne av glykoproteiner og glykolipider, som finnes i bakterienes cellevegg, utenpå cellemembranen. Når fagocyttene oppdager fremmede mikroorganismer, forsøker de å uskadeliggjøre dem ved å la cellemembranen omslutte bakterien. Det kalles fagocytose, cellespising. En fagocytt kan spise opptil tjue bakterier om gangen. Fagocyttene spiser også døde kroppsceller, gamle røde blodceller, virusinfiserte celler og noen kreftceller. Disse cellene har endret overflaten sin og blir derfor oppfattet som fremmede.

Flimmerhårene i luftrøret frakter opp slim som har fanget inn støv og bakterier som vi puster inn.

Fagocytose er en form for endocytose.

Fagocytose bakterie lysosom cellekjerne fagocytt

Ǜ • Mennesket og mikrobene 141

Makrofag betyr egentlig «storspiser».

Dendritt, av dendron (gresk) = tre

Fagocyttene består av flere ulike celletyper. Makrofagene er store celler som finnes i de fleste typer vev i kroppen. Her ligger de i årevis, klare til å bekjempe infeksjoner. En annen viktig type fagocytter er dendrittiske celler. Det er celler med utløpere. De finnes særlig i vevet under alle kroppens overflater. De registrerer fremmede mikroorganismer og er helt avgjørende for å sette i gang en immunrespons, det vil si en reaksjon fra det tilpassede immunforsvaret på den fremmede mikroorganismen. Både makrofager og dendrittiske celler er viktige for å stimulere det tilpassede immunforsvaret. Det medfødte immunforsvaret omfatter også spesielle proteiner som enten skader eller merker mikroorganismer direkte. Disse proteinene finnes i blodet og binder seg til molekyler på overflaten av mikroorganismen som har kommet inn i kroppen. Det setter i gang en serie reaksjoner som kan ende med at cellemembranen til inntrengeren blir ødelagt. Mikroorganismer som har slike proteiner festet til seg, øker fagocytosen fordi de vil tiltrekke seg fagocytter, som spiser inntrengerne. Alle celler i kroppen har evne til å reagere på en virusinfeksjon og bidrar derfor til immunforsvaret. Når en celle blir virusinﬁsert, kan den skille ut proteiner, interferoner, som varsler nabocellene om at det er en virusinfeksjon på gang. Interferonene påvirker de friske nabocellene og får dem til å endre seg, slik at viruset blir hindret i å formere seg. Denne reaksjonsmåten er ikke knyttet til et bestemt virus, derfor bidrar den til å bekjempe mange ulike virusinfeksjoner, for eksempel forkjølelse og inﬂuensa.

Det medfødte forsvaret virker raskt og angriper mikroorganismene som kommer inn i kroppen. Dette forsvaret omfatter både bestemte hvite blodceller (fagocytter) og proteiner. Fagocyttene fjerner mikroorganismer ved fagocytose, cellespising.

$GVGPPGNUG ť GP XKMVKI FGN CX FGV OGFH FVG HQTUXCTGV Når et område i kroppen blir skadet, vil celler i vevet slippe ut stoffer som gjør at blodårene utvider seg. Da strømmer det mer blod til skadestedet. I tillegg vil porer i veggen i kapillærårene åpne seg. Da lekker noe blodplasma ut i vevet rundt blodårene. Vi kan se og kjenne det som rødme, hevelse, smerte og varme. Dette er betennelse. Betennelse er kroppens reaksjon på skade. Målet er å reparere skaden best mulig. Signalstoffer fra skadestedet får fagocytter til å vandre ut fra blodårene og inn i vevet. Hvis skadestedet er blitt inﬁsert med mikroorganismer, vil fagocyttene spise mikroorganismene ved fagocytose.

142

Hvis mange mikroorganismer har kommet inn i vevet, klarer ikke alltid fagocyttene å fjerne alle. Da må det tilpassede immunforsvaret overta. Det er fagocyttene selv som aktiverer dette forsvaret. Dendrittiske celler er særlig viktige her. De frakter med seg biter av mikroorganismene til nærmeste lymfeknute. Der gir de beskjed til immunceller i det tilpassede forsvaret. De dendrittiske cellene er spesialiserte til å være budbringer mellom det medfødte og det tilpassede forsvaret.

Betennelse er kroppens reaksjon på skade og en viktig del av det medfødte indre forsvaret. Når et område i kroppen blir skadet eller infisert av mikroorganismer, vil stoffer fra cellene i det skadede vevet sette i gang en betennelsesreaksjon, som blant annet inkluderer at fagocytter strømmer til skadestedet. Det begrenser skaden og hindrer mikroorganismer i å spre seg.

I et åpent sår blir det gulaktig puss. Det består av døde og levende fagocytter (nøytrofile granulocytter) og andre hvite blodceller, døde og levende mikroorganismer og dødt vev.

bakterie kjemiske beskjeder

røde blodceller

kapillæråre fagocytt

Huden blir skadet, og mikroorganismer kommer inn i kroppen. Mange fagocytter beveger seg da fra kapillærårene og ut i vevet, der de spiser mikroorganismene.

REPETISJON

a Hva består det medfødte immunforsvaret av? b Hva består det medfødte ytre forsvaret av? c Hvor i kroppen har vi slimhinner? Hvilken funksjon har de? d Hva består det medfødte indre forsvaret av? e Forklar begrepet fagocytose. f Hva er interferoner, og når skiller celler ut dette? g Forklar hva som skjer når vi får en betennelse.

Ǜ • Mennesket og mikrobene 143

5.4 Det tilpassede immunforsvaret Har du søsken? Eller kanskje en enegget tvilling? Biologiske søsken har arvet en del av de samme genene fra foreldrene sine. Gjennomsnittlig deler et søskenpar halvparten av genene de har arvet fra foreldrene sine. Det gjelder også toeggede tvillinger. Søsken har derfor heller ikke nøyaktig likt immunforsvar. Eneggede tvillinger har arvet nøyaktig de samme genene fra foreldrene siden de kommer fra samme befruktede eggcelle. Likevel endrer også eneggede tvillingers immunforsvar seg etter hvert som de blir eldre. Det skyldes det tilpassede immunforsvaret og hvordan det utvikler seg fra fødselen og gjennom resten av livet. Hvis en mikroorganisme kommer inn i vevet og starter å dele seg der, kan livet være truet. Dersom mikroorganismen ikke fjernes av det medfødte immunforsvaret, er vi avhengige av at det tilpassede immunforsvaret stanser inntrengeren. Da trenger vi de hvite blodcellene som kalles lymfocytter. De heter lymfocytter fordi det finnes rikelig av dem i lymfeårene, det vil si årene som frakter overskuddsvæske (lymfe) fra vevet tilbake til blodet. De to hovedtypene av lymfocytter, B-celler og T-celler, har ulik virkemåte og forskjellige oppgaver. Når en bestemt mikroorganisme kommer inn i kroppen første gang, vil det ta flere døgn før det tilpassede immunforsvaret rekker å reagere og virke for fullt. Hvis det medfødte immunforsvaret ikke klarer å begrense infeksjonen, tar det som regel minst en uke å fjerne mikroorganismen fra kroppen. Ved alvorlige infeksjoner kan tiden det tar før det tilpassede forsvaret er maksimalt virksomt, være kritisk for den syke. I slike tilfeller vil medisiner som stanser mikroorganismene, for eksempel antibiotika mot en bakterieinfeksjon, være avgjørende for å bekjempe mikroorganismen i tide. Hvis man allerede har gjennomgått en infeksjon med den bestemte mikroorganismen, eller hvis man er blitt vaksinert mot mikroorganismen, vil det tilpassede immunforsvaret allerede være forberedt og klart til aksjon. Dette er den immunologiske hukommelsen. Ved en ny infeksjon med den samme typen mikroorganisme vil den raskt bli oppdaget og fjernet, som oftest uten at man merker noe. Bare virveldyrene har et tilpasset immunforsvar. Virveldyrene spiser variert og beveger seg ofte over store områder. Det gjør dem mer utsatt for forskjellige typer mikroorganismer. De trenger derfor et bedre immunforsvar enn det medfødte immunforsvaret som arves direkte fra foreldrene. Forutsetningen for at virveldyrene kunne oppstå, var derfor at de utviklet et effektivt immunforsvar som ble påvirket av omgivelsene. Resultatet ble det tilpassede immunforsvaret. 144

;NW[JQI^W MFW JY YNQUFXXJY immunforsvar. Bildet viser en stor blå hegre (Ardea herodias).

Det tilpassede immunforsvaret består av B-celler og T-celler. De kan reagere på mikroorganismer og virusinfiserte celler. Hvis mikroorganismen er ny for kroppen, vil det ta flere døgn før det tilpassede forsvaret virker for fullt. Hvis vi har vært infisert av mikroorganismen tidligere, eller hvis vi er vaksinerte mot mikroorganismen, vil det tilpassede immunforsvaret være forberedt og fjerne mikroorganismen raskt, som oftest uten at vi merker noe.

#PVKUVQHH CPVKIGP QI CPVKIGPTGUGRVQT Lymfocyttenes oppgave er å oppdage og gjenkjenne mikroorganismer, fremmede stoffer og virusinfiserte celler og sette i gang en immunrespons. Før vi fortsetter, må vi se nærmere på tre viktige begreper knyttet til det tilpassede immunforsvaret: antistoff, antigen og antigenreseptor. Antistoffer er Y-formede proteiner som lages av B-celler. Antistoffene skilles ut av B-cellene og flyter fritt rundt i vevet og blodet. De er det tilpassede immunforsvarets viktigste våpen. På samme måte som du har to like armer festet til kroppen, har et antistoff to like bindingssteder festet til en felles stamme. Bindingsstedene kan feste seg til molekylene (antigenene) som mikroorganismene har på overflaten. Et antistoff kan utnytte de to bindingsstedene sine på to måter. Det kan enten binde seg ett eller to steder på overflaten av den samme mikroorganismen. Ǜ • Mennesket og mikrobene 145

antigen Z antistoff Z

antigen X antistoff X

antigen Y antistoff Y

Eller det kan binde seg til to atskilte mikroorganismer samtidig. Når et antistoff har bundet seg til én mikroorganisme, fungerer antistoffet som en merkelapp som gir det medfødte immunforsvaret beskjed om å ødelegge mikroorganismen. Når antistoffer i tillegg binder seg til flere mikroorganismer på én gang, dannes det klumper som uskadeliggjør mikroorganismene.

En mikroorganisme kan ha mange ulike antigener festet til overflaten. Bare antistoffer med bindingssted som har en fasong som passer til antigenet, binder seg til antigenet.

Antigener er molekyler som får B-celler til å danne antistoffer. Antigener har fått navnet sitt på grunn av at det er stoffer som får B-celler til å generere antistoffer, men antigener omfatter også molekyler som T-celler reagerer på. En mikroorganisme inneholder mange ulike antigener.

Generere = danne

Antigenreseptor er proteiner som er festet i cellemembranen hos noen typer B-celler og hos alle T-celler. Hver B-celle og T-celle har sin unike antigenreseptor. Hver celle har omkring hundre tusen identiske kopier av antigenreseptoren sin festet til celleoverflaten. B-celler kan også skille ut frie antigenreseptorer til vevet og blodet. Da kaller vi dem ikke lenger antigenreseptorer, men antistoffer. Det leste du om ovenfor. Lymfocyttene bruker antigenreseptoren sin for å binde seg til eller gjenkjenne et bestemt antigen. Vi kan sammenlikne dette med et velkjent fenomen: Antigenet passer til antigenreseptoren som en nøkkel i en lås eller som en hånd i en hanske. Når antigenreseptoren binder seg til antigenet, blir cellen stimulert til å dele seg. I motsetning til antistoffer og antigenreseptoren til B-celler har antigenreseptoren hos T-celler bare ett bindested for antigen. Dessuten har T-celler helt spesielle krav til hvordan antigenet skal vises fram for at de skal reagere på det.

T-celler har antigenreseptorer med ett bindingssted. B-celler har antigenreseptorer og fritt antistoff med to bindingssteder. Et antistoff kan binde seg til én eller to mikroorganismer. T-celle med antigenreseptor

B-celle med antigenreseptor

Antistoff som fester seg til én mikroorganisme

Antistoff som fester seg til to mikroorganismer

Antigener er molekyler som får B-celler til å skille ut antistoffer, og som T-celler også reagerer på. Antistoffer skilles ut av en bestemt type B-celler og flyter fritt i vevet og blodet. Andre B-celler har antigenreseptorer i overflaten. En B-celles antigenreseptor er identisk med det tilsvarende frie antistoffet. T-cellers antigenreseptor sitter alltid fast i cellemembranen.

146

B-celler B-cellenes viktigste funksjon er å produsere antistoffer som binder seg til antigener. B-celler utvikles i beinmargen gjennom hele livet. Nye og hvilende B-celler vandrer fra beinmargen via blodet til lymfevevet (se side 155). Vi kaller dem hvilende fordi de ennå ikke har møtt antigenet sitt, så de er ikke blitt stimulert til å skille ut antistoffer. B-cellene holder til i lymfeknutene, milten og i lymfevevet under slimhinnene, blant annet i tarmveggen. I lymfevevet fanges fremmede antigener opp og registreres av både B-celler og T-celler. Når B-cellen har bundet seg til et antigen og samtidig får godkjent-signal fra en T-celle, vil den begynne å dele seg. Den opprinnelige B-cellen kan gi opphav til nærmere tusen datterceller. antigenreseptor B-celle bakterie antigen

Hver enkelt B-celle har en unik antigenreseptor som det finnes mange kopier av i celleoverflaten. Dermed passer hver B-celle kun til én type antigen.

Etter flere runder med celledeling vil B-cellene utvikle seg videre til én av to typer B-celler: plasmaceller eller B-hukommelsesceller (se figuren på neste side). Plasmaceller har ikke antigenreseptorene festet i overflaten, men skiller dem i stedet ut som fritt antistoff. De to typene molekyler er identiske bortsett fra at antistoffet mangler den delen av molekylet som antigenreseptoren bruker for å feste seg til cellemembranen. Plasmacellene har som oppgave å produsere store mengder antistoff som skilles ut til blodet og vevet. Antistoffer kan binde seg til antigener som sitter på overflaten til en mikroorganisme. Men antistoffer kan også binde seg til frie antigener, for eksempel bakteriegifter og biter av virus eller bakterier, blant annet i vaksiner. Fordi antistoffer har to armer, blir det store klumper som hemmer mikroorganismene eller bakteriegiften. Slike klumper av antigen og antistoff blir fjernet ved at fagocytter spiser dem og bryter dem ned. Noen av B-cellene blir til B-hukommelsesceller. Både B-hukommelsesceller og plasmaceller kan leve i kroppen i lang tid. Plasmacellene sørger for at det stadig produseres litt antistoff som passer godt med mikroorganismene vi tidligere har reagert på etter infeksjon eller vaksine. Det gjør at neste gang mikroorganismen kommer inn i kroppen, finnes det allerede antistoffer der, klare til å reagere. Siden de ferdig utviklede plasmacellene ikke har antigenreseptor i celleoverflaten, vil de ikke bli stimulert på nytt til å dele seg. Mange av dem vil etter hvert dø. B-hukommelsescellene derimot har antigenreseptor i overflaten og står klare til aksjon neste gang det samme antigenet (for eksempel fra en sykdomsframkallende mikroorganisme) kommer inn i kroppen. De begynner da raskt å dele seg og Ǜ • Mennesket og mikrobene 147

utvikle seg til nye plasmaceller. Dette fører til rask respons med stor produksjon av antistoffer allerede etter noen timer. Antistoffer og hukommelsesceller er viktige for immunitet, det vil si at vi ikke får symptomer på infeksjon. Det er også grunnen til at vaksiner kan beskytte mot infeksjon av mikroorganismer vi aldri tidligere har møtt.

Når en B-celle binder seg til et antigen som passer til antigenreseptoren i celleoverflaten, begynner den å dele seg og danne flere B-celler samt antistoffer.

antistoff antigen B-lymfocytten med riktig antistoff binder seg til antigene

B-lymfocytten begynner å dele seg

Det dannes hukommelsesceller og plasmaceller

fritt antistoff hukommelsesceller

plasmaceller

Hvilende, nye B-celler som stimuleres av antigenet som passer til antigenreseptoren deres, kan dele seg og utvikle seg videre til enten plasmaceller eller hukommelsesceller. Plasmaceller skiller ut store mengder antistoffer, men kan ikke stimuleres på nytt. Hukommelsescellene har antigenreseptorene festet i overflaten og kan stimuleres til å dele seg og utvikle seg på nytt. Begge celletypene er viktige for immuniteten.

148

FORDYPNING

Antistoffmodning Antistoffmodning gjør at immunforsvaret lager antistoffer som passer perfekt til antigenet. Når de umodne B-cellene begynner å dele seg, skjer det samtidig endringer i genene for antigenreseptoren. De to nye B-cellene vil derfor ha antigenreseptorer som er litt forskjellige fra morcellen og også litt forskjellige fra hverandre. Kanskje passer den ene «nye» antigenreseptoren litt bedre til antigenet enn den andre «nye» antigenreseptoren? I så fall vil den ene B-cellen i større grad stimuleres. Den vil dele seg og utvikle seg raskere enn den andre B-cellen, som kanskje ikke stimuleres til å dele seg videre. Dette kalles antistoffmodning. I løpet av en immunrespons vil vi dermed få antistoffer som passer bedre og bedre til mikroorganismen (eller vaksinen) som startet immunresponsen. På grunn av antistoffmodning vil mange av de første «dattercellene» til en B-celle som har bundet seg til en mikroorganisme, og som har begynt å dele seg, ha antigenreseptorer som er litt forskjellige både fra den første B-cellen og

fra hverandre. Slik vil én enkelt B-celle som reagerer med ett enkelt antistoff, kunne gi flere hundre ulike, men nært beslektede, antistoffmolekyler som kan binde seg til antigenet. Mikroorganismer endrer seg også ganske ofte på grunn av tilfeldige mutasjoner. Det kan skje i løpet av en infeksjon, eller mikroorganismen kan ha blitt endret siden sist vi ble infisert med den. Hvis antigenet blir endret på grunn av en tilfeldig mutasjon, vil det kanskje ikke binde like godt til den antigenreseptoren som tidligere bandt seg best til antigenet. Likevel er det sannsynlig at ett eller flere av antistoffene som er dannet mot antigenet, fortsatt vil kunne binde seg til det. Antistoffmodning som gir litt ulike varianter av det samme antistoffet, er én av de gode egenskapene ved det tilpassede immunforsvaret. Når vi først har fått dannet antistoffer mot en mikroorganisme gjennom en immunrespons, er det ikke så lett for en mikroorganisme å slippe unna immunforsvaret bare ved hjelp F[࣢YNQKJQINLJ RZYFXOTSJW

T-celler Kroppen har flere typer T-celler med ulike funksjoner. To av de viktigste er T-hjelpeceller og T-drepeceller. T-hjelpeceller påvirker og stimulerer andre immunceller, blant annet B-cellene, slik at fremmede antigener fjernes. T-hjelpeceller er helt nødvendige for at det tilpassede immunforsvaret skal fungere normalt. T-drepeceller kan ødelegge celler som er infisert av virus, og de kan ødelegge kreftceller. De er også en av årsakene til avstøting av transplanterte organer. Etter at de er aktivert til å dele seg, vil både T-hjelpeceller og T-drepeceller danne T-hukommelsesceller. T-hukommelsescellene er viktige i forbindelse med immunitet. I motsetning til B-cellene kan ikke T-celler gjenkjenne et antigen direkte. De kan heller ikke binde seg til frie antigener (for eksempel bakteriegifter) slik B-cellenes antistoffer kan. T-cellene er avhengige av at antigenet er bundet til spesialiserte molekyler på celleoverflaten til andre celler. Disse molekylene fungerer som et slags serveringsfat eller utstillingsvindu for antigenet. T-hjelpeceller og T-drepeceller er to viktige typer T-celler. For at andre immunceller skal reagere, må de få signaler fra T-hjelpecellene. T-drepecellene ødelegger syke eller fremmede celler, for eksempel kreftceller og celler som er infiserte av virus. Både T-hjelpeceller og T-drepeceller utvikler seg til T-hukommelsesceller etter en immunrespons. Ǜ • Mennesket og mikrobene 149

T-celle

Som for B-celler vil både T-hjelpeceller og T-drepeceller aktiveres og modnes når antigenreseptoren har bundet seg til det rette antigenet på en antigenpresenterende celle. Dette fører til at T-cellen deler seg ﬂere ganger, slik at vi får mange T-celler som kan reagere på det samme antigenet og bidra til å fjerne det fra kroppen. Når antigenet er borte, vil de ﬂeste av disse T-cellene dø i en programmert celledød, apoptose. Noen blir værende i kroppen som T-hukommelsesceller. Hukommelsescellene lever lenge og er klare neste gang kroppen møter det aktuelle antigenet. Så både B-celler og T-celler bidrar altså til å gjøre oss immune når vi har gjennomgått en infeksjon med en mikroorganisme eller tatt en vaksine.

T-celler kan ikke gjenkjenne et antigen direkte. De kan heller ikke binde seg til frie antigener. Det fremmede antigenet må først brytes ned til biter inni cellene. Bitene fraktes ut til celleoverflaten bundet til spesielle typer molekyler som viser fram antigener på celleoverflaten.

Lymfocyttene må kontrolleres Det er viktig at immunforsvaret ikke angriper de friske cellene i kroppen. Lymfocytter som ved en feil har dannet antigenreseptorer som gjenkjenner og dermed angriper kroppens egne molekyler, blir derfor fjernet eller holdt under streng kontroll av andre celler. Dette skjer gjennom hele livet og gjør at immunforsvaret normalt ikke angriper kroppens egne celler. T-celler modnes i brisselen. Produksjonen av modne T-celler er størst til og med puberteten. I brisselen får hver T-celle sin unike antigenreseptor. Noen T-celler får antigenreseptorer som vil reagere på antigener på kroppens egne celler. Slike T-celler må fjernes, hvis ikke kan de angripe friske celler i kroppen og gjøre oss syke. 150

Så mye som nittiåtte prosent av de umodne T-cellene dør i brisselen. Bare T-celler som har en antigenreseptor som ikke reagerer på kroppens eget vev, får slippe ut av brisselen til blodet. Også ute i kroppen står lymfocyttene under nøye kontroll, blant annet av dendrittiske celler. Slike kontrollmekanismer er utviklet for å hindre at kroppens eget vev angripes av immunforsvaret.

Få må bli mange Antigenreseptorene til alle lymfocytter sett under ett i et menneske kan gjenkjenne nærmest alle mulige fremmede antigener. Hver enkelt B- og T-celle kan imidlertid bare lage én bestemt antigenreseptor. Ved en infeksjon vil det medfødte immunforsvaret både forsøke å bekjempe mikroorganismen og gi beskjed til det tilpassede immunforsvaret om at det skal reagere. Mikroorganismer har gjerne mange ulike antigener. De T-cellene og B-cellene som har antigenreseptorer som binder seg til mikroorganismens antigener, vil bli stimulert til å dele seg. Først når det er produsert mange nok T- og B-celler, vil den aktuelle mikroorganismen bli fjernet. Etter det avsluttes også immunresponsen. Det at noen få lymfocytter må stimuleres til å dele seg og bli mange, gjør at immunresponsen blir tilpasset behovet. Men det medfører også at det tar lengre tid før det tilpassede immunforsvaret reagerer mot mikroorganismen. Til gjengjeld er det tilpassede immunforsvaret svært effektivt når det først er aktivert.

Lymfocytter, det vil si B- og T-celler, kan lage antigenreseptorer mot alle tenkelige antigener, inkludert de som lages av kroppens egne celler. Lymfocytter som kan reagere på kroppens egne antigener, blir derfor fjernet eller holdt under nøye kontroll. Lymfocytter vil bare dele seg og bli stimulert til å bekjempe en mikroorganisme etter at de har bundet seg til et antigen som passer til deres antigenreseptor.

REPETISJON

a Forklar begrepene antistoff, antigen og antigenreseptor. b Hvilke to hovedtyper av lymfocytter har vi? c Hvilke forskjeller er det på en plasmacelle og en B-hukommelsescelle? d Hvilke fordeler gir det oss at vi utvikler hukommelsesceller? e T-hjelpeceller og T-drepeceller har forskjellige oppgaver. Beskriv oppgavene til hver av dem. f Hva er apoptose? g Hvordan kontrolleres T-cellene slik at de ikke angriper kroppens egne celler?

Ǜ • Mennesket og mikrobene 151

FORDYPNING

Hvordan kan immunforsvaret lage så mange ulike antigenreseptorer? Hver av oss produserer utrolig mange (flere hundre milliarder) ulike B-celler og T-celler i løpet av livet. Vi har ikke like mange gener med informasjon for å bygge alle disse lymfocyttene med ulike antigenreseptorer. Hvordan klarer da kroppen og immunforsvaret å danne alle disse ulike cellene med ulike antigenreseptorer? I de fleste cellene i kroppen er den genetiske informasjonen den samme. I lymfocyttene derimot blir genene som danner antigenreseptorene, omorganisert, klippet fra hverandre og limt sammen igjen mens lymfocyttene modnes. Dermed blir sammensetningen av antigenreseptorene forskjellig i de forskjellige lymfocyttene.

Genene for antigenreseptorene som brukes av B- og T-cellene, inkluderer mange korte DNA-biter som likner på hverandre. Disse er oppskrifter på ulike proteindeler som settes tilfeldig sammen til ferdige antigenreseptorer, omtrent slik en bingoeller lottorekke settes tilfeldig sammen. Kombinasjonen av genbitene bestemmer hvordan antigenreseptoren blir. Dermed er bare noen få genbiter nok til å lage det utrolige mangfoldet vi har av lymfocytter med ulike antigenreseptorer.

5.5 Bekjempelse av bakterier og virus Hvordan kan immunforsvaret bekjempe bakterier? Bakterier som trenger inn i kroppen, vil først møte fagocytter, først og fremst makrofager og dendrittiske celler, som spiser bakterier ved fagocytose. Det skjer fordi fagocyttene har molekyler i overflaten som gjenkjenner og binder seg til strukturer som er felles for de fleste bakterier, og som våre egne celler ikke har. Denne responsen skjer raskt. Både antigener fra en bakterie og dendrittiske celler som har spist bakterien, vil gå inn i lymfeårene og fraktes til nærmeste lymfeknute. Her møter de dendrittiske cellene T-hjelpeceller som sjekker om de kjenner igjen antigenet på overﬂaten av den dendrittiske cellen. De T-cellene som gjenkjenner antigenet «sitt», vil bli stimulert til å dele seg og produsere signalstoffer som aktiverer andre immunceller. Forsvar mot bakterier: En dendrittisk celle tar opp en bakterie ved fagocytose, bryter ned antigenene i bakterien i biter og presenterer antigenet for T-hjelpecellen. T-hjelpecellen skiller ut stoffer som aktiverer B- og T-celler som har antigenreseptorer mot det samme antigenet. Det vil gi antistoffproduksjon, og det utvikles immunceller som reagerer på det fremmede antigenet. I lymfeknuten vil antigenreseptorene i B-cellenes cellemembran binde seg til antigener fra bakterien. Bare noen få B-celler har antigenreseptorer som gjenkjenner antigener som finnes på akkurat denne bakterietypen. Disse B-cellene vil ta opp antigenet ved endocytose og presentere det for T-hjelpeceller på samme måte som de dendrittiske cellene. T-hjelpeceller som allerede er blitt aktivert av de dendrittiske cellene, vil gjenkjenne det samme antigenet på nytt på disse B-cellene. Hver T-hjelpecelle skiller 152

T-hjelpecelle

dentrittisk celle

antigen bakterie

antigenpresenterende molekyl

T-drepecelle stoff (cytokiner) som øker immunresponsen

T-hukom melsescelle

B-hukommelsesceller plasmaceller

deretter ut signalstoffer som så virker på de antigenpresenterende B-cellene. Signalstoffene får B-cellene til å dele seg flere ganger. En del av disse B-cellene blir til plasmaceller, som lager mye antistoff mot bakterien. Det tar noen dager før denne responsen kommer ordentlig i gang. Antistoffene som blir lagd, binder seg til bakteriene og klumper mange bakterier sammen. Det hindrer bakteriene i å skade kroppens egne celler. Antistoffer fungerer også som en merkelapp som får fagocyttene til å spise bakteriene. Antistoffene kan også sette i gang en serie med kjemiske reaksjoner som gjør at bakterienes cellemembran blir ødelagt. Da dør bakteriene.

Forsvar mot bakterier: En dendrittisk celle tar opp en bakterie ved fagocytose, bryter ned antigenene i bakterien i biter og presenterer antigenet for T-hjelpecellen. T-hjelpecellen skiller ut stoffer som aktiverer B-og T-celler som har antigenreseptorer mot det samme antigenet. Det vil gi antistoffproduksjon, og det vil bli utviklet immunceller som alle vil reagere på det fremmede antigenet.

Hvordan kan immunforsvaret bekjempe virus? Når et virus kommer inn i kroppen, er det avhengig av å gå inn i cellene for å kunne formere seg. B-cellenes antistoffer kan gjenkjenne frie virus i blod og vevsvæsker. Antistoffene kan binde seg til viruset og hindre det i å infisere celler. Straks et virus har gått inn i og infisert en celle i kroppen, er det utilgjengelig for antistoffene. Virusinfiserte celler produserer flere virus. Det gjelder derfor å stoppe dette så fort som mulig. Den eneste sikre måten er å ofre de virusinfiserte cellene –rett og slett drepe dem. Virusinfiserte celler sender ut signalstoffer, interferoner, som gir beskjed til omgivelsene om at de er infisert. Da går makrofager og dendrittiske celler til aksjon. De fjerner infiserte celler og varsler det tilpassede immunforsvaret. I tillegg til T-hjelpeceller som hjelper B-celler med å lage antistoffer mot viruset, vil vi også få T-drepeceller som dreper virusinfiserte celler.

Ǜ • Mennesket og mikrobene 153

virus

en dendrittisk celle tar opp kroppscellen ved fagocytose

antigenpresenterende molekyl

virusets antigen

kroppscelle

kroppscellen sprekker

signalstoff

T-hjelpecelle

T-drepecelle

drepecellene deler seg og blir mange

+TWX[FW RTY [NWZX +FLTH^YYJW MJW JS IJSIWNYYNXP HJQQJ YFW࣢TUU [NWZX TL I IJ [NWZXNSKNXJWYJ HJQQJW [JI KFLTH^YTXJ TL࣢UWJXJSYJWJW [NWZX FSYNLJSJW XFRRJS RJI FSYNLJSUWJXJSYJWJSIJ RTQJP^QJW N T[JWKQFYJS T-hjelpecellen binder seg til et antigenpresenterende molekyl, og skiller ut signalstoffer. T-drepecellen binder seg til et antigenpresenterende molekyl, og blir stimulert til å dele seg av signalstoffene fra T-hjelpecellen.

infisert kroppscelle den infiserte kroppscellen brytes ned

virusets antigen virus

kroppscelle

antigenpresenterende molekyl

T-drepecelle

stoff som utløser programmert celledød

En kroppscelle blir infisert av et virus, og presenterer det for en T-drepecelle.T-drepecellen fester seg til et antigenpresenterende molekyl med virus-antigen på overflaten av den infiserte cellen. T-cellen skiller så ut stoffer som utløser celledød hos den infiserte cellen.

REPETISJON

a Bakterier som kommer inn i kroppen, kan være livstruende. Hvordan blir de møtt av immunforsvaret? b Forklar hvordan de dendrittiske cellene får varslet det tilpassede immunforsvaret om fremmede antigener. c Hvordan bekjemper B-celler og T-celler bakterier? d Hva skjer i immunforsvaret dersom et virus trenger inn i vevet?

154

FORDYPNING

Lymfesystemet Lymfesystemet er viktig for det tilpassede forsvaret vårt mot mikroorganismer. Lymfesystemet består av Q^RKJउWJW og organer med lymfevev, altså brissel, lymfeknuter og milt. I tillegg ligger det lymfevev under alle slimhinnene i kroppen. Brisselen ligger under brystbeinet, ved halsgropen. Lymfeknutene finnes blant annet på halsen, i nakken, under armene og i lysken. Lymfeknutene fungerer som filter i lymfeårene og kontrollerer innholdet i lymfen. Milten, som ligger på venstre side under ribbeina, fungerer som et filter i blodbanen og fjerner mikroorganismer, klumper av antistoffer og gamle røde blodceller. Rundt alle celler i vevet ligger det vevsvæske. Vevsvæsken dannes hovedsakelig ved at væske fra blodårene presses gjennom blodåreveggen og ut i vevet rundt. Noe av væsken suges tilbake i blodårene før blodet forlater vevet og returnerer til hjertet. Resten av væsken fraktes tilbake til blodbanen ved hjelp av lymfeårene. Denne væsken kaller vi lymfe.

Lymfevæske inneholder også lymfocytter. Lymfocytter kan passere fra blodet gjennom veggen i kapillærårene og ut i vevet og deretter gjennom veggen i lymfeårene og inn i lymfen. Også fagocytter i vevet kan passere over lymfeåreveggen og inn i lymfen. I lymfevevet finnes det store mengder immunceller, både fagocytter og lymfocytter. Alle immunresponser starter i lymfevevet, enten i lymfeknutene, i milten eller i lymfevevet under slimhinnene i tarmen eller lungene. Her kan B-celler, T-celler og antigenpresenterende celler finne hverandre og sette i gang en reaksjon. Når lymfevæsken når lymfeknutene, blir mikroorganismer og frie antigener plukket opp av dendrittiske celler som vil vise fram antigener. Det aktiverer lymfocyttene i det tilpassede immunforsvaret.

hjerte

lymfeknuter

arterie

lymfeåre

vene

brissel hvit blodcelle vevsvæske

kapillærårer milt

lymfe ut klaffer

DC DC

T DC

DC DC

lymfeårer

DC B

lymfe inn

T B

beinmarg

T-celle

B-celle

blodåre

DC dendrittisk celle

a) Lymfesystemet består av lymfeårer, lymfeknuter, lymfevev under slimhinnene og milt. I tillegg regnes brisselen med til lymfesystemet. b) Hvite blodceller (hovedsakelig lymfocytter) beveger seg mellom sirkulasjonssystemet, kroppsvevet og lymfesystemet. Lymfeårene starter i vevet og samler seg til store lymfekar som tømmer seg i store vener ved hjertet. c) I lymfeknutene møter antigenpresenterende celler, B- og T-celler, hverandre. Lymfeårene har klaffer slik at lymfen bare kan gå i én retning.

Ǜ • Mennesket og mikrobene 155

5.6 Vaksiner Immunforsvarets hukommelse for sykdom kan brukes til å forebygge sykdom ved hjelp av vaksiner. Når du får en vaksine, blir immunforsvaret stimulert til å danne antistoffer. Det dannes T-drepeceller og hukommelsesceller, både B- og T-hukommelsesceller, og du blir immun mot mikroorganismen. Dette kalles aktiv immunitet. Antistoffene finnes blant annet i blodet, nærmere bestemt i den delen av blodet som kalles serum. Serum er den klare, gulaktige væsken som flyter på toppen av koagulert (størknet) blod. Ved hjelp av serum er det mulig å overføre antistoffer fra en person med aktiv immunitet til en person som ikke er immun. Dermed blir denne personen beskyttet mot sykdommen så lenge de overførte antistoffene finnes i kroppen. Dette kalles passiv immunitet.

Aktiv immunitet vil si at du får en vaksine som stimulerer immunforsvaret til å danne antistoffer og hukommelsesceller, slik at du blir immun. Passiv immunitet vil si at en person som ikke er immun, får overført antistoffer fra en annen person med aktiv immunitet.

Hvordan virker en vaksine? Mange husker nok vaksinesprøytene som en helsesykepleier eller lege stakk i armen. Men hva er egentlig en vaksine? Og hvorfor hjelper den mot sykdom? En vaksine er som en «jukseinfeksjon» som forbereder immunforsvaret på at det kan komme en virkelig infeksjon på et senere tidspunkt.

Edvard Jenner (1749-1823) er kjent som den som oppfant vaksinen. Bildet viser Jenner som vaksinerer et lite barn med koppevaksine

156

Vaksinen inneholder informasjon om en mikroorganisme. Det kan være en svekket mikroorganisme, en drept mikroorganisme eller antigener fra en mikroorganisme. Hensikten med vaksinen er å få immunforsvaret til å lage B- og T-hukommelsesceller mot en sykdom kroppen ikke har hatt, men kan komme til å få. Når vaksinen kommer inn i kroppen, vil den bli behandlet på samme måte som når kroppen er infisert med den tilsvarende mikroorganismen. Antigenene blir tatt opp av fagocytter og fraktet til nærmeste lymfeknute. Her blir T-hjelpeceller og B-celler stimulert til å lage antistoffer og hukommelsesceller som kan gjenkjenne mikroorganismen. På den måten vil kroppen være forberedt, slik at vi ikke blir syke av bakterien eller viruset senere i livet. Vi sier at vi er blitt immune mot sykdommen.

mengde antistoff i blodet

Første gang du utsettes for et ukjent antigen, tar det tid før kroppen har lagd tilstrekkelig med antistoffer som passer til antigenet. Men neste gang kroppen møter dette antigenet, reagerer immunforsvaret raskt, for da kjenner hukommelsescellene igjen antigenet med en gang og begynner å produsere mer antistoffer mot det.

1 første møte med antigen

5 tid (uker)

1 andre møte med antigen

5 tid (uker)

Hvis du blir smittet av en mikroorganisme som du er immun mot, enten på grunn av vaksine eller fordi du har vært smittet av den tidligere, vil immunforsvaret bekjempe mikroorganismen så raskt at du sannsynligvis ikke merker noe. Det skjer fordi B- og T-hukommelsescellene raskt blir aktivert på nytt av mikroorganismen. B- og T-hukommelsescellene deler seg videre og bekjemper infeksjonen både ved å produsere mer og bedre antistoffer og ved å skille ut stoffer som aktiverer andre deler av immunforsvaret. Noen av B-hukommelsescellene deler seg og blir til plasmaceller som produserer store mengder antistoffer. Både B- og T-hukommelsescellene lever lenge i kroppen. I noen tilfeller kan beskyttelsen vaksinen gir, vare livet ut. I andre tilfeller må vaksinasjonen gjentas for at beskyttelsen skal opprettholdes.

Figuren viser eksempel på hvordsan en klassisk vaksine virker> a) sykdomsbakterie med antigener på overflaten

Antigenet fraktes til nærmeste lymfeknute. Produksjon av antistoff og B- og T-hukommelsesceller gir immunitet.

b) svekket versjon av samme bakterie

antigen lymfeknute vaksine med antigen

c) vaksine som lages av en svekket sykdomsbakterie eller av deler av sykdomsbakterien

Når man skal lage en vaksine, bruker man mikroorganismen som gir sykdommen, som utgangspunkt. Men mikroorganismen i vaksinen er svekket, død eller delt opp. Vaksinen inneholder antigener som bare finnes i den aktuelle bakteriearten eller virustypen. Dersom vaksinen inneholder en svekket mikroorganisme, vil den normalt ikke gi sykdom. Immunforsvaret vil likevel reagere på vaksinen og stimulere til dannelse av antistoffer og T- og B-hukommelsesceller som beskytter mot infeksjon med den tilsvarende mikroorganismen.

Ǜ • Mennesket og mikrobene 157

Under starten av koronapandemien i 2020 var ingen immune mot viruset. Det gjorde at viruset kunne spre seg over hele verden og gi alvorlig sykdom hos mange, særlig de eldste. Å få lagd en vaksine mot koronaviruset fikk derfor topp prioritet i mange land. Flere måter å lage vaksiner på ble tatt i bruk, inkludert vaksiner basert på arvestoff. Vaksinasjon er ikke fullstendig risikofritt. I noen sjeldne tilfeller oppstår uønskede bivirkninger, for eksempel allergiske reaksjoner. Allergi skyldes en overreaksjon fra immunforsvaret på stoffer vi normalt bør tåle. Også andre sjeldne reaksjoner kan forekomme. Dette bør ikke hindre oss i å bruke vaksiner, for uansett er risikoen ved vaksinasjon ekstremt mye lavere enn risikoen vi tar om vi skulle få selve sykdommen uten å være vaksinert. Alle mikroorganismene vi har vaksiner mot, kan gi svært alvorlig sykdom.

Flokkimmunitet Når de fleste i en befolkning er vaksinert mot en sykdom, blir det få personer igjen som smitten kan spre seg til. Dette beskytter også dem som ikke er vaksinert, blant annet barn som er for unge til å bli vaksinert, eller personer med sykdommer som gjør at de ikke kan få vaksine. Dette kalles flokkimmunitet. Flokkimmunitet er en viktig grunn til at vi ønsker å vaksinere så mange som mulig i befolkningen. Hvor mange som må være immune for at vi skal oppnå flokkimmunitet, avhenger av hvor stor risiko det er for at en person som er smittet, kan smitte andre som ikke er immune. Spredningen er avhengig av hvor smittsomt viruset er, hvor mange som er mottakelige for sykdommen, hvor lenge en som er smittet, er syk, og andre faktorer, for eksempel befolkningens atferd. Hvis vi ikke har vaksine mot sykdommen, kan vi påvirke smittsomheten av viruset ved å holde avstand til hverandre og være nøye med håndhygienen. Vi kan også påvirke smittsomheten av viruset ved å holde de som er smittet, vekk fra alle andre, og behandle sykdommen, slik at man blir fortest mulig frisk.

Barnevaksinasjonsprogrammet Nesten alle land i verden har et barnevaksinasjonsprogram. I Norge omfatter programmet elleve vaksiner mot mikroorganismer som gir alvorlig sykdom hos barn: rotavirus (diarésykdom), difteri, stivkrampe, kikhoste, poliomyelitt, hjernehinnebetennelse (Hib-infeksjon og pneumokokksykdom), leverbetennelse (HBV), kusma, røde hunder og meslinger. I tillegg får elever i 7. klasse tilbud om vaksine mot HPV (papillomavirus). Det er et virus som gir stor risiko for å utvikle enkelte kreftformer.

158

Vaksinasjon

Hver vaksine blir lagd og gitt som beskyttelse mot en bestemt infeksjonssykdom, for eksempel stivkrampevaksine mot stivkrampe. I praksis kombineres ofte flere vaksiner i én enkelt sprøyte, slik man gjør med vaksinen mot difteri, kikhoste og stivkrampe. En av barnesykdommene vi vaksinerer mot, er meslinger. Det er en virussykdom som gir utslett og luftveisinfeksjon hos barn. Noen barn kan også få alvorlig hjernebetennelse. Meslinger er en viktig dødsårsak blant barn i land der sykdommen er utbredt. Da meslingvaksinen ble innført på slutten av 1960-årene, falt barnedødeligheten betydelig mer enn bare reduksjonen i meslinger skulle tilsi. Ganske nylig oppdaget man at meslingvirus påvirker ikke bare luftveiene og huden. Viruset infiserer også hukommelses-B-celler og får disse cellene til å dø. Barn som får meslinger, vil derfor miste en del av den immunologiske hukommelsen mot andre infeksjoner og vaksiner barnet har hatt fram til da. Meslinginfeksjon fører derfor til økt sykelighet og flere infeksjoner i de første årene etterpå. Vi har også vaksiner mot andre sykdommer, som tuberkulose, leverbetennelse (hepatitt), tyfus, gul feber og hundegalskap (rabies). Det finnes dessuten vaksine mot enkelte influensatyper og mot noen av bakteriene som gir smittsom hjernehinnebetennelse. Vaksine mot smittsom hjernehinnebetennelse blir tilbudt alle ungdommer i alderen 16–19 år i forkant av russefeiringen og andre aktiviteter der mange ungdommer samles. Når du skal reise til områder med spesiell fare for smittsom sykdom, kan det være obligatorisk med bestemte vaksiner.

En vaksine består oftest av hele eller deler av en svekket eller drept mikrobe. Vaksiner kan lages på flere måter. Når vaksinen blir tilført kroppen, lager immunforsvaret antistoffer og hukommelsesceller mot en sykdom som kroppen ikke har hatt. Da unngår man å bli syk hvis kroppen blir infisert med den samme mikroorganismen senere i livet.

Ǜ • Mennesket og mikrobene 159

serum blod koagulert blod

Serum er det som er igjen når blodet har koagulert.

Passiv immunitet I forbindelse med en immunreaksjon vil serumet inneholde nye antistoffer mot antigener fra mikroorganismen som immunreaksjonen var rettet mot. Serum fra et immunt individ kalles antiserum. Antiserum med antistoffer fra individer som har vært syke av eller er vaksinert mot den samme mikroorganismen, kan brukes for å beskytte andre mot infeksjon med en bestemt mikroorganisme. På den måten kan man få passiv immunitet. Serumbehandling vil si at man sprøyter antiserum med antistoffer mot en bestemt mikroorganisme fra ett individ direkte inn i vevet eller blodet til et annet individ. Passiv immunitet etter overføring av antiserum varer i to–tre måneder eller kortere, det vil si like lang tid som det tar før antistoffene er brutt ned eller brukt opp i kroppen. Behandling med antiserum gir altså en rask, men kortvarig beskyttelse mot sykdommen det gjelder, i motsetning til den aktive og mer langvarige immuniteten som kroppens egen produksjon av antistoffer gir. Den aller første moderne behandlingen av en infeksjonssykdom fant sted i 1894. Da ble det brukt antiserum mot den dødelige barnesykdommen difteri. Antiserumet ble lagd ved at man først sprøytet litt difterigift inn i hester, som en vaksine. Når hestene hadde begynt å produsere antistoffer, kunne serumet fra blodet deres brukes for å behandle barn som allerede var blitt syke med difteri. Hester ble valgt fordi de er så store at det var mulig å tappe mye blod og få mye antiserum fra dem på én gang. Først etter den første verdenskrigen begynte legene å forebygge difteri ved å vaksinere barn med difterigift som først var gjort inaktiv. Difteriantiserum var den eneste virksomme behandlingen mot difteri før antibiotika kom, etter den andre verdenskrigen, i første omgang med penicillin. Antiserum vil fortsatt være en aktuell behandling for alvorlige infeksjoner der vi mangler vaksiner, og der antibiotika ikke virker. Slik behandling ble forsøkt mot covid-19. Antiserum kan også brukes mot giftstoffer, for eksempel slange- eller insektgift. Da lages antiserum ved at giften sprøytes inn i et dyr, som begynner å produsere antistoffer mot den. Giftantiserum kan brukes til å behandle personer som har blitt bitt eller stukket. Antiserum blir også brukt mot visse bakteriegifter, for eksempel ved stivkrampe (tetanus).

Serum med antistoffer gis til pasienter som trenger behandling raskt. En type serum kan inneholde antistoffer mot en bestemt mikroorganisme, mens en annen inneholder antistoffer mot f.eks. hoggormgift.

160

REPETISJON

a Forklar hva vi mener med aktiv og passiv immunitet. b Hvordan virker en vaksine? c Hvordan lages som regel vaksiner? d De fleste i Norge har vært gjennom et barnevaksinasjonsprogram. Hva går det ut på, og hvorfor har vi et slikt program? e Gi to eksempler på bruk av antistoffer.

5.7 Antibiotika Alvorlige bakterieinfeksjoner bør behandles med antibiotika. Antibiotika er navnet på en gruppe organiske forbindelser som opprinnelig ble produsert av for eksempel sopparter. Sopparten Penicillium chrysogenum, som blir brukt til å lage penicillin, ble oppdaget i 1928 av den skotske vitenskapsmannen Alexander Fleming (1881–1955). Fra slutten av 1940-årene ble antibiotika alminnelig brukt som medisin. I 1950 ble antibiotika til og med tilsatt i leppestift, og i reklamen stod det at antibiotika garanterte «sikker og smittefri kyssing»! Antibiotika har ulik virkning på forskjellige bakterier. Noen sorter antibiotika gjør at bakterien ikke klarer å kopiere DNA-et sitt når den skal dele seg, eller de blokkerer bakterienes ribosomer og forhindrer dermed produksjon av nye proteiner. Andre sorter, for eksempel penicillin, gjør at bakterien ikke klarer å lage cellevegg når den skal dele seg i to. Noen sorter antibiotika dreper noen få bakteriearter, andre dreper mange arter. Den første typen sier vi er smalspektret, den andre er bredspektret. Hvis du blir syk og trenger antibiotika, vil legen som regel gi deg en resept på smalspektret antibiotika. Kun hvis dette ikke virker på bakteriene som gjør deg syk, setter man i gang behandling med mer bredspektret antibiotika. Dette gjøres fordi smalspektret behandling er mindre skadelig for nyttige eller ufarlige bakterier, for eksempel i tarmfloraen. Bredspektret behandling virker mot flere bakteriearter og brukes når legen er usikker på hvilken bakterie som har forårsaket sykdommen. For mye bruk av bredspektrede antibiotika kan øke faren for at bakteriearter utvikler resistens. I 1950-årene trodde legene at alle infeksjonssykdommer ville være utryddet i løpet av noen tiår. Optimismen skyldtes utviklingen av ulike typer antibiotika. Tenk så feil de tok! Selv om vi nå kan lage store mengder kunstig framstilte antibiotika som virker på svært mange bakteriearter, er infeksjonssykdommer som skyldes bakterier fortsatt vanlig. Bakterier som er følsomme for de vanlige antibiotikaene, er etter hvert blitt erstattet av

Skål med bakterier. De hvite, runde lappene inneholder ulike typer antibiotika. Jo tettere opptil den hvite lappen bakterien gror, desto mer resistent er den. Antibiotikumet på lappen oppe til venstre er mest effektivt mot bakteriene. Antibiotikumet på lappen nede til venstre har minst effekt på denne arten bakterier.

Ǜ • Mennesket og mikrobene 161

bakterier som er resistente mot dem. Hittil har løsningen vært å bruke mer bredspektrede antibiotika. Men hva gjør vi når heller ikke det virker? I dag finnes det flere bakteriestammer som er resistente (motstandsdyktige) mot flere ulike typer antibiotika. Vi sier at de er multiresistente. Særlig på sykehus, hvor det brukes mye antibiotika, er multiresistente bakterier et problem. Men det er også et høyt forbruk av antibiotika generelt i befolkningen. Årsakene til sykehusinfeksjoner er sammensatte. Høyt forbruk av antibiotika er én av årsakene. Bakterier tar opp nytt plasmid-DNA som inneholder gener som gjør at bakterien overlever i et miljø med antibiotika. På sykehusene kommer mange mennesker i kontakt med hverandre, smitte kan lett bli overført, og mange pasienter har et svekket immunforsvar. I Norge er det satt i gang tiltak og retningslinjer for å redusere unødvendig antibiotikabruk.

Dyrefôr blir tilsatt store mengder antibiotika for at dyrene skal holde seg friske. Friske dyr utnytter dyrefôret bedre, og vokser ca. to–tre prosent raskere. Forbruket er størst N࣢0NSF :8& TL 'WFXNQ

Det er et stort problem at det blir tilsatt antibiotika i fôret til dyr vi spiser kjøttet fra, som kyr, gris, høns og oppdrettsfisk. Antibiotika tilsettes i dyrefôr for å hindre sykdom hos dyrene og øke kjøttproduksjonen. Det øker også risikoen for at dyrene utvikler antibiotikaresistente bakterier, som igjen kan spre seg til oss gjennom maten vi spiser (for eksempel ost, kjøtt, sjømat og egg). De antibiotikaresistente bakteriene er ofte resistente mot flere typer antibiotika, og de kan bli en del av bakteriefloraen i tarmen. De gjør oss ikke nødvendigvis syke, men øker faren for at slike bakterier skal spre seg, eller at de skal dele antibiotikaresistensgenene med andre bakterier som fører til sykdom.

En gruppe organiske forbindelser, antibiotika, blir brukt til å drepe bakterier. Bakterier kan utvikle resistens, motstandsdyktighet. Da virker ikke antibiotika.

Bakterieinfeksjon eller virusinfeksjon? Er du syk, men vet ikke om det kommer av en bakterieinfeksjon eller et virus? Hvis du har vært syk en stund, er det tryggest å gå til legen for å få tatt en blodprøve. Uten en blodprøve er det ofte vanskelig å skille virusinfeksjoner fra bakterieinfeksjoner. Legen tar da en såkalt CRP-test av blodet. Testen går under det folkelige navnet «hurtigsenkning». Etter et lite stikk i fingeren blir det tatt ut en bloddråpe. Hvis du har en bakterieinfeksjon, vil bloddråpen inneholde en stor mengde av et spesielt protein. Proteinet kalles C-reaktivt protein (CRP), og testen har altså navnet sitt fra dette proteinet. C-reaktivt protein er en del av det medfødte immunforsvaret og lages i leveren. Produksjonen øker ved en bakterieinfeksjon. Proteinet brukes derfor til diagnostikk ved infeksjoner. CRP-mengden øker mer ved bakterieinfeksjoner enn ved virusinfeksjoner og kan derfor 162

FORDYPNING

Bakteriofagterapi Fordi stadig flere sykdomsframkallende bakterier blir resistente mot antibiotika, har vi behov for å kunne bekjempe bakterier med andre metoder. Bakteriofager er virus som angriper bakterier. De ble først beskrevet av den engelske bakteriologen Fredrick Twort i 1915. Det er estimert at det finnes over 1031 bakteriofagpartikler på jorda. Virus som angriper bakterier, kan være svært spesifikke og målrettede. Virusene er harmløse for mennesker og også for bakterier som er nyttige i kroppen vår. I 1917 oppdaget den franskkanadiske mikrobiologen Félix d’Hérelle at bakteriofager kan benyttes til å behandle bakterieinfeksjoner. Behandlingen kalles bakteriofagterapi. Bakteriofagterapi sparer pasientene for vanlige bivirkninger som oppstår ved antibiotikabehandling, som magesmerter og løs mage, som skyldes at antibiotika dreper bakteriefloraen i tarmen.

Fordi virus kan mutere raskere enn bakterier, er det mindre sannsynlig at bakterier utvikler resistens mot bakteriofager. Det som skjer når viruset angriper den sykdomsframkallende bakterien, er at viruset overtar kontrollen over bakterien og produserer svært mange nye bakteriofager. Deretter sprenges bakteriecellen, slik at den dør, og nye bakteriofager slippes ut. Denne formeringsmåten hos virus kaller vi lytisk vekst. De nye virusene vil deretter infisere nye bakterier helt til det ikke er flere sykdomsframkallende bakterier igjen. Det kan imidlertid være utfordrende å finne et virus som passer til den spesifikke sykdomsframkallende bakterien, og som er i stand til å angripe den. Derfor benyttes gjerne blandinger av virus. Fordi sovjetiske forskere ikke fikk vite om framgang i vestlige land innenfor antibiotikaproduksjon i 1940-årene, bygde de i stedet opp en vellykket bak-

teriofagterapi. I dag er fagterapisenteret i Tbilisi i Georgia verdensledende på området. Bakteriofager brukes i dag til å behandle bakterieinfeksjoner i østlige deler av Europa og Georgia. På grunn av den økende antibiotikaresistensen i verden er bakteriofagterapi mer aktuelt enn noen gang. Vestlige land, som Frankrike, Belgia og USA, bruker bakteriofagterapi. Bakteriofager benyttes blant annet for å ta livet av enkelte bakterier som gir matforgiftning (blant annet E. coli og Listeria-bakterien), og i den senere tid mot multiresistente bakterier. Ulempen med bakteriofagterapi er at det kreves en sikker bestemmelse av den sykdomsframkallende bakterien for å kunne velge rett virus. Ved alvorlige infeksjoner har man gjerne liten tid til å undersøke nøyaktig hvilken bakterieart det dreier seg om.

brukes til å skille mellom disse to typene av infeksjoner. Skyldes infeksjonen bakterier, kan CRP-mengden øke til over 100 mg/l. Ved virusinfeksjoner ligger den oftest under 50 mg/l. Bakterieinfeksjoner som immunforsvaret ikke selv klarer å ta knekken på, bør behandles med antibiotika. Antibiotika dreper ikke virus.

REPETISJON

a Hva slags forholdsregler bør du ta for å unngå bakteriesmitte? b Hva er smalspektret og bredspektrede antibiotika? c Hva betyr det at noen bakterier blir resistente? Hva kan være årsakene til at bakterier blir resistente?

Ved hjelp av en liten blodprøve fra fingeren kan legen ofte avgjøre om du har en bakterieeller virusinfeksjon.

d Hva slags test kan avgjøre om infeksjonen skyldes bakterier eller virus? e Hvorfor blir antibiotika i noen land gitt til husdyrene?

Ǜ • Mennesket og mikrobene 163

Zoonoser Hva er zoonoser? Sykdommer som smitter fra dyr til mennesker eller fra mennesker til dyr, kaller vi zoonoser. Ordet stammer fra gresk zoo, dyr, og nosos, sykdom. Smitten som gir sykdom, kan være virus, bakterier, sopper, protister og prioner, men den kan også være flercellede dyr, som innvollsmark av forskjellige slag. En del zoonoser gir ikke syke dyr, men mennesker som har vært i kontakt med dyrene, kan bli syke og N࣢STJS YNQKJQQJW I ;JI _TTSTXJW GQNW vertsdyrene oftest ikke syke. Overføring av slik smitte kan skje ved direkte kontakt mellom dyr og menneske, kontakt med avføring eller forurenset vann eller urenslig matproduksjon. Også planter kan overføre zoonoser dersom de er gjødslet med husdyrmøkk. Indirekte smitte kan skje via for eksempel malariamygg som har den parasittiske protisten Plasmodium, eller flått som overfører bakterien Borrelia burgdorferi til det individet som blir stukket eller bitt. Flått kan overføre et titalls virus- og bakterietyper til ulike dyr og mennesker. I Norge overfører flått bare borreliose og en spesiell virusencefalitt med TBE-virus.

Zoonoser fra virus Virus kan overføres med insekter og KTWउWXFPJ _TTSTXJW ;NWZX WJLSJX KTW उ࣢[ WJ IJS XY WXYJ YWZXXJQJS N forbindelse med kommende pandemier. Alle virus har et ganske lite arvestoff som lett muterer. De overfører sitt arvestoff til cellene hos dyr, som gris, flaggermus og fugl, og

164

formerer seg der. De aller fleste virus LउW NPPJ NSS N )3& JY N࣢HJQQJPOJWSJS men gjennomfører sin replikasjon i cytoplasma. Hiv og koronaviruset danner unntak. Koronaviruset førte i 2020 til en verdensomspennende pandemi med mange syke og døde. Også tre andre zoonose-pandemier regnes blant de alvorligste infeksjonssykdommene som har rammet verdens befolkning etter den andre verdenskrigen: asiasyken i 1957, hongkongsyken i 1968 og svineinfluensaen i 2009. Det spesielle med svineinfluensaen var at den særlig rammet barn og unge hardt. Det er anslått at mellom hundre tusen og fire hundre tusen mennesker døde.

Rabies-virus

Hvor oppstår zoonoser? Mange av de pandemiske zoonosene starter i Asia. Det er det flere årsaker til. Mange mennesker lever tett sammen og kan overføre smitte, menneskene lever tettere på dyr enn f.eks. i Europa, og på matmarkeder selges mange forskjellige, levende dyr. Dyrene blir solgt som menneskemat. Flaggermus er ofte kilden til zoonoser. Både tilsynelatende friske flaggermus og andre dyr, særlig ulike gnagerarter, har mange virus som lar seg overføre til mennesker. Det nyeste eksempelet på et virus som kan bli en zoonose, er spredningen av afrikansk svinepest til deler av Europa og Asia på grunn av handel med svin og svinekjøtt. Svinepest har blitt spredt til villsvin i Tyskland. Danmark arbeider forebyggende for उ࣢MNSIWJ [NQQX[NSJSJ उ PTRRJ NSS

SARS-CoV-2

i landet, bl.a. har de bygd gjerder på grensen mot Tyskland. Både i Norge og andre land har spesielt sykdomsfremkallende varianter av tarmbakterien E. coli blitt overført fra dyr til mennesker på grunn av kontakt med dyr og dyreavføring, og urenslighet og manglende oppvarming av kjøttprodukter i produksjonsprosessen. I Norge har vi eksempler fra de siste tiårene på at giftproduserende bakterier har blitt overført fra dyr til mennesker og forårsaket dødsfall.

TEMA

HAMBURGERBAKTERIEN Et tilfelle av smitte fra dyr til mennesker fant sted i 1982 da en variant av E. coli, også kalt «hamburgerbakterien», ble oppdaget. Siden 1982 har rundt syttifem tusen amerikanere hvert år blitt syke av denne bakterien, og ca. ett hundre har dødd. )JSSJ GFPYJWNJS JW XUJXNJQY KFWQNL KTW XRउ GFWS TL JQIWJ UJWXTSJW .࣢ GQJ RFSLJ hundre mennesker syke etter å ha besøkt et bygdemarked utenfor New York. Årsaken var at de hadde vært i kontakt med husdyrmøkk som lå på bakken. To døde, fjorten fikk nyreskader, og flere hundre fikk blodig diaré.

INNVOLSMARK Innvollsmark, for eksempel bendelmark og barnemark er ca. YN࣢RR QFSL TL QJ[JW N Y^SSYFWRJS Mennesket er barnemarkens eneste vert, og én person kan ha flere hundre marker i tarmen. Smitten kan skje fra person til person. Det finnes gode, reseptfrie midler som kan fjerne marken. En annen og mer alvorlig innvollsmark er guineamarken, Dranunculus medinensis. Den finnes i noen få land i Asia, Afrika og Sør-Amerika, men er nesten utryddet. Marken kan komme inn i menneskets tarm gjennom drikkevannet. Markens larver infiserer et krepsdyr i drikkevannet. Når krepsdyret med larven har kommet inn i en menneskekropp, graver larven seg ut av krepsdyret og inn gjennom tarmveggen til RJSSJXPJY ;NIJWJ GJ[JLJW IJS seg ut til underhuden, der den utvikler seg til en voksen guineamark. Imens spiser den muskulatur og kan bli mellom åtti og hundre centimeter lang.

TOXOPLASMOSE Toxoplasmose skyldes en encellet parasitt, en protist, som kan smitte fra katt til sau og menneske. De fleste mennesker får bare forkjølelsesliknende symptomer, men Toxoplasma gondii kan hos en gravid kvinne overføres til fosteret. Parasitten kan forårsake abort, fosterdød eller gi forskjellige former for alvorlige hjerneskader hos barnet.

PRIONER Prioner er ikke levende. Prioner er proteinstrukturer som kan komme inn i kroppen via kjøtt. De kan endre form i hjernen og bli til nåleliknende spisser som stikker hull på hjernecellene slik at innholdet lekker ut. De forårsaket kugalskap i Storbritannia i midten av 1980-årene og er også funnet i Norge. Creutzfeldt-Jakobs sykdom er en menneskelig variant av kugalskap, og den antas å kunne smitte fra storfe til mennesker. Skrapesyke er også en prionsykdom. Den finnes hos sau og geit. En variant av skrapesyke, skrantesyke, er funnet hos reinsdyr, men den er ikke påvist overført til mennesker. I motsetning til i 1980-årene er forskere nå ikke sikre på smitteveiene for prionsykdommene. Antallet tilfeller av sykdom knyttet til prioner er gått ned de siste tjue årene.

RABIES Rabies, noen ganger kalt «den farligste av alle zoonoser», skyldes et virus som angriper nervesystemet hos dyr og menneske. Smitte fra dyr til menneske skjer dersom et menneske blir bitt av hund, rev eller flaggermus. Disse dyrene har rabiesvirus i spyttet. Rabies kalles også «hundegalskap» fordi de smittede dyrene blir aggressive. I Norge er rabies påvist hos fjellrev, reinsdyr og ringsel på Svalbard i 1980, 2011 og 2018. WHO regner med at det på verdensbasis dør seksti tusen mennesker av rabies hvert år.

455,&;*7

Jobb sammen i grupper på to til tre elever. Velg en zoonose og finn ut mer om denne sykdommen: • Skyldes den virus, bakterier, prioner eller innvollsmarker? • Regner vi den som begrenset infeksjonssykdom, en epidemi eller en pandemi? • Hvordan smitter sykdommen? Forklar smitteveien inn i et menneske og hvordan den utvikler seg i en menneskekropp. • Hvor er sykdommen mest utbredd? • Kan sykdommen behandles med medisiner? Finnes det vaksine, eller er vaksine under utvikling? • Lag et lite foredrag og hold det for resten av gruppen.

Ǜ • Mennesket og mikrobene 165

SAMMENDRAG

O Vi omgir oss med et stort antall mikroorganismer, også kalt mikrober.

De er bakterier, virus, sopp og parasitter. Noen mikroorganismer er harmløse, andre er nyttige, og noen er sykdomsframkallende. O Bakterier smitter på forskjellige måter: gjennom luft (dråpe- og støvsmitte), gjennom

kontakt med smittebærere (mennesker eller dyr) og gjennom vann og mat. O Virus er ikke celler. De er partikler med ulike typer kappe og med arvestoff inni. Arvestoffet

er enten DNA eller RNA. Virus formerer seg inne i andre celler ved å hente byggesteiner til nye virus fra vertscellen. Eksempler på virus som kan gi sykdom hos mennesker, er influensavirus, herpesvirus, hivvirus og koronavirus. O Opp gjennom historien har det med jevne mellomrom oppstått epidemier og pandemier.

Ofte er årsaken til infeksjon virus eller bakterier som har spredd seg til mennesker fra andre arter. R-tallet forteller hvor mange mennesker én syk person kan smitte. O Immunforsvaret beskytter kroppen mot infeksjoner. Immunforsvaret skal bekjempe

mikroorganismer. Immunforsvaret skal skille egne celler fra fremmede, og det skal huske fremmede celler. O Immunforsvaret deles i medfødt og tilpasset immunforsvar. Immunforsvaret bruker både

spesialiserte immunceller og spesialiserte stoffer for å stanse, bryte ned og fjerne mikroorganismene. O Hvite blodceller blir hele tiden fornyet ved at stamceller i beinmargen deler seg.

Alle hvite blodceller er immunceller. De viktigste er fagocytter og lymfocytter (B- og T-celler). O Det medfødte ytre forsvaret består av tett, tørr hud som skiller ut talg, og slimhinner som

skiller ut slim, magesyre og andre stoffer som virker på mikroorganismene. O Det medfødte forsvaret virker raskt og angriper mikroorganismene som kommer inn i

kroppen. Dette forsvaret omfatter både bestemte hvite blodceller (fagocytter) og proteiner. Fagocyttene fjerner mikroorganismer ved fagocytose, cellespising. O Betennelse er kroppens reaksjon på skade og en viktig del av det medfødte indre forsvaret.

Når et område i kroppen blir skadet eller infisert av mikroorganismer, vil stoffer fra cellene i det skadede vevet sette i gang en betennelsesreaksjon, som blant annet inkluderer at fagocytter strømmer til skadestedet. Det begrenser skaden og hindrer mikroorganismer i å spre seg. O Det tilpassede immunforsvaret består av B-celler og T-celler. De kan reagere på

166

mikroorganismer og virusinfiserte celler. Hvis mikroorganismen er ny for kroppen, vil det ta flere døgn før det tilpassede forsvaret virker for fullt. Hvis vi har vært infisert av RNPWTTWLFSNXRJS YNIQNLJWJ JQQJW࣢M[NX [N JW [FPXNSJWYJ RTY RNPWTTWLFSNXRJS [NQ IJY tilpassede immunforsvaret være forberedt og fjerne mikroorganismen raskt, som oftest uten at vi merker noe.

SAMMENDRAG

O Antigener er molekyler som får B-celler til å skille ut antistoffer, og som T-celler også

reagerer på. Antistoffer skilles ut av en bestemt type B-celler og flyter fritt i vevet og blodet. Andre B-celler har antigenreseptorer i overflaten. En B-celles antigenreseptor er identisk med det tilsvarende frie antistoffet. T-cellers antigenreseptor sitter alltid fast i cellemembranen. O Hvilende, nye B-celler som stimuleres av antigenet som passer til antigenreseptoren

deres, kan dele seg og utvikle seg videre til enten plasmaceller eller hukommelsesceller. Plasmaceller skiller ut store mengder antistoffer, men kan ikke stimuleres på nytt. Hukommelsescellene har antigenreseptorene festet i overflaten og kan stimuleres til å dele seg og utvikle seg på nytt. Begge celletypene er viktige for immuniteten. O T-celler kan ikke gjenkjenne et antigen direkte. De kan heller ikke binde seg til frie

antigener. Det fremmede antigenet må først brytes ned til biter inni cellene. Bitene fraktes ut til celleoverflaten bundet til spesielle typer molekyler som viser fram antigener på celleoverflaten. O Lymfocytter, det vil si B- og T-celler, kan lage antigenreseptorer mot alle tenkelige

antigener, inkludert de som lages av kroppens egne celler. Lymfocytter som kan reagere på kroppens egne antigener, blir derfor fjernet eller holdt under nøye kontroll. Lymfocytter vil bare dele seg og bli stimulert til å bekjempe en mikroorganisme etter at de har bundet seg til et antigen som passer til deres antigenreseptor. O Bakterier som trenger inn i kroppen, blir raskt spist ved fagocytose. Både fagocytter og

B-celler med riktig antigenreseptor kan presentere det fremmede antigenet bundet til et antigenpresenterende molekyl på celleoverflaten. Det vil først gjøre at T-hjelpeceller blir aktivert. De skiller ut signalstoffer som igjen aktiverer andre immunceller, og immunresponsen starter for fullt. O Aktiv immunitet vil si at du får en vaksine som stimulerer immunforsvaret til å danne

antistoffer og hukommelsesceller, slik at du blir immun. Passiv immunitet vil si at en person som ikke er immun, får overført antistoffer fra en annen person med aktiv immunitet. O En vaksine består oftest av hele eller deler av en svekket eller drept mikrobe. Vaksiner

kan lages på flere måter. Når vaksinen blir tilført kroppen, lager immunforsvaret antistoffer og hukommelsesceller mot en sykdom som kroppen ikke har hatt. Da unngår man å bli syk hvis kroppen blir infisert med den samme mikroorganismen senere i livet. O Serum med antistoffer gis til pasienter som trenger behandling raskt. En type serum kan

inneholde antistoffer mot en bestemt mikroorganisme, mens en annen inneholder antistoffer mot f.eks. hoggormgift. O En gruppe organiske forbindelser, antibiotika, blir brukt til å drepe bakterier. Bakterier kan

utvikle resistens, motstandsdyktighet. Da virker ikke antibiotika. Ǜ • Mennesket og mikrobene 167

OPPGAVER

5.1

5.2

Kroppen vår er dekket av mikroorganismer, både utenpå og inni. a) Finn ut hvorfor denne bakteriefloraen er nødvendig, og hvordan den kan beskytte oss mot skadelige mikroorganismer. b) Innvollsmark kan smitte fra vann og mat. Finn ut mer om barnemark, bendelmark og guineamark. Det medfødte immunforsvaret er ganske likt hos alle mennesker, mens det tilpassede immunforsvaret er formet av livet vårt og miljøet rundt oss. Forklar dette.

5.3

Les om cellemembranen i kapittel 4, og forklar hvordan fagocyttene finner fremmede ‫ݟ‬ikroorganismer. Gå sammen i grupper på tre–fire og lag en oversikt over infeksjonssykdommene dere kjenner til. Finn informasjon om smittevei, behandling, sykdomsforløp og sannsynligheten for å bli frisk av disse sykdommene.

5.4

I mange land blir det tilsatt klor i drikkevannet. Mengden varierer, og i Sør-Europa blir det tilsatt mer klor enn i Norge. a) Hvorfor tilsetter man klor i drikkevannet? b) Kan vi drikke vannet når det er tilsatt klor? Finn ut hvilke følger lite eller mye klor i drikkevannet kan ha for tarmfloraen.

5.8

Forklar hvordan en lytisk vekst foregår når en bakteriofag angriper en bakterie.

5.9

Forklare hvordan og hvorfor fagocyttene spiser gamle og døde kroppsceller, virusinfiserte celler og mikroorganismer ved endocytose, og hvilke organeller som hjelper til å fordøye fremmede mikroorganismer. Lag en enkel tegning.

5.10 a) Forklar hvordan det medfødte ytre og indre og det tilpassede immunsystemet bidrar ved betennelse. b) Hvis du får en betennelse, kan du få feber. Finn ut hvorfor febernedsettende medisiner kan ha både en positiv og en negativ effekt. c) En betennelse kan skyldes ulike mikroorganismer. Hvilken type mikroorganismer kan gjøre at det blir nødvendig å gi antibiotika?

5.11 Lag en oversikt der du sammenlikner B-celler

5.5

168

a) Finn ut mer om Semmelweis. b) Diskuter hvordan hygienen praktiseres på et sykehus for å unngå smitte. c) Vi kjenner til flere mikrober som kan gi sykehusinfeksjoner, for eksempel gule stafylokokker. Finn ut mer om disse.

5.6

Diskuter i gruppen: Hva er status for koronaviruset SARS-CoV-2?

5.7

Finn ut mer om hva kyssesyke, mononukleose, er. Gjør en undersøkelse blant elevene i klassen/gruppen og finn ut hvor mange som har hatt mononukleose, hvilke symptomer mononukleose gir, og hvilken behandling som blir gitt ved denne sykdommen. Hvorfor heter sykdommen mononukleose?

og T-celler. Oppsummer i gruppen.

5.12 En del mennesker har autoimmune sykdommer. Da angriper kroppens immunforsvar feilaktig egne celler. Andre kan ha immunsviktsykdommer. Det er en gruppe genetiske sykdommer der immunforsvarets celler ikke fungerer normalt. Finn minst ett eksempel på disse to sykdomsgruppene.

5.13 Forklar begrepene antistoff, antigen og antigenreseptor. Lag skisser når du forklarer.

5.14 a) Forklar hva som skjer fra en bakterie har kommet inn i kroppen til den er fjernet igjen. b) Forklar hva som skjer neste gang vi smittes av den samme bakterien.

5.15 a) Hvordan klarer immunforsvaret å bli kvitt virus? b) Klarer kroppen alltid å kvitte seg med virus, eller finnes det virus som blir værende i kroppen resten av livet? Finn ut mer om dette.

OPPGAVER

5.16 Lag en oversikt over kommunikasjonen mellom det medfødte og det tilpassede immunforsvaret.

5.17 Hvorfor må lymfesystemet og sirkulasjonssystemet være koplet sammen?

5.18 Hvordan fungerer en vaksine? Noen av vaksinene mot koronaviruset har en beskyttelse på åtti til nitti prosent. Forklar hva det betyr, og hva som kan bli konsekvensen for de ti til tjue prosentene som ikke oppnår beskyttelse.

5.19 a) De siste årene har det vært flere utbrudd av meslinger i verden. Finn ut mer om denne sykdommen og hvorfor den nå dukker opp igjen. b) Søk på begrepet flokkimmunitet, og forklar hvordan vaksinasjon virker forebyggende, spesielt i store og tette populasjoner av mennesker. Diskuter i gruppen hvilken betydning det kan ha for deg selv og andre om du er vaksinert ikke.

5.20 Bakteriofagterapi er en behandlingsform som er på forskningsstadiet. Målet er å benytte andre hjelpemidler enn antibiotika mot sykdomsframkallende bakterier. Finn ut mer om bakteriofagterapi og for hvilke infeksjoner denne behandlingsformen er mest aktuell.

5.21 a) Hva står WHO og FHI for? b) Lag en statistisk oversikt som viser utviklingen av covid-19. Vis antall tilfeller fra tidlig på året i 2020. c) En annen og svært dødelig pandemi var spanskesyken. Den smittet i perioden januar 1918 til desember 1920. Av jordas befolkning på to milliarder ble en fjerdedel smittet, altså fem hundre millioner. Antall døde var muligens oppe i hundre millioner. Finn ut mer om hvordan spanskesyken rammet befolkningen i Norge.

Ǜ • Mennesket og mikrobene 169

ØVELSER

'FPYJWNJW ‫ܪ‬SSJX T[JWFQY UTSTYR Petriskåler med næringsagar Teip

Teori og hensikt Overalt finnes det bakterier. Dersom de får næring, vil de formere seg ved celledeling og etter kort tid danne en synlig bakteriekoloni. Ulike bakterier trives på ulike typer næring. Derfor kan vi dyrke bakterier av forskjellige slag ved å gi dem næringen de trenger. I dette forsøket skal vi undersøke forskjellige overflater og se om vi kan finne og formere opp bakterier fra disse overflatene. De forskjellige bakterieartene danner kolonier som er ulike i farge og fasong, og det gjør at vi kan holde dem fra hverandre. Framgangsmåte • Agar er en gelé som inneholder næring. Den egner seg derfor til å la bakterier formere seg på. Agarskåler med næring for bakterier kan du lage selv, læreren kan lage dem til, eller de kan kjøpes ferdige hos læremiddelforhandlere, hos næringsmiddelkontrollen eller gjennom et sykehus.

Bakterier kan du samle ved å klemme en teipbit mot en overflate. Teipen på rullen er steril.

• Når du etter noen dager eller én til to uker skal se på skålene, bør du ikke åpne dem. Husk at dere dyrker store mengder bakterier som ikke skal spres. Det skal heller ikke komme til nye bakterier. Det vil ødelegge forsøket.

• Se nøye på bakteriene og tell hvor mange kolonier det er. Ulike arter varierer i størrelse, fasong, farge og lukt på koloniene. Når gruppen skal vise fram resultatet sitt til de andre gruppene, kan skålene gjerne legges på lysarkmaskinen og vises på veggskjermen.

• Etter at dere har betraktet bakteriene, kan læreren drepe dem ved å tilsette en liten mengde ࣢ PQTWNS JQQJW XUWNY N M[JW XPउQ

• Det er viktig at lokket ligger godt på agarskålene før de skal brukes. Hvis ikke kan det komme til bakterier før forsøket begynner.

• ;JQL XJQ[ M[NQPJ T[JW‫ܫ‬FYJW IZ [NQ ZSIJWX PJ Dersom du samler bakterier fra gjenstander, lar du gjenstanden være i kontakt med agaren, eller du kan bruke teip til å samle opp bakterier med KWF IJ KTWXPOJQQNLJ T[JW‫ܫ‬FYJSJ -ZXP उ XJYYJ QTPkene raskt på igjen. Husk også å merke skålene. Det lønner seg å skrive på sidekanten, fordi det kan være vanskelig å se koloniene hvis du har skrevet mye på over- eller undersiden av skåla. Lukk skålene med en liten teipbit. La skålene stå opp ned mens bakteriene blir dyrket, for da tørker ikke agaren ut.

170

Noen forslag til prøver du kan ta: • [FXPJIJ TL Z[FXPJIJ ‫ܪ‬SLWJW

• • • •

lepper hos en frisk og en forkjølet person dørhåndtak til forskjellige rom penger luften i forskjellige rom eller på forskjellige steder

• planter og smådyr, du kan for eksempel la en MZX‫ܫ‬ZJ XUFXJWJ Uउ FLFWJS STJS XJPZSIJW

Konklusjon og feilkilder Husk å formulere en konklusjon til slutt, og tenk etter om det kan finnes feilkilder.

ØVELSER

Ø 5.2 Bakteriedyrking og antibiotika UTSTYR Antibiotika Petriskåler med næringsagar Podenål eller glass-stav

Teori og hensikt Hos læremiddelforhandlere kan vi få kjøpt papirtabletter som er innsatt med ulike typer antibiotika. .࣢IJYYJ KTWX PJY XPFQ IZ YF GFPYJWNJUW [JW KWF KTWskjellige steder, rendyrke enkeltartene og så undersøke hvordan de reagerer på ulike typer antibiotika. Penicillin er et mye brukt antibiotikum. Det er blitt benyttet i såpass mange år at mange bakterier er blitt resistente overfor penicillin. Statistisk sett vet vi at de fleste halsinfeksjoner kan kureres med penicillin, og de fleste urinveisinfeksjoner kan kureres med et middel som heter trimetoprim. Slik statistisk kunnskap bruker legene ofte når de velger medisin. Hvis infeksjonen er nærmere undersøkt ved hjelp av bakteriedyrking, kan type antibiotika velges spesielt. Bakteriekulturene testes på hvilke antibiotika som dreper best. Når legen ikke vet hvilken bakterie som skaper infeksjonen, vil han ofte velge å begynne behandlingen med et sterkt, bredspektret antibiotikum og kanskje kombinasjoner av flere for å gardere seg. Ved en akutt hjernehinnebetennelse har legene ikke tid til å vente på et resultat av bakteriedyrkingen, for pasientens liv står i fare. Derfor settes det snarest mulig i gang behandling med medisiner som man vet dreper de vanligste bakteriene som forårsaker hjernehinnebetennelse, og ofte flere medikamenter for å få et bredt spekter. Framgangsmåte • Ta bakterieprøver fra forskjellige steder i rommet eller på skolen, f.eks. fra menneskehender, toalettvasken, doskålene, kantinehylla eller dørhåndtak. Bruk teip. Er det forskjell på håndtakene på guttedoen og på jentedoen?

Bakteriereaksjon på tre forskjellige typer antibiotika. Bakteriene viser ingen reaksjon på type A, dvs. at de er resistente. Bakteriene er følsomme for type B, og de blir drept av type C.

• D yrk prøvene på næringsagar. • Når du ser at bakteriekoloniene er vokst fram, उUSJW IZ XPउQF KTWXNPYNL ZYJS उ YF RJI ‫ܪ‬SLWJSJ på koloniene. Bruk en podenål eller en glass-stav til å overføre bakterieartene til hver sine nye skåler. På denne måten rendyrker du de forskjellige bakterietypene. Stryk bakteriene ut på agaWJS XQNP ‫ܪ‬LZWJS T[JSKTW [NXJW TL QJLL Uउ IJ ZQNPJ typene antibiotika. Dyrk så bakteriene videre i HF ࣢ऍS ZPJ

• Observer skålene noen dager og noter hva som skjer.

• Klassen bør samlet diskutere resultatet. Fantes det bakteriearter som var resistente mot noen av antibiotikatypene? Hvilken type antibiotikum ser ZY YNQ उ [ WJ IJS XTR ‫ܫ‬JXY GFPYJWNJW JW WJXNXYJSYJ overfor? Hvor kom de mest resistente bakteriene fra?

Konklusjon og feilkilder Hvilken konklusjon trekker du av forsøket? Kan du tenke deg noen feilkilder?

Ǜ • Mennesket og mikrobene 171

III ANATOMI 1)ǭ(;5+1.1)+ KOMPETANSEMÅL

O utforske sammenhenger mellom anatomi og fysiologi og gjøre greie for prinsippene KTW QN[XUWTXJXXJSJ N TWLFSNXRJW࣢ O gjøre greie for hvordan utvalgte reguleringsmekanismer styrer homeostase hos mennesket, og undersøke hvordan livsstil kan påvirke disse mekanismene O sammenlikne hvordan ulike celler deler seg, og gjøre greie for hvorfor regulering av celledeling er viktig for vekst og reparasjon

I kroppen din har du organer og organsystemer som sørger for at alle livsprosessene i kroppens maskineri går som de skal. Disse organene og organsystemene er nært knyttet sammen, og alle er like viktige. Uten ett av dem svikter alle. Når de sju livsprosessene blir omtalt, kan det være vanskelig å omtale dem hver for seg og helt atskilt fordi alt henger sammen. I de neste kapitlene skal du lære om hvordan anatomien, det vil si bygningstrekk, henger sammen med fysiologien, altså funksjonen, for ﬂere organismer. Du skal også kunne sammenlikne oppbygning og funksjon hos ulike organismer.

172

De sju livsprosessene er livsnødvendig for alle organismer. Livsprosessene arter seg på svært ulike vis hos prokaryoter og eukaryoter, hos encellede og flercellede organismer, hos planter og dyr. Livsprosessene er • vekst og utvikling • fordøyelse og næringsopptak • celleånding og gassutveksling • ekskresjon • reaksjon på stimuli fra omgivelsene • bevegelse • formering De ulike prokaryote organismenes livsprosesser har mange likhetstrekk. Innenfor gruppen av eukaryote organismer er variasjonen svært stor. Den første livsprosessen du skal lære om, er evnen til å vokse. Ved celledeling blir én celle til to identiske celler, og ved utvikling blir en befruktet eggcelle til et voksent individ. Alle organismer har opptak av næring som må fordøyes, og i fordøyelsen brytes store molekyler i maten ned til mindre molekyler som cellene kan bryte ned ved celleånding. Celleåndingen gir organismene energi. Opptak av næring og oksygen og utskilling av avfall og karbondioksid hos de prokaryote bakteriene og arkene skjer ved enkel diffusjon. Noen organismer har fordøyelse utenfor kroppen, mens andrehar fordøyelse inni kroppen. Ekskresjonen, utskillingen, fjerner avfall. Enkelt bygde organismer har utskilling ved hjelp av avfallsblærer. Planter lagrer avfallsstoffer i vakuoler og dels i celleveggen. Hos virveldyr, skilles avfallsstoffene ut i nyrer. Hormonproduserende celler og nerveceller utgjør kroppens kommunikasjonssystemer og reguleringsmekanismer. De har betydning for bevegelse og reaksjoner på stimuli. Reguleringsmekanismene gjør at kroppens indre miljø, som pH, temperatur, vanninnhold, det vil si homeostasen, er ganske konstant. Spesialiserte nerveceller lar organismen reagere på spesiﬁkke stimuli. Også planter reagerer på stimuli. Planter beveger seg for å kunne vokse mot lyset. Og den sjuende livsprosessen er den alt sammen starter med: formeringen.

ǜ • Vekst og utvikling 173

174

‫݋‬

Vekst og utvikling

KOMPETANSEMÅL

O utforske sammenhenger mellom anatomi og fysiologi og gjøre greie for prinsippene for livsprosessene i organismer O sammenlikne hvordan ulike celler deler seg, og gjøre greie for hvorfor regulering av celledeling er viktig for vekst og reparasjon O gjøre greie for hvordan utvalgte reguleringsmekanismer styrer homeostase hos mennesket, og undersøke hvordan livsstil kan påvirke disse mekanismene

I løpet av en organismes tidligste utvikling blir den befruktede eggcellen, zygoten, differensiert til vevs- og celletyper med spesialiserte oppgaver. Det skjer ved at noen gener blir aktivert, mens andre blir inaktivert. Fra en udifferensiert klump med celler dannes vev og organer med spesialiserte funksjoner. Slik blir celler i et frø til røtter og stengel, blader og blomster, eller en befruktet eggcelle blir til et voksent individ. Hos et voksent menneske produseres det sytten millioner nye celler hvert sekund, og tolv millioner av dem er blodceller produsert i den røde beinmargen. I fosterlivet og GFWSITRRJS UWTIZXJWYJ PWTUUJS INS JSIF ‫ܫ‬JWJ HJQQJW JSS IJS LO W Sउ 8YFRHJQQJW XYउW KTW IJS JSTWRJ HJQQJUWTIZPXOTSJS ;JPXY TL ZY[NPQNSL JW den viktigste livsprosessen for alle organismer. De andre livsprosessene støtter opp under og bidrar til at vekst og utvikling kan skje. All vekst og utvikling skjer i celler. Derfor vil du se at mange av begrepene fra kapittelet om celler brukes igjen her.

175

6.1 Fra celler til vev og organsystemer Stamceller Kroppen hos alle eukaryote planter og dyr er bygd av celler. Cellene lever ikke evig, og når en celle dør, blir den umiddelbart erstattet med en ny. Det er beregnet at et voksent menneske hvert eneste sekund produserer hele sytten millioner nye celler! Av disse er tolv millioner blodceller. Stamcellene er ansvarlige for denne enorme celleproduksjonen, og de finnes i alle vev og organer i kroppen. Når en stamcelle deler seg, blir det dannet både nye stamceller og forløperceller. Forløpercellene deler seg igjen og igjen, slik at det blir dannet tusenvis av celler som stammer fra den samme forløpercellen. Etter hvert spesialiserer de nye cellene seg. Cellene differensierer fra stamceller via forløperceller til spesialiserte celler. Celledifferensieringen skjer ved at genene aktiveres eller inaktiveres gjennom genregulering og blir til ulike celletyper. Eksempler på spesialiserte celler er nerveceller, leverceller, røde og hvite blodceller, hudceller og muskelceller.

Stamcelle

Forløperceller

Spesialiserte (modne) celler

Når en stamcelle deler seg, blir det enten dannet nye stamceller eller forløperceller. Forløpercellene deler seg igjen og igjen, og til slutt er det dannet et stort antall spesialiserte celler. De spesialiserte cellene kan for eksempel være hvite eller røde blodceller, leverceller eller nerveceller. Kimceller gir opphav til kjønnsceller.

176

Det er svært få stamceller i forhold til spesialiserte celler. Stamcellene som lager cellene i blodet, finnes i hulrommet inni de største beina våre, de aller fleste i lårbeinet og hofta. De utgjør cirka 0,01 prosent av det totale antallet celler i beinmargen. Det vil si at bare 1 av 10 000 celler i beinmargen er stamceller. I alle kroppens vev og organer er det behov for nydannelse av celler. Stamcellene er ansvarlige for dette, og vi kjenner til flere typer stamceller hos voksne individer. Stamcellene har ofte navn etter hvor de er isolert fra. For eksempel har vi beinmargstamceller (isolert fra beinmargen), nervestamceller (isolert fra hjernen), fettstamceller (isolert fra fettvev), muskelstamceller (isolert fra muskler), navlestrengstamceller (isolert fra navlestrengen) og embryonale stamceller (isolert fra embryo). De stamcellene vi kjenner best til, befinner seg i beinmargen. De lager blodceller. Stamceller skiller seg fra andre celletyper på flere måter. For det første er de unike ved at de kan dele seg og gi opphav til nye stamceller. Det gjør at stamcellene består, selv om de deler seg. For det andre er stamcellene uspesialiserte. Vi sier at de er umodne, og de kan lage flere ulike typer celler. For eksempel kan beinmargstamceller lage alle de forskjellige blodcelletypene som finnes i blodet, og nervestamceller er ansvarlig for alle typer nerveceller i kroppen vår. Når en spesialisert celle deler seg, for eksempel en levercelle, vil de to nye cellene ha nøyaktig de samme egenskapene som cellen de kom fra. Til vanlig vokser leverceller sakte og deler seg sjelden. Hvis det oppstår en skade i leveren, eller når store deler av

Stamceller differensierer til ulike celler i kroppen.

Nerveceller Blodceller

Leverceller

Egg Sperm Kjønnsceller Kimceller

Embryonale stamceller Stamcelledifferensiering

leveren opereres bort, vil levercellene dele seg og lage nye leverceller som erstatter de som er ødelagte eller borte. Over sytti prosent av leveren kan opereres bort. Likevel vil leveren vokse til samme størrelse som før fordi flere av levercellene deler seg for så å bli større ved å øke cellevolumet.

Stamceller er uspesialiserte celler. De differensieres til spesialiserte celler. Stamceller har navn etter hvor de er isolert fra: beinmargsstamceller, muskelstamceller osv.

8GX QTICPGT QI QTICPU[UVGOGT I et flercellet dyr ligger celler med samme oppgave samlet og danner det vi kaller vev. Ulike typer vev danner til sammen et organ. Kroppen består av fire hovedtyper av vev: epitelvev, muskelvev, bindevev og nervevev. Mange av organene våre inneholder alle vevstypene, mens andre bare inneholder noen av dem. Leveren og hjernen har for eksempel ikke muskelvev. Figuren og tabellen på neste side viser en oversikt over de ulike vevstypene. Dyrekroppen hos fisk, fugl og pattedyr består av fire vevstyper: epitelvev, muskelvev, bindevev og nervevev. Et organ er en samling av flere typer vev som samarbeider om bestemte oppgaver, slik at de kan ta seg av spesifikke funksjoner. Hjertet er et organ, magesekken også.

ǜ • Vekst og utvikling 177

Menneskekroppen består av fire vevstyper: epitelvev, muskelvev, bindevev og nervevev.

lunge (epitelvev) hud (epitelvev)

muskel (muskelvev)

blod (bindevev)

nervecelle (nervevev)

gliacelle (nervevev)

bein (bindevev)

Vevstype

Hvor i kroppen?

Hovedoppgaver

*UNYJQ[J[ T[JW‫ܫ‬FYJ[J[ GJXYउW F[ JUNYJQHJQQJW T[JW‫ܫ‬FYJHJQQJW XTR ligger sammen som brostein og danner et tynt lag (epitelvev).

På innsiden av blodårene, på de indre og ytre T[JW‫ܫ‬FYJSJ F[ FQQJ TWLFSJW på hud og slimhinner

Beskyttelse, er i kontakt med omgivelsene

Muskelvev består av muskelceller og inneholder mange UWTYJNS‫ܪ‬GWJW

I muskulaturen

Muskelcellene kan trekke seg sammen og bli strukket ut.

Bindevev består av bindevevsceller. De varierer mye, fra store beinvevsceller til relativt små blodceller.

I brusk, bein, blodceller og fett

Binder sammen, støtter og beskytter andre typer vev. Alle bindevevscellene skiller ut væske som omgir cellene.

Nervevevet består av to typer celler: nervecellene, som sender ut beskjeder, og gliacellene, som støtter og isolerer nervecellene.

Fra hjernen og ryggmargen til hele kroppen

Sender raske beskjeder

Et organsystem er en gruppe organer som samarbeider om noen grunnleggende funksjoner i kroppen. Felles for alle organsystemene i alle dyr er at det trengs en styring mellom celler, mellom vevstyper, mellom organer og mellom organsystemer for å holde kroppens indre miljø tilnærmet konstant til enhver tid. Det å holde tilstanden i kroppen mest mulig konstant – i en slags balansetilstand – kalles homeostase. Kroppstemperatur, pH-verdi, saltinnhold, vann og hormonkonsentrasjon er viktig å holde i balanse. Sentrale organsystemer, som fordøyelsessystemet, gassutvekslingssystemet, ekskresjonssystemet, hormonsystemet, nervesystemet, bevegelsessystemet og formeringssystemet, vil du lese om i de neste kapitlene.

Stamceller kan lage flere ulike typer celler. Celler med samme oppgave danner vev. Ulike typer vev danner et organ som har spesifikke funksjoner. Et organsystem er en gruppe organer som samarbeider.

178

REPETISJON

a Hvor i kroppen finnes stamceller? b Forklar delingen av en stamcelle. c Hva betyr det at en celle differensierer? d Gi noen eksempler på spesialiserte celler. e Forklar ordene vev, organ og organsystem.

DNA-kopierin g

Cellesyklus Alle celler som har celledeling, går gjennom en cellesyklus. I eukaryote organismer passerer cellene gjennom kontrollerte stadier fra de oppstår som datterceller etter celledeling, og til de deler seg på nytt. Disse stadiene gjentas, derfor kaller vi det en syklus. Cellesyklusen har i hovedsak to faser: interfasen og delingsfasen. Interfasen utgjør nitti prosent av cellesyklusen. I den perioden vokser cellen ved å produsere proteiner og kopiere DNA og celleorganeller. Dette foregår i hele interfasen. DNA blir bare kopiert i en del av interfasen – den vi kaller S-fasen (Syntesefasen). Cellesyklusen varer ulikt hos forskjellige celler. I de fleste kroppscellene i mennesker varer en cellesyklus i omtrent tjuefire timer, og interfasen er tjuetre timer av dette. Halvparten av interfasen går med til DNAkopiering (S-fasen). Delingsfasen tar cirka én time. I delingsfasen blir en morcelle delt i to datterceller. Figuren ved siden av viser et eksempel på cellesyklusen i rotcellen hos en plante.

6.2 Cellesyklus og celledeling Vek st

) se -fa Interfase

Delingsfase

Mitose

Vekst

Faser i cellesyklusen hos en planterotcelle. Hele syklusen tar atten timer: DNA-kopieringen tar elleve timer, veksten tar seks timer, og celledelingen tar i underkant av én time. Underveis i syklusen sjekker cellen seg selv. Dersom noe er gått galt i cellesyklusen, kan cellen gå ut av syklusen og slutte å dele seg.

Planteceller i ulike deler av cellesyklusen. Noen av cellene er underveis i mitosen.

Alle celler som har celledeling, går gjennom en cellesyklus som består av en interfase og en delingsfase.

ǜ • Vekst og utvikling 179

Morcelle DNAreplikasjon

Datterceller

En levercelle kan dele seg i to identiske datterceller. Dette skjer etter at levercellene får signal om at leveren er skadet. En levercelle deler seg som regel bare én gang.

Celledeling Alle celler kommer fra en eksisterende celle, en såkalt morcelle. Morcellen deler seg i to datterceller. Når encellede organismer, for eksempel bakterier eller encellede alger og dyr, deler seg, blir hele organismen reprodusert ved en todeling av cellen. Hos flercellede organismer gjør celledelingen at én befruktet eggcelle kan utvikle seg til en voksen organisme, at gamle celler kan erstattes, og at syke eller skadde organer kan repareres. Når en organisme vokser, øker antallet nye celler. Stadig dør gamle celler, og det er behov for nye. Denne celledelingen kalles mitose eller vanlig celledeling. Når kjønnsceller, eggceller og sædceller blir dannet i de indre kjønnsorganene, skjer det ved en halvering av kromosomtallet. Celledelingen er en meiose eller en kjønnscelledeling. Viktige begreper knyttet til celledeling Begrep

Forklaring

Kromatin

Kromatin er en sammensetning av DNA og proteiner som oppstår som et resultat av at cellens DNA kveiles rundt histoner til nukleosomer og pakkes i kjernen.

Kromosom

Et kromosom er et stort DNA-molekyl som inneholder hundrevis eller tusenvis F[ LJSJW 0WTRTXTRJSJ ‫ܪ‬SSJX XTR QFSLJ PWTRFYNSYWउIJW N MT[JIUFWYJS F[ cellens syklus, men når cellen deler seg, tar kromosomene en kort og tykk stavform.

Søsterkromatider

Søsterkromatider er to identiske DNA-kopier av det som før var ett kromosom etter replikasjon. Søsterkromatider er festet sammen i sentromeren.

Diploide celler

Diploide celler er celler som har parvise kromosomer.

Haploide celler

Haploide celler er celler som har enkeltvise kromosomer.

Det finnes to typer celledeling: mitose (vanlig celledeling) og meiose (kjønnscelledeling). Ved mitose dannes nye celler som sikrer vekst, og gamle, døde celler erstattes. Ved meiose dannes kjønnsceller (eggceller og sædceller) med halvert kromosomtall.

To homologe kromosomer er de to kromosomene som utgjør et par.

Kromosomene pakkes i celledelingen

To kromosomsett, ett fra hver av foreldrene, danner hos mennesket tjueto homologe kromosompar og ett par kjønnskromosomer. De homologe kromosomene har samme størrelse, gener og oppbygning. Kromosomene er i store deler av cellesyklusen pakket i en løsere struktur. Før en celle skal dele seg, blir alt DNA-et kopiert (replikert).

180

Kromatin Histoner Nukleosom, 10 nm

DNA 1

Kromosomene blir pakket sammen i en tett struktur, kromatin, slik at de blir til korte og tykke staver som er forkortet ti tusen ganger i forhold til størrelsen til de løst pakkede kromatinstrukturene. Når kromosomene er kopiert, består de av to identiske DNA-molekyler. Disse kaller vi søsterkromatider, og de eksisterer kun etter DNA-replikasjon. Søsterkromatidene er festet sammen i sentromeren. De blir separert under celledelingen og fordelt på to datterceller.

1) Disse kromosomene er tett pakket 2) DNA blir tett pakket inni cellekjernen og får en kompakt kromatinstruktur.

Homologe kromosomer

DNA-replikasjon

Mitose

Dattercelle 1

Når et kromosom er kopiert og deretter pakket før celledeling, ser det ut som en kort stav. Under replikasjonen blir det dannet identiske DNA-kopier av det som før var to homologe kromosomer. Disse kalles søsterkromatider. Kromosomene er festet sammen i sentromeren før celledeling og ser da ut som en X. Et kromosompar i hver dattercelle består av to homologe kromosomer, ett fra mor og ett fra far, med samme størrelse og samme geninnhold.

SøsterSøsterkromatider kromatider

Dattercelle 2

Før delingen av cellen blir DNA kopiert og deretter pakket tett sammen til kromatin. To identiske DNA-kopier i et kromosom kalles søsterkromatider. Søsterkromatidene er festet sammen i sentromeren. Et kromosom får en X-form.

ǜ • Vekst og utvikling 181

Mitosen Prosessen som fører til at hver av dattercellene har samme genetiske informasjon som morcellen, kalles mitose. Her skal vi se nærmere på mitose hos flercellede eukaryote organismer, både planter og dyr. Mitose foregår i kroppsceller når flercellede organismer vokser, og når celler må erstattes. De aller fleste flercellede organismer har kroppsceller med et dobbelt sett kromosomer, slik at to og to kromosomer utgjør et kromosompar. Hos mennesker har celler med et slikt dobbelt sett 46 kromosomer. Cellene er diploide, og vi betegner dem 2n. Ett sett med kromosomer vil hos mennesker bestå av 23 kromosomer, det vil si kromosomene fra 1 til og med 22, og i tillegg et kjønnskromosom. Kjønnscellene har ett enkelt sett med kromosomer. De er haploide og betegnes n. Et dobbelt sett kromosomer (ett fra far og ett fra mor) er et resultat av kjønnet formering. Et kromosompar har samme størrelse og samme gener som koder for de samme egenskapene, og kromosomene er like, homologe (med unntak av kjønnskromosomene). To homologe kromosomer

Cellen midt i bildet er i ferd med å dele seg og er i anafasen i mitosen. De andre cellene er i en del av cellesyklusen der kjernen er tydelig og DNA er løst pakket og ser ut som en kornete masse.

Interfase

Profase

Spindel

Kromosomene er løst pakket, og genene er aktive. Det blir produsert proteiner og celleorganeller.

Kopierte kromosomer blir pakket, og søsterkromatidene er festet sammen i sentromeren. Kjernemembranen er fortsatt hel. Spindelen fordeler seg på hver sin «pol» i cellen.

Prometafase

Kjernemembranen går i oppløsning. Spindelen på de to polene fester seg i hvert sitt søsterkromatid.

Cytokinese Anafase

Kromosomene blir delt ved at spindelen trekker identiske søsterkromatider mot hver sin pol. Ved anafasens slutt har hver ende av cellen et fullstendig sett med kromosomer der hvert kromosom består av ett søsterkromatid.

Spindelen trekker kromosomene slik at de legger seg i et plan midt i cellen. Metafasen er det lengste stadiet i mitosen og varer ca. 20 minutter.

Interfase

Telofase

Spindelen forsvinner. Det dannes en ny kjernemembran rundt de to kjernene. Kromosomene blir mindre tett pakket.

Cellen deler seg i to og gir to diploide datterceller med hvert sitt sett med kromosomer.

Mitosen vist for to homologe kromosompar. Røde og blå kromosomer viser ulikt foreldreopphav, blått fra far og rødt fra mor. Interfasen regnes ikke som en del av mitosen.

182

Metafase

Kromosomene blir løsere pakket. De to cellene kan starte på en ny syklus.

er likevel ikke identiske, for de kan inneholde ulike varianter av det samme genet, alleler. For eksempel kan ett av kromosomene dine inneholde genet for fri øreflipp, mens det andre kromosomet inneholder genet for fast øreflipp. Celler som skal gjennomføre mitosen, har først kopiert DNA-et sitt. Hvert kromosom består da av to identiske DNA-molekyler, det vi kalte søsterkromatider. I mitosen blir kjernen i én diploid celle med to identiske søsterkromatider i hvert kromosom delt i to diploide cellekjerner med ett søsterkromatid i hver celle, slik ﬁguren på forrige side viser. Det utvikles en spindel i hver ende av kjernen. Spindelen består av lange proteintråder. Den sørger først for at kromosomene samles langs midten av cellen, og deretter for at søsterkromatidene dras fra hverandre. Dette skjer gjennom ﬂere faser. Deretter skjer det en cytokinese (todeling). Det vil si at de to dattercellene blir fysisk skilt fra hverandre.

I mitosen deler en diploid morcelle seg og gir to identiske diploide datterceller.

Meiosen I flercellede organismer er meiose (halveringsdeling) den prosessen som fører til produksjon av kjønnsceller. Ved kjønnet formering oppstår nye diploide individer (2n) fra eggcellen (n) og sædcellen (n) som smelter sammen under befruktningen. Kjønnscellene har ett enkelt sett med kromosomer. Slike haploide kjønnsceller kalles også gameter. Dersom kjønnscellene hadde hatt et dobbelt sett kromosomer, slik kroppscellene har, ville kromosomtallet i cellene ha doblet seg for hver generasjon. Hos planter og dyr produseres kjønnsceller fra diploide stamceller ved meiosen. Som i mitosen blir cellens DNA kopiert før meiosen begynner. De diploide stamcellene har derfor også parvise homologe kromosomer der hvert kromosom består av to søsterkromatider. De fire søsterkromatidene fra hvert kromosompar blir i meiosen fordelt på fire haploide datterceller. Meiosen består av flere trinn enn mitosen, og det skjer to celledelinger (se figuren). Som ﬁguren viser, legger homologe kromosomer seg inntil hverandre i hele sin lengde i profase I. Dersom DNA-biter løsner på samme sted i to søsterkromatider, kan bitene bytte plass. Dette kaller vi overkrysning. Det gir nye kombinasjoner av homologe kromosomer og dermed økt genetisk variasjon hos kjønnscellene. I gjennomsnitt foregår det ca. femti overkrysninger i løpet av en meiose i en menneskecelle. ǜ • Vekst og utvikling 183

I meiosen gir én diploid morcelle opphav til fire haploide datterceller. Hos hannlige pattedyr resulterer dette i fire sædceller som alle er dannet fra én diploid stamcelle i testiklene. Det skjer meiose i mange celler samtidig, og en sæduttømming hos en mann kan inneholde så mye som 350 millioner sædceller. Hos kvinner skjer meiosen bare én gang i måneden, og bare én av de haploide cellene gir en eggcelle som modnes og løsner under eggløsningen. De tre andre haploide cellene ligger inntil den cellen som skal bli eggcelle, og går etter hvert til grunne. Et menneske med 46 kromosomer (23 par) har 223 = 8 388 608 ulike kombinasjonsmuligheter for kjønnsceller. I tillegg vil overkrysning i meiosen sørge for ytterligere variasjon. De fire (22) kombinasjonsmulighetene for to homologe kromosompar er vist på figuren til venstre/høyre.

Celledeling Metafase I

Profase I

Anafase I

Telofase I

Kromosomene i hvert par trekkes av spindelen til hver sin pol.

Spindelen forsvinner. Det dannes en ny membran rundt de to kjernene.

Spindel

Kromosomene Kopierte kromosomer legger seg i et plan blir pakket. Det dannes midt i cellen. en spindel som trekker homologe kromosomer tett sammen mot midten av cellen. Som regel skjer det en overkrysning mellom de homologe kromosomene. Kjernemembranen brytes ned. Denne fasen utgjør mer enn 90 prosent av den totale tiden meiosen tar.

Profase II

Metafase II

Det dannes en spindel som fester seg i sentromeren i hvert kromosom.

Spindelen trekker kromosomene slik at de legger seg i et plan midt i cellen.

Anafase II

Kromosomene blir delt ved at spindelen trekker identiske søsterkromatider mot hver sin pol.

Telofase II

Spindelen forsvinner. Det dannes ny membran rundt de to kjernene. Kromosomene bli mindre tett pakket.

Meiosen vist for to homologe kromosompar. Røde og blå kromosomer viser ulikt foreldreopphav, blått fra far og rødt fra mor. Før og etter fasene i meiosen er cellene i interfasen slik som i mitosen. Interfasen er ikke tegnet inn her.

184

Cellene deler seg og gir to haploide datterceller der hvert kromosom består av to søsterkromatider.

Celledeling

Begge cellene deler seg i to og gir fire haploide datterceller med ett sett kromosomer der hvert kromosom består av et søsterkromatid.

I meiosen gir én diploid stamcelle opphav til fire haploide kjønnsceller som har ulik genetisk informasjon. Meiosen har flere faser enn mitosen, og det skjer to celledelinger. Mulig kombinasjoner i meiosen

Sammenlikning mellom mitose og meiose Den viktigste forskjellen mellom mitose og meiose er at mitose gir diploide (2n) datterceller med samme genetiske informasjon som morcellen, mens meiose gir haploide (n) datterceller med halvert kromosomsett og genetisk informasjon som er ulik morcellen. Diploide celler som har oppstått som resultat av mitose, inneholder fortsatt homologe kromosomer, det vil si kromosompar. I meiosen, derimot, blir de homologe kromosomene fordelt tilfeldig på de fire haploide dattercellene. Cellene inneholder da kun enkeltvise kromosomer. Fordi den genetiske informasjonen i homologe kromosomer fra to foreldre ikke er identisk, blir den genetiske informasjonen i de haploide kjønnscellene forskjellig. Meiosen produserer kjønnsceller med genetisk variasjon mellom cellene. I meiosen skapes genetisk variasjon ved overkrysning. Overkrysning forekommer ikke i mitosen.

Uavhengig fordeling av homologe kromosomer i meiosen. Røde og blå kromosomer viser ulikt foreldreopphav, blått fra far og rødt fra mor. De homologe kromosomene er like store. To homologe kromosompar kan fordeles på fire forskjellige måter. Resultatet er kjønnsceller med ulik genetisk informasjon.

Meiosen og mitosen er lik for planter og dyr. Likevel er veksten og utviklingen svært forskjellig når zygoter fra planter og dyr utvikler seg til en selvstendig organisme. Forskjeller mellom mitosen og meiosen Egenskap

Mitose

Meiose

Antall celledelinger

Én

Antall datterceller

Fire

Overkrysning

Forekommer ikke

;FSQNL KTW M[JWY PWTRTXTRUFW

Funksjon

,NW ‫ܫ‬JWHJQQJIJ NSIN[NIJW KWF JS befruktet eggcelle og nye celler til vekst og erstatning av gamle celler

Produserer kjønnsceller

Genetisk informasjon

Identisk med morcellens

Unik. Har halvparten av morcellens gener og er ulik andre kjønnsceller

ǜ • Vekst og utvikling 185

FORDYPNING

Polyploidi Vi mennesker har to sett med kromosomer i hver kroppscelle, vi er diploide. Men ikke alle organismer er diploide. Hos plantene er det vanlig med flere enn to sett kromosomer. Mange arter har både tre og fire sett, og til og med åtte og tolv. På den måten blir kombinasjonsmulighetene, og dermed også tilpasningsmulighetene, mange flere. Når en organisme har flere enn to sett kromosomer, kalles det polyploidi (av poly-, som betyr mange). Polyploidi er vanlig i sildreslekten.

Regulering av celledeling Cellesyklusen er under streng kontroll. Det er viktig for vekst og reparasjon av eventuell skadet DNA. Kontrollen sikrer at de forskjellige stadiene i syklusen skjer til riktig tid, i riktig rekkefølge og bare én gang per cellesyklus. Kontrollen avgjør hvor raskt forskjellige celletyper deler seg. Hudceller, celler på innsiden av tarmen og celler i beinmargen deler seg hele livet. Leverceller kan dele seg ved behov, og lysfølsomme celler i øyet og nerveceller deler seg ikke etter at de er ferdig spesialisert. For å styre hvilke celler som skal dele seg, og når de skal dele seg, har cellen bestemte kontrollpunkter hvor cellesyklusen stopper opp. Cellen må da få et klarsignal for å gå videre i syklusen. Det viktigste kontrollpunktet ligger i interfasen, før kopieringen av DNA-et begynner. Dersom cellen får klarsignal her, vil den normalt fullføre hele cellesyklusen og dele seg. Dersom klarsignal ikke blir gitt, vil den gå ut av cellesyklusen og inn i en tilstand hvor den ikke lenger deler seg. De aller fleste celler i kroppen befinner seg i denne tilstanden, men har mulighet til å gå inn i celledeling igjen ved behov. Signaler både utenfra og innenfra cellen kan påvirke kontrollpunktene. Hvis det skjer skader på DNA, vil cellen stoppe å dele seg. Den vil da enten reparere DNA-skaden før den deler seg videre, eller begå programmert celledød, apoptose.

DNA-kopiering

Interfase Mitose *Delingsfase

Vekst

* 186

Faser i cellesyklusen hos en planterotcelle. Ved kontrollpunkter i syklusen (merket ) sjekker cellen seg selv. Dersom noe er gått galt i cellesyklusen, kan cellen gå ut av syklusen og slutte å dele seg.

Heksekost er navnet på utvekster hos mange arter av trær. Årsaken er en sopp som angriper treets celler og gjør at trecellene mister evnen til å kontrollere celledelingen sin.

Kreft

Kreftceller unnslipper kontrollpunktene i cellesyklusen og har derfor ukontrollert vekst og celledeling. Kreft er fellesbetegnelsen på en rekke sykdommer som er kjennetegnet av ukontrollert cellevekst. Mange forskjellige celletyper kan danne utgangspunkt for slike sykdommer. Kreft skyldes ofte muterte gener som er involvert i cellesyklusen, og som gjør at cellene unnslipper kontrollmekanismer som normalt begrenser celledeling. Det finnes to hovedtyper av gener som medvirker direkte til kreft: tumorsupressor-gener og onkogener. Tumor-supressor-gener virker normalt som bremser på celleveksten. Normal aktivitet i disse genene hindrer celleveksten fra å løpe løpsk. Muterte tumor-supressor-gener gjør at bremsen ikke virker, og kreftcellene kan da vokse og dele seg uhemmet. Onkogener koder normalt for proteiner som stimulerer normal cellevekst og deling. Dersom en mutasjon øker mengden protein som et onkogen produserer, kan dette føre til kreft. Skader i DNAreparasjonsgener kan også føre til utvikling av kreft fordi skadede gener ikke blir reparert. ǜ • Vekst og utvikling 187

Bildet viser blodkreftceller. Cellene viser unormal celledeling. Bildet er farget og cellekjernene vises i mørk blått.

Kreftceller deler seg ofte og kan spre seg til andre vev, for eksempel gjennom blodårer eller lymfevev. Kombinasjonen av disse egenskapene gjør kreft dødelig for pasienten. Jo mer kreftcellene sprer seg til andre vev, desto vanskeligere blir det å behandle kreften. Ofte fører en kombinasjon av flere mutasjoner til at det oppstår kreftceller. Mellom åtti og nitti prosent av alle kreftformer skyldes mutasjoner i arvestoffet. De oppstår i cellene i løpet av livet og er ikke arvet. De vanligste arvelige kreftformene er brystkreft, eggstokkreft, livmorhalskreft og tykktarmskreft. Også i krefttyper i nyrer, hud og skjelett er det funnet nedarvede mutasjoner. Kreftsykdom er derfor oftest en sykdom for eldre personer, da det har tatt tid for cellene å få flere kreftfremmende mutasjoner.

Begge fasene i cellesyklusen har flere kontrollpunkter som sørger for å regulere celledelingen. Kreftceller unnslipper kontrollpunkter og har ukontrollert vekst og celledeling.

REPETISJON

a Beskriv kort en cellesyklus og fasene den er delt inn i. b Tegn og forklar det som skjer i mitosen. Bruk fagord når du forklarer. c Tegn og forklar det som skjer i meiosen. Bruk fagord når du forklarer. d Hvorfor har cellesyklusen kontrollpunkter? e Hvordan oppstår kreftceller? 188

6.3 Vekst og utvikling hos planter Det grunnleggende i all vekst er celledeling og cellevekst. For at veksten skal kunne skje, må alle de nødvendige byggesteinene være til stede. I tillegg er vekst en prosess som krever energi. I kapittel 7, Fordøyelse og næringsopptak, lærer du om hvordan plantene skaffer seg energien og byggesteinene de trenger for å vokse og utvikle seg. Planter formerer seg både kjønnet og ukjønnet. Vekst og utvikling ser svært forskjellig ut fra art til art. Noen arter er ettårige og har kort tid til vekst og utvikling. Andre arter vokser i flere tusen år. Det finnes også stor variasjon i størrelse og voksemåte. Tenk på hvor forskjellige en løvetann og et furutre er. Likevel finner vi fellestrekk i planters vekst og utvikling. Her skal du hovedsakelig lære om frøplantenes vekst og utvikling.

Livssyklus Plantenes livssyklus ved kjønnet formering går fra frø til frø. Når frøet spirer, dannes rota først. Den søker ned for å forankre planten og skaffe vann. Deretter foldes frøbladene ut. Frøbladene er de første bladene på planten. De ligger klar inne i frøet, slik at de kan foldes ut med en gang frøet får vann og spirer. Frøplanter har enten ett eller to frøblader. Hvordan planten vokser videre, avhenger av arten. Enkelte arter vokser fort, andre sakte. Noen kryper langs bakken, noen klatrer og noen står rett opp og ned. Noen skal leve i mange år, andre har en ettårig livssyklus. Planter har heller ikke forutbestemt vekst på samme måte som dyr. Selv om bjørketrær alltid vil danne vedaktig stamme, er ikke greinene plassert på bestemte steder. Hvis toppskuddet brekker, tar et annet skudd over rollen. Planter av samme art kan derfor se ganske ulike ut. Mange planter har mulighet til å formere seg ukjønnet, for eksempel ved avleggere. På et eller annet tidspunkt vil frøplanter danne blomster og sette frø. Noen planter dør etter å ha satt frø én gang, andre kan leve videre og sette frø mange ganger. ǜ • Vekst og utvikling 189

Det er stor variasjon i vekst og utvikling hos planter. Livssyklusen hos planter begynner med frøspiring. Planten må så vokse, og frøplanter danner blomster og setter frø. Noen planter lever bare noen måneder, andre i hundrevis av år.

Landplantene Det finnes tre hovedgrupper av landplanter: moser, karsporeplanter og frøplanter. Mosene kan ha stengel og blader, men de mangler røtter og ledningsvev. De har festeorganer, men ikke røtter som kan ta opp vann og næringsstoffer fra jorda. De har heller ikke ledningsvev som kan fordele vann og næring rundt i planten. Derfor er mosene små og har blader som er veldig tynne, mange bare ett cellelag tykke. Som en tilpasning til varierende vanntilgang tåler mange moser å tørke ut. Moser formerer seg med sporer.

1) I fuktig skog er skogbunnen ofte dekket av moser. 2) Skogsnelle (Equisetum sylvaticum)

Både karsporeplantene og frøplantene har ledningsvev og røtter. Ledningsvevet gjør at de kan vokse seg større enn mosene, og røttene gir dem også mer stabil tilgang til vann og næringsstoffer fra jorda. Karsporeplantene er de første karplantene som oppstod. De har ikke blomster eller frø, men formerer seg med sporer. Karsporeplantene eksisterte allerede før dinosaurene, og de finnes fortsatt. I sin storhetstid var de høye som palmer, men nå er de fleste artene relativt små planter. Det skyldes at klimaet er annerledes nå. De vanligste karsporeplantene i Norge er bregner, sneller og kråkefotplanter. Frøplantene er den mest artsrike gruppen av planter. De har både røtter, ledningsvev, blomster og frø. Størrelse og fasong varierer fra art til art, men bestanddelene er de samme. Frøplantene deles inn i nakenfrøede og dekkfrøede planter og noen få andre typer. Vi kommer tilbake til dette i kapittel 12 om formering. De eneste nakenfrøede plantene som vokser i Norge, er bartrærne. Vi har vi ﬁre viltvoksende arter bartrær: gran, furu, einer og barlind. 1

190

sjøsalat

bjørnemose

sisselrot

åkersnelle

lusegras

einer

flueblomst

røsslyng

protister

moser

bregner

sneller

kråkefotplanter

nakenfrøede

enfrøbladede

tofrøbladede

karsporeplanter

dekkfrøede 5

4 3

frøplanter

2 1

Planteriket. Dette riket er inndelt i rekker. En vanlig inndeling er moser, karsporeplanter og frøplanter. Punktene 1–5 representerer viktige kapitler i plantenes historie. 1. De flercellede protistene utviklet seg for over 650 millioner år siden. 2. Moser utviklet seg fra protister for 500 millioner år siden. 3. Karsporeplanter med spesialisert ledningsvev utviklet seg for 400 millioner år siden. 4. Nakenfrøede planter oppstod for 375 millioner år siden. 5. Dekkfrøede planter oppstod for 130 millioner år siden.

De fleste frøplantene er dekkfrøede, for eksempel bjørk (Betula pubescens), timotei (Phleum pratense), flueblom (Ophrys insectifera) og røsslyng (Calluna vulgaris). De dekkfrøede plantene deles igjen i to: enfrøbladede og ekte tofrøbladede. Enfrøbladede planter har parallelle bladnerver og knipperot, det vil si mange like lange røtter. De har tre eller seks kronblader i blomsten.

De eneste nakenfrøede plantene som vokser i Norge er bartrær som gran og furu.

ǜ • Vekst og utvikling 191

FORDYPNING

Gamle trær I Sverige står et grantre som kalles Old Tjikko. Forskere mener at det er et av verdens eldste trær. Rundt treet har de funnet planterester som er datert til å være 9560 år gamle. De er genetisk like treet som står der i dag. Stammen som lever nå, er ikke så gammel, men den er en klon fra det opprinnelige treet. I USA finnes det imidlertid et furutre som er over 5000 år gammelt. Det kan være verdens eldste, levende tre. Det var allerede 500 år gammelt da egypterne bygde den store pyramiden i Giza. Old Tjikko

ENFRØBLADET plantekime

TOFRØBLADET plantekime

frøblad

rot rot

parallelle nerver vedrør silrør

håndnerver vedrør silrør

stengel med ledningsvev blomster med blomster med tre eller seks fire eller fem kronblader kronblader

knipperot

192

Det er flere karakteristiske forskjeller mellom enfrøbladede og tofrøbladede planter.

pælerot

Eksempler på enfrøbladede planter er gress, løkplanter og orkideer. De ekte tofrøbladede har forgreinete bladnerver og pælerot, det vil si én hovedrot med flere kortere siderøtter. De har fire eller fem kronblader. Eksempler på ekte tofrøbladede planter er bjørk, løvetann og rødkløver. Når vi skal artsbestemme planter, er det nyttig å kjenne til disse forskjellene. Det gjør at vi kan utelukke mange arter og raskt nærme oss riktig familie.

Det er tre hovedgrupper av landplanter; moser, karsporeplanter og frøplanter. Moser har ikke røtter eller ledningsvev. Karsporeplanter har røtter og ledningsvev. Både moser og karsporeplanter formerer seg med sporer. Frøplantene har også røtter og ledningsvev, og formerer seg med frø. Frøplantene deles inn i nakenfrøete og dekkfrøete. De dekkfrøede deles igjen inn i enfrøbladede og tofrøbladede.

Bygningstrekk Røtter

Røttene er bygd opp av ytterhud, bark, innerhud og en sentralsylinder med ledningsvev. Røttene forgreiner seg nedover i jorda, og det ytterste laget av rota består av ytterhud. Ytterhuden er dekket av en beskyttende, voksaktig og vannavstøtende hinne som kalles kutikula. Ut fra ytterhuden stikker det mange tynne rothår. Rothårene er utposninger fra noen av cellene i ytterhuden. De mangler kutikula, og kan derfor ta opp vann. Den store mengden rothår gir rota stor overflate og gjør den i stand til å ta opp mye vann. Nederst på rotspissen er rota dekket av en rothette. Rothetta beskytter rota etter hvert som den vokser nedover i jorda. Like bak rothetta ligger et område hvor cellene deler seg, strekker seg og differensieres til forskjellige typer vev. Der skjer rotveksten.

blomst

skuddsystem blad stengel

rot

Innenfor ytterhuden ligger barken. Den består av et relativt porøst og ofte ganske tykt lag med celler. I barken kan vann, oksygen og næringsstoffer lett diffundere mellom cellene. Gjennom røttene tar plantene aktivt opp stoffer som inneholder nitrogen, kalium, kalsium og fosfor. Dermed blir det høyere konsentrasjon av ioner inni rota enn utenfor, og vann følger passivt med inn ved osmose. Vannet kan ta to ulike veier inn i rota. Enten går det gjennom cytoplasma i cellene i barken, eller gjennom kanaler mellom barkcellene. I kapittel 4 leste du om både osmose og kanaltransport mellom celler. Mellom barken og sentralsylinderen ligger innerhuden. Cellene i innerhuden regulerer hva som får komme videre inn i planten. Vann og ioner kan bevege seg relativt fritt gjennom barken fram til innerhuden, men der møter de en barriere som består av et voksaktig, vannavstøtende stoff, suberin. Suberin danner sammenhengende bånd, casparyske bånd. På samme måte som i ytterhuden tar cellene i innerhuden aktivt opp ioner, og vannet følger passivt med ved osmose. Innerst i rota ligger sentralsylinderen. Der skjer all transport av vann og oppløste stoffer til resten av planten. I sentralsylinderen finnes det to ulike typer ledningsvev: vedrør og silrør. Vedrørene frakter vann og ioner, mens silrørene frakter karbohydrater, som glukose og sukrose løst i vann.

Bygningstrekk til en frøplante. Rota gir planten feste og sikrer opptak av næringsstoffer og vann. Skuddsystemet består av stengel, blad og blomst.

leder vann, mineraler og sukker

lagring

rothår fester planter til jorda

absorberer vann og mineraler

Rotas viktigste oppgaver

ǜ • Vekst og utvikling 193

vedrør ytterhud silrør

innerhud bark ytterhud rothår rothår bark innerhud sentralsylinder

H 2O H2O

rothette sentralsylinder med ledningsvev

Lengdesnitt og tverrsnitt av en rot. Den forstørrede detaljen viser celler i innerhuden med casparyske bånd som hindrer vannet i å passere mellom cellene.

Forskjellige typer planter har ulike rotsystemer. Mange ettårige planter har røtter som bare går cirka ti cm ned i bakken. Enkelte flerårige ørkenplanter har røtter som går hele femti meter ned, helt til grunnvannet. Andre ørkenplanter, som kaktus, har svært grunne røtter. Slik får de raskt tak i vannet når det først regner.

Rota er bygget opp av ytterhud med rothår, bark, innerhud og sentralsylinder med vedrør og silrør. Plantene tar opp vann og ioner gjennom rothårene. Innerhuden kontrollerer hva som slipper inn til ledningsvevet.

194

Stengel og stamme

Vedrørene frakter vann og næringsstoffer til alle deler av planten. Cellene som danner vedrørene, er bare levende til de er ferdig utviklet. Deretter dør de, slik at vedrørene består av døde celler stablet oppå hverandre, som tønner. Kortendene på hver celle er åpen, slik at det blir dannet et gjennomgående rør. Celleveggen stives opp av lignin og cellulose, som er komplekse, langkjedete polysakkarider. I vedrørene skjer transporten kun én vei, fra rot til topp. Når vi observerer årringer hos trær, ser vi vedrørene. Om våren dannes det store, tykke vedrør, om sensommeren og høsten dannes det tynnere vedrør. De lyse båndene er derfor hvert års vårvekst, mens de mørke er sommer- og høstveksten. Om vinteren vokser ikke trærne nevneverdig. Treet legger på seg utover, slik at de eldste ringene befinner seg innerst. Det er grunnen til at gamle, hule trær fortsatt kan være levende. Transporten skjer i de ytterste og yngste lagene av stammen.

Ordet lignin er latin og betyr «ved». Cellevegger inneholder ca. 50 prosent lignin, resten er cellulose. Lignin har en komplisert oppbygning. Lignin gir ekstra styrke til veggen og har egenskaper som minner om stiv plast.

cellevegg lignin

Vedrør er døde celler som har delvis eller helt gjennombrutte endevegger. Ofte har cellene forsterkningslister langs veggene som stiver opp cellen.

Ved å telle årringer kan vi finne ut hvor gammelt et tre er. Ett års vekst av vedrør.

Glukose dannet ved fotosyntesen fraktes i silrørene. I likhet med vedrørene utgjør også silrørene stabler av celler som til sammen danner et rør. Mellom hver celle ligger en plate med porer som likner på en sil, derav navnet silrør. Til forskjell fra vedrørcellene er silrørcellene levende. Hver silrørcelle har en følgecelle som forsyner dem med næringen de trenger. En annen forskjell på vedrør og silrør er at transporten i silrørene kan gå både ned og opp. Glukose, sukrose og andre energirike karbohydrater blir fraktet dit behovet er størst. De kan fraktes til røtter og knoller som lagrer glukose som opplagsnæring i form av stivelse, eller til blomster og ǜ • Vekst og utvikling 195

ytterhud ytterhud

grunnvev

grunnvev (marg) ledningsvev (vedrør innerst, silrør ytterst)

ledningsvev vedrør silrør

tulipan – enfrøbladet

vekstvev

solsikke – tofrøbladet

Tverrsnitt av en enfrøbladet og en tofrøbladet stengel. Ledningsvevet er plassert forskjellig hos enfrøbladede og tofrøbladede planter.

silrørcelle

følgecelle

lengdesnitt

silplate

frukt som trenger energi for å utvikle seg. Potetknoller og gulrøtter er eksempler på plantedeler som lagrer stivelse. Vedaktige planter bruker glukose til å lage polysakkaridene cellulose og lignin, som stiver opp stammene. Ledningsvevet er plassert forskjellig hos enfrøbladede og tofrøbladede planter. Hos de enfrøbladede plantene ligger vedrør og silrør sammen og spredt i hele stengelen. Hos de tofrøbladede ligger de samlet i en ring. Vedrørene ligger innerst og silrørene ytterst. Fordelen ved å ha stamme eller stengel er at plantene kan holde seg stødig oppe, strekke seg mot lyset og lett spre pollen og frø. En betingelse for at planter kan ha stamme eller stengel, er at de har ledningsvev som frakter vann, glukose, sukrose og næringsstoffer fra ett sted i planten til et annet. Røtter og ledningsvev gjør at karplantene kan hente opp næringsstoffer fra jorda. Slik kan de få tak i mye mer av de stoffene som utgjør byggesteinene i cellene, enn for eksempel en mose. Mose har verken røtter eller ledningsvev og får bare tilført vann og næringsstoffer gjennom regn og annen fuktighet på bladene. Karplantene kan frakte vann og næringsstoffer til celler som ikke står i direkte forbindelse med vann eller jord.

tverrsnitt

Silrør er levende celler uten cellekjerne, men med følgeceller. Endeveggene ser ut som en sil. Følgecellene forsyner silrørene med organiske forbindelser.

196

Stamme og stengel gjør at plantene kan holde seg oppe og strekke seg mot lyset. Ledningsvev frakter vann og næringsstoffer fra ett sted i planta til et annet. Vedrørene frakter vann og ioner. De består av døde celler, og transporten går bare en vei, fra rot til topp. Silrørene frakter karbohydrater oppløst i vann. De består av levende celler, og transporten kan gå både opp og ned.

FORDYPNING

Urt Urt i botanikken er ikke det samme som urt i en butikk. I dagligtalen bruker vi begrepet urt om planter som har sterk smak og lukt, og som kan brukes i matlaging, til te eller liknende. I botanikken er en urt en plante med myk stengel, i motsetning til busker og trær, som har vedaktige stammer og stengler. Det betyr at planten tyrihjelm vil kalles en urt, botanisk sett, men ikke putt den i sausen. Den er svært giftig og ble tidligere brukt til å forgifte ulv. Det var også vanlig å vaske seg med avkoket for å bli kvitt lus. Derfor kalles tyrihjelm for lushatt noen steder i landet. Tyrihjelm, Aconitum septentrionale

Vannets vei fra rot til topp Når vannet har kommet fra rothårene, gjennom barken, sluppet gjennom innerbarken og er i vedrørene, begynner det sin ferd oppover i planten. Der virker flere krefter sammen for at vannet skal komme opp til stengel, blad og blomst. Det som samlet sett forklarer hvordan vannet blir fraktet i planter, er transpirasjons- og kohesjonsteorien. Tre faktorer virker sammen i denne teorien: • adhesjon og kohesjon • transpirasjon (fordampning) • rottrykk Disse faktorene forklarer til sammen hvordan vannet kommer opp i plantene.

Adhesjon og kohesjon kalles til sammen adhesjonskrefter

Adhesjon mellom vannmolekylene TL [JLLJSJ N W WJSJ /T࣢Y^SSJWJ røret er, jo høyere blir vannsøylen.

Adhesjon og kohesjon

For det første kryper vann alltid litt oppover langs veggene i et rør. De kreftene som bidrar til det, kalles adhesjonskrefter. Det ser du hvis du heller vann i et glass. Jo smalere glasset er, jo lenger opp trekkes vannet. Siden vedrørene er veldig tynne, trekkes vannet langt opp av adhesjonskreftene. For det andre holdes hvert vannmolekyl sammen med nabomolekylene av kohesjonskrefter. Adhesjon betyr å «klistre til», og kohesjon betyr å «klistre sammen». Både adhesjon og kohesjon skyldes at H2O er et polart molekyl med positivt ladde hydrogenatomer og et negativt ladet oksygenatom. Det dannes hydrogenbindinger mellom positivt ladet side på ett molekyl og negativt ladet side på et annet. Det holder vannet samlet (kohesjon). Samtidig gjør det at det klistrer seg fast til cellulosen i vedrørene (adhesjon).

H O (+) (–) H (+) H (+) H O (+) (–)

H (+)

O (–)

H (+) O H (–) (+) H (+)

O H (–) (+) H (+)

O (–) H (+) H (+)

Kohesjon mellom polare vannmolekyler

ǜ • Vekst og utvikling 197

Transpirasjon

Hvordan kommer vannet helt opp i toppen av dette redwoodtreet (Sequoia sempervirens)?

Den andre faktoren som bidrar til at vannet fraktes oppover i planter, er transpirasjon, det vil si fordampning. Når vann fordamper fra overflaten av planten, enten fra blader eller stengel, skapes det et undertrykk. Det bidrar til å suge vann oppover. Det fungerer omtrent som når du suger i et sugerør. Teoretisk er undertrykket som skapes av fordampning, nok til å trekke vann over tre hundre meter oppover, nesten tre ganger så høyt som verdens høyeste trær. Siden kraften er så sterk, kunne man tenke seg at adhesjons- og kohesjonskreftene ikke er så viktige. De trekker jo tross alt bare vannet et lite stykke oppover. Men de er en viktig forutsetning for at fordampningen skal kunne trekke vannet så langt oppover. Det kreves nemlig en sammenhengende vannsøyle, og adhesjons- og kohesjonskreftene sørger for at vannsøylen holder seg ubrutt. Hvis vannsøylen blir brutt, kan den ikke settes sammen igjen. Da kan ikke vedrøret frakte vann lenger. Siden en stilk eller stamme inneholder mange vedrør, er det ikke kritisk om én vannsøyle blir brutt. Men hvis mange brytes, kan planten tørke ut. Det kan skje hvis det blir for tørt rundt røttene. Da får ikke planten fylt på nedenfra, og det blir som når det surkler i sugerøret fordi glasset er tomt. Da kommer det luftbobler inn, og vannsøylen brytes. Mange trær feller bladene om høsten, blant annet for å unngå å tørke ut. Når vannet i bakken fryser, blir vanntilgangen betydelig redusert. Hvis det samtidig er stor fordampning fra bladene, vil ikke vedrørene kunne fylles med stor nok vannmengde nedenfra. Da vil det bli brudd i vannsøylene, og planten kan tørke ut. Uten blader blir fordampningen betydelig mindre. Rottrykk

Den tredje faktoren er rottrykk. Det forekommer når røttene tar opp vann om natta, eller når luftfuktigheten er veldig høy. Da er det lite fordampning og lite behov for påfyll av vann fra rota. Likevel fortsetter planten aktivt å ta opp næringsstoffer, slik at cellene i rothårene fremdeles har høyere konsentrasjon av stoffer enn jorda utenfor. Derfor diffunderer vann fortsatt inn i rota ved osmose. Det skaper et overtrykk i vedrørene, og vannet presses oppover i planten. Rottrykket er bare stort nok til å frakte vann ca. to meter oppover. Hos planter som er høyere enn to meter, er de to andre faktorene viktigere.

Tre faktorer gjør at vannet kan bevege seg fra rot til topp. Det er adhesjon og kohesjon, transpirasjon og rottrykk. Adhesjon gjør at vannet klistrer seg til veggene i vedrørene og kohesjon gjør at vannmolekylene henger fast i hverandre. Transpirasjon bidrar til å trekke vannet opp, og osmose skaper rottrykk nedenfra. Hvis vannsøylen blir brutt, mister vedrøret evnen til å frakte vann.

198

Mens rottrykket har relativt liten innvirkning på vanntransporten, er fordampning gjennom bladene det som driver transporten, og som løfter vannet opp. Kohesjonen mellom vannmolekylene forhindrer at vannsøylene faller fra hverandre, og adhesjonen forhindrer at tyngdekraften trekker vannet nedover.

fordampning fra bladene

adhesjons- og kohesjonskrefter

rottrykk

Bladet Cellene i bladene sørger for det meste av fotosyntesen og skaffer plantene energi. Fotosyntese er bladets hovedfunksjon. De fleste blader har en bladplate og en bladstilk, men størrelse og form varierer mye. Variasjonene forteller mye om plantens tilpasninger til voksested og klima. For å kunne drive fotosyntese trenger cellene lys, vann og CO2. Derfor må bladene posisjoneres slik at de får tilstrekkelig lys. De må også kunne slippe inn og ut gassene CO2 og O2. Bladene til karplantene får tilført vann fra rota gjennom ledningsvevet.

kutikula ytterhud (overhud)

cellevegg kloroplast

palisadeceller

Tverrsnitt av et blad. Palisadevevet ligger på oversiden av bladet under ytterhuden. Det består av langstrakte celler som ligger tett i tett. Under palisadevevet er svampvevet. Mellom cellene i svampvevet er det luftrom. Luftrommene er transportveier for CO2, O2 og vann.

vedrør ledningsvev silrør

luftrom

svampceller

ytterhud (underhud) O2

CO2

spalteåpning

lukkecelle H2O

ǜ • Vekst og utvikling 199

De to cellene som kalles spalteåpning, blir også kalt leppeceller, eller stomata (av gresk «stomatos» = munn)

På samme måte som rota er bladet dekket av ytterhud med kutikula både på over- og undersiden. Kutikula er en av de viktige tilpasningene plantene har til livet på land. Den er vanntett og bidrar til at de ikke tørker ut. Der rota har rothår for å slippe inn vann og næringsstoffer, har bladene åpninger for å kunne slippe inn og ut gasser. Åpningene kalles spalteåpninger eller stomata. De kan åpnes og lukkes. Spalteåpningene ligger hovedsakelig på undersiden av bladet. Det bidrar til å redusere fordampningen. Grunnvevet i bladet består av palisadeceller og svampceller og er grønt av klorofyll. I disse cellene foregår det meste av fotosyntesen. Palisadecellene sitter tett i tett på oversiden av bladet. Svampcellene har store hulrom mellom seg og ligger på undersiden av bladet. Ledningsvevet utgjør nervene i bladet. De forgreiner seg tynnere og tynnere, akkurat som blodårene i kroppen til dyr. Vannet fra vedrørene fraktes til svampog palisadecellene for å brukes i fotosyntesen. Silrørene frakter glukose, som har blitt produsert i fotosyntesen, videre ut i planten. Palisadecellene har fasong som en murstein. Kloroplastene sirkulerer i cytoplasma, slik at hver kloroplast kan komme nærmest mulig oversiden og lyset. Cellene i svampvevet er rundere. Svampvevets hulrom gjør at CO2 og O2 kan sirkulere og overføres til og fra cellene.

Spalteåpningene 1) Enfrøbladede planter, som denne bananplanten, (Musa sp.) har blader med parallelle bladnerver. 2) Tofrøbladede planter, som osp (Populus tremula), har blader som er håndnervet.

Undersiden av et blad med spalteåpninger

200

Spalteåpningene er bitte små. Det kan være mellom hundre og tre hundre spalteåpninger per mm2, og likevel dekker de ikke mer enn én eller to prosent av flaten. De består av to lukkeceller som er festet til hverandre i enden. Lukkecellene har et slags indre skjelett som gjør at de ikke kan utvide seg ved å bli tykkere. Cellene i ytterhuden har ikke klorofyll, men det har lukkecellene, som omgir spalteåpningen. Det gjør det mulig å åpne og lukke spalteåpningene. Når det er fotosyntese og det dannes glukose i lukkecellene, blir konsentrasjonen av stoffer høyere inni lukkecellene enn i cellene rundt. Det gjør at vann diffunderer inn ved osmose. Når lukkecellene fylles med vann, øker trykket inni cellene. Siden lukkecellene sitter sammen i endene og ikke kan bli tykkere, bøyer de seg utover, og spalteåpningen åpnes. Slik kan CO2 og O2 passere inn og ut. Når det ikke lenger foregår fotosyntese, synker konsentrasjonen av glukose i lukkecellene. Da strømmer vann ut ved osmose, og det blir lavere trykk i lukkecellene. Det gjør at de blir slappere, og spalteåpningen lukkes. Hovedsakelig styrer lyset om spalteåpningene er åpne eller lukket, men åpningen påvirkes også av andre faktorer, som plantehormoner og CO2konsentrasjon. De fleste arter lukker spalteåpningene når CO 2konsentrasjonen øker. Noen planter har en tilpasning til tørt klima, som gjør at de kan åpne spalteåpningene og ta inn CO2 om natta. Da er det lavere temperatur og dermed mindre fordampning. Så lagrer de CO2 til det blir lyst og bruker det i fotosyntesen. Når planten har fått CO2 inn gjennom spalteåpningen, transporteres det videre til celler med fotosyntese for å inngå i glukosen som dannes.

H2O

Glukosen, eventuelt omdannet til sukrose, kan nå fraktes videre rundt i planten. Sukrose er et disakkarid satt sammen av glukose og fruktose. Både glukose, fruktose og sukrose er karbohydrater som smaker søtt og kalles for sukker, men det er sukrose vi kjenner som bordsukker. Siden plantene må ha lys for å lage glukose, trenger de en stor overflate for å fange lyset. CO2 kan bare komme inn gjennom spalteåpningene. Det betyr at jo mer CO2 planten vil ha, desto flere spalteåpninger og større bladoverflate må den ha, og desto mer er den utsatt for fordampning. Vanndampen klarer nemlig ikke å holde seg inne i hullet bak spalteåpningen, og den siver ut, jevnt og trutt. Derfor er det viktig med stadig påfyll av vann fra røttene.

Åpning av spalteåpninger. To lukkeceller omgir spalteåpningen. De inneholder kloroplaster og har fotosyntese. Når det blir produsert glukose, blir vann fraktet inn i lukkecellene ved osmose. Det gjør at cellene svulmer opp og buer utover, slik at spalten åpnes. Når det er lite fotosyntese, blir det produsert lite glukose. Da blir ikke konsentrasjonsforskjellen mellom lukkecellene og cellene rundt så stor, og lite vann siver inn. Lukkecellene blir slappere, og åpningen lukkes.

Vakuolen

Alle planter må ha en viss andel væske i cellene for å holde seg oppe. Vi sier at plantene er saftspente, eller at de har turgortrykk. Turgortrykk er det indre vanntrykket i en celle. Det oppstår ved at cellen lagrer væske i store blærer som kalles vakuoler. De leste du om i kapittel 3. Ofte kan vakuolene utgjøre mesteparten av volumet i en plantecelle. Når væske forsvinner ut av vakuolene, blir cellene slappe, og plantens stengel og blader begynner å henge. Det har du sikkert opplevd når du har plukket blomster.

Cellene i bladene sørger for det meste av fotosyntesen og skaffer plantene energi. Spalteåpningene i bladet slipper gjennom H2O, CO2 og O2. Vann i vakuolen skaper turgortrykk, det indre vanntrykket i en celle. Turgortrykket får planten til å holde seg oppe. Hvis turgortrykket synker, blir bladene slappe.

Blomst Alle frøplanter setter frø, men bare de dekkfrøede plantene har blomster med kronblader og begerblader. Blomster finnes i uendelig mange størrelser, farger og fasonger, men de har noen felles bygningstrekk. De tokjønnede blomstene har vanligvis et sett begerblader som sitter nederst, og et sett kronblader øverst. Kronbladene kan være frie eller sammenvokst. ǜ • Vekst og utvikling 201

Blåklokke (Campanula rotundifolia) er et eksempel på en plante med sammenvokste kronblader. Inne i blomsten må det også være en fruktknute, en griffel med arr og pollenbærere med pollenknapper. I fruktknuten sitter frøemnene, de som skal bli til frø. Noen arter har egne hann- og hunnblomster, eller egne hann- og hunnplanter. Blomstens funksjon er pollinering og befruktning. Noen planter er selvpollinerende, noen bruker vind, og noen bruker dyr, for eksempel insekter. Hos den siste gruppen fungerer blomsten også som lokkemiddel for pollinatorer. Resultatet av en vellykket befruktning er at planten setter frø, og livssyklusen begynner på nytt. Frø finnes i mange størrelser og spres på ulike måter. Kjønnet og ukjønnet formering, pollinering og frøspredning lærer du mer om i kapittel 12, Formering.

Blåklokker og prestekrager

pollenbærer

pollenknapp pollentråd

arr griffel fruktemne

kronblad

En fullstendig, tokjønnet blomst

fruktknute med frøemne

begerblad

Blomstens funksjon er pollinering og befruktning. De dekkfrøede plantene har blomster med kronblader og begerblader. I en tokjønnet blomst er det både hannlige og hunnlige deler. De hannlige er pollenbærere med pollenknapper. De hunnlige er arr, griffel og fruktknute med frøemner.

REPETISJON

a Forklar hva som skjer når et frø spirer. b Hvor mange hovedgrupper av landplanter har vi? Hva er typisk for hver av gruppene? c Hvorfor kan bregner bli mye høyere enn moser? d Forklar hva vi mener med dekkfrøede og nakenfrøede, enfrøbladede og tofrøbladede. e Forklar hvordan vann tas opp gjennom rota. f Beskriv hva som skjer i vedrør og silrør. g Hvilke teorier forklarer at vann kan komme seg helt fra rota og opp i flere meter høye trær? h Tegn et tverrsnitt av et blad, og beskriv hvilke celletyper bladet består av. i Forklar funksjonen til spalteåpningene. j Tegn enkle skisser av blomster du kjenner til, og sett navn på delene. 202

6.4 Vekst og utvikling hos mennesket På de tidligste stadiene i fosterutviklingen kaller vi fosteret et embryo. Hos mennesket gjelder det fram til utgangen av den åttende graviditetsuken. Som alle andre pattedyr har mennesket bare kjønnet formering og indre befruktning, med en forholdsvis langvarig fosterutvikling. Mennesker har også, sammenliknet med andre dyr, en usedvanlig lang periode med yngelpleie, det vil si perioden der avkom lever sammen med foreldre. Hos oss kan perioden når barna lever med foreldrene, vare opptil en fjerdedel av livslengden. Den delen av livet mennesket har vekst og utvikling, er deﬁnert som fra eggcellen smelter sammen med sædcellen til individet dør. Vekst er deﬁnert som prosessen der massen av kroppen øker. Det gjør den jo ikke hele livet. Etter reproduktiv alder er det ikke vanlig at vi har vekst, at kroppsvolumet øker. Ofte er det tvert imot. Men utvikling skjer hele tiden, kroppen eldes.

Utvikling fra ung til gammel

Mennesket og andre pattedyr har kjønnet befruktning og en forholdsvis langvarig yngelpleie etter fødselen.

Befruktning og fosterutvikling Sædcellen svømmer oppover livmorhalsen, opp gjennom livmoren og opp til egglederen, der den møter en eggcelle. Eggcellen og sædcellen smelter vanligvis sammen til en zygote allerede mens de befinner seg i egglederen. Så bruker zygoten noen dager på å trille nedover til livmoren, der den fester seg. Pattedyrenes eggceller har et ganske lite lager av næring sammenliknet med andre dyr. Zygoten må derfor klare å feste seg i livmorveggen. Mens zygoten triller nedover, blir cellen delt i 2 – 4 – 8 – 16 osv. Stadiet kaller vi et embryo. Embryoet fester seg i livmorveggen og begynner å skaffe seg næring ved at den i livmorens tykke slimhinnefolder får blodårer til å forsyne seg med næring og oksygen og til å kvitte seg med avfall og karbondioksid. Dette er starten på oppbyggingen av morkaken. Etter gjentatte celledelinger i løpet av fem–seks dager dannes en celleklump med mellom hundre og to hundre celler, en blastocyst. ǜ • Vekst og utvikling 203

Etter befruktning deler cellen seg gjentatte ganger og danner en blastocyst.

Sædcelle Eggcelle

Befruktning

Celledeling Blastocyst

Blastocysten ser ut som en hul ball der den ene siden inneholder en cellemasse. Denne cellemassen utvikler seg til et foster. Blastocysten folder seg inn, omtrent som en ball som er punktert. Dette kalles gastrulasjonen. Spesialiseringen til ulike vevstyper starter. Denne cellemassen, kimskiven, utvikler seg til det egentlige fosteret etter at blastocysten, som har en diameter på cirka en halv millimeter, har leiret seg inn i livmorens tykke slimhinne. Blastocystens ytterste lag blir til fosterhinnene. Embryoet danner tre cellelag: endoderm, mesoderm og ektoderm. På den ene siden av endodermen og ektodermen dannes amnionhulen, som skal bli til fostersekken med fostervann. På den andre siden dannes plommesekken. Mellom ektodermen og endodermen dannes en mesoderm; et område med celler som skal bli vev til ulike organer. Amnionhulens volum øker gradvis, og plommesekkens volum minsker. Endodermen gir opphav til fordøyelsesapparatet og åndedrettsorganene. Mesodermen utvikles til bevegelsesapparatet, som bindevev, beinvev og muskelvev, og sirkulasjonssystemet. Ektodermen danner hud, hår og negler, og nervesystemet. Vevene som skal bli til de ulike organene, begynner å bli synlige allerede i dette stadiet, 25 dager etter befruktningen. Ved slutten av 6. uke etter befruktningen er de fleste organsystemene dannet. Den videre utviklingen fram mot fødselen skjer i hovedsak ved at hvert organ har vekst og øker i størrelse. Hos et menneske blir proporsjonene endret. Etter hvert som fosteret utvikler seg, blir hodet forholdsvis mindre sammenliknet med kroppen. Et barn blir født ca. førti uker etter siste menstruasjons første dag. Lengde og vekt ved fødsel varierer mye, men lengden er omtrent en halv meter og vekt vanligvis mellom tre og fire kilo. På figuren på side 206 er det lett å se at embryoet likner et menneske, men også andre dyrs embryo har en slik fasong på dette stadiet. Det får oss til å forstå at vi har felles stamme, og at evolusjonen har gitt de dyreartene vi ser på tegningene.

204

Fosterutvikling fra befruktning fram til fødsel.

Den befruktede eggcellen, zygoten, utvikler seg til et embryo som danner spesialiserte celler, vev, organer og organsystemer. Etter ni måneder er barnet ferdig utviklet.

ǜ • Vekst og utvikling 205

Fosterutviklingen hos forskjellige pattedyr viser at dyr som er forskjellige som voksne, gjennomgår den samme utviklingen på fosterstadiet.

206

Puberteten Både eggstokkene hos kvinnen og testiklene hos mannen er endokrine kjertler. De sørger for produksjon av kjønnshormoner. Hormoner lærer du mer om i kapittel 10 og 12. Allerede seks–sju uker etter befruktningen produserer fosteret kjønnshormoner. De bestemmer hvilket kjønn fosteret får. De kvinnelige kjønnshormonene er østrogen og progesteron, det mannlige er testosteron. Etter fødselen fortsetter alle småbarn å produsere en liten mengde kjønnshormoner fram til puberteten. Da øker produksjonen av kjønnshormoner. Økningen i mengden kjønnshormoner skyldes at hypofysen ved starten av puberteten produserer to nye hormoner, det follikkelstimulerende hormonet (FSH) og det luteiniserende hormonet (LH). Hypotalamus påvirker hypofysen slik at produksjonen av FSH og LH starter opp. Mannens produksjon av kjønnshormoner er ganske konstant, ikke som hos en kvinne, der hormonproduksjonen følger en månedlig syklus: menstruasjonssyklusen. Kjønnshormonene styrer mange forskjellige prosesser i kroppen: • De påvirker utviklingen fra barn til voksen gjennom puberteten. • De styrer kjønnscelleproduksjonen i løpet av den reproduktive alderen. • De regulerer seksualitet, graviditet, svangerskap og fødsel.

Kvinner får etter puberteten en månedlig syklus med menstruasjon og eggløsning. Fire ulike hormoner styrer denne syklusen. Også menn har kjønnshormoner, men de har ikke en månedlig syklus.

FORDYPNING

Kjønnsidentitet Å være ung innebærer å stille seg selv og omgivelsene spørsmål, for eksempel: «Hvem er jeg?» Identiteten vår blir formet allerede når vi blir født, og våre omgivelser forventer at vi skal fylle en rolle. Vi tillegges egenskaper basert på blant annet kjønn. Kjønn er en av menneskenes grunnleggende tanker om identitet. Vi oppdras i rollen gutt, jente, mann eller kvinne. Men for noen er det ikke snakk om enten – eller. Den seksuelle identiteten handler om hvem vi blir forelsket i, hvem vi ønsker å ha sex med, hvem vi ønsker å dele livet med. Opplevelsen av forelskelse og kjærlighet kan for noen være vanskelig fordi de ikke

helt passer inn i de tradisjonelle rollene. Kjønnsidentitet er din personlige oppfatning av hvilket eller hvilke kjønn du er. Altså følelsen av å være mann, kvinne, både mann og kvinne, verken mann eller kvinne. En sjelden gang passer ikke kjønnsorganene med hvordan hodet oppfatter kroppen. Noen svært få ganger kan ytre og indre kjønnsorganer være flertydige, altså av begge slag. Dersom en person føler at det ikke er samsvar mellom sitt biologiske kjønn, og det man føler seg som, kan det være aktuelt med kjønnskorreksjon ved hjelp av hormoner eller kirurgi.

ǜ • Vekst og utvikling 207

Reproduktiv alder og aldring Menneskets reproduktive alder varer fra puberteten og omtrent i trettifem til førti år for kvinner. Da kommer kvinnene i klimakteriet, overgangsalderen, og slutter å produsere eggceller. Menn produserer sædceller helt fra puberteten og til de dør, likevel i en mindre mengde ettersom tiden går. Selv om menn fortsetter å produsere sædceller, går de også gjennom en aldringsprosess. Gjennom hele den reproduktive alderen foregår en utvikling. Etter at den reproduktive alderen er over, lever mennesker en forholdsvis mye lengre del av den totale levetiden enn dyr gjør. Fra den dagen vi blir født, blir vi eldre hele tiden. Men definisjonen på aldring er at kroppens vev og organer i mindre grad har celledelinger som gir nye, friske celler. Aldringsprosessen skjer ikke med lik hastighet i alle vevstypene eller organene. Utviklingen av pubertet og reproduktiv alder er nokså lik hos alle mennesker, men aldringsprosessen kan variere mer. Aldring er en normal prosess, og den avsluttes alltid med døden. I løpet av de siste to hundre årene har den gjennomsnittlige levealderen økt. Årsakene er sammensatt. Bedre hygiene, flere vaksiner, bedre kosthold, mindre hardt og farlig kroppsarbeid og mer kunnskap om viktigheten av å holde kroppen i form har bidratt til dette.

Etter den reproduktive alderen kommer kvinner i overgangsalderen når de er mellom femti og femtifem år gamle. Da slutter de å produsere egg og har ingen menstruasjon. Menn produserer sædceller hele livet.

REPETISJON

a Hva er et embryo, og hva er et foster? b Forklar de to ordene vekst og utvikling hos et menneskefoster. Bruk ord som blastocyst, gastrulasjon osv. c Når begynner fosteret sin produksjon av kjønnshormoner? d Hvilke hormoner påvirker pubertetsutviklingen hos jenter og gutter? e Hva regner vi som et menneskes reproduktive alder?

208

SAMMENDRAG

O Stamceller er uspesialiserte celler. De differensieres til spesialiserte celler.

Stamceller har navn etter hvor de er isolert fra: beinmargsstamceller, muskelstamceller osv. O Stamceller kan lage flere ulike typer celler. Celler med samme oppgave danner

vev. Ulike typer vev danner et organ som har spesifikke funksjoner. Et organsystem er en gruppe organer som samarbeider. O Alle celler som har celledeling, går gjennom en cellesyklus som består av en

interfase og en delingsfase. O Det finnes to typer celledeling: mitose (vanlig celledeling) og meiose

(kjønnscelledeling). Ved mitose dannes nye celler som sikrer vekst, og gamle, døde celler erstattes. Ved meiose dannes kjønnsceller (eggceller og sædceller) med halvert kromosomtall. O Før delingen av cellen blir DNA kopiert og deretter pakket tett sammen til

kromatin. To identiske DNA-kopier i et kromosom kalles søsterkromatider. Søsterkromatidene er festet sammen i sentromeren. Et kromosom får en X-form. O I mitosen deler en diploid morcelle seg og gir to identiske diploide datterceller. O I meiosen gir én diploid stamcelle opphav til fire haploide kjønnsceller som har

ulik genetisk informasjon. Meiosen har flere faser enn mitosen, og det skjer to celledelinger. O Begge fasene i cellesyklusen har flere kontrollpunkter som sørger for å regulere

celledelingen. Kreftceller unnslipper kontrollpunkter og har ukontrollert vekst og celledeling. O Det er stor variasjon i vekst og utvikling hos planter. Livssyklusen hos planter

begynner med frøspiring. Planten må så vokse, og frøplanter danner blomster og setter frø. Noen planter lever bare noen måneder, andre i hundrevis av år. O Det er tre hovedgrupper av landplanter; moser, karsporeplanter og frøplanter.

Moser har ikke røtter eller ledningsvev. Karsporeplanter har røtter og ledningsvev. Både moser og karsporeplanter formerer seg med sporer. Frøplantene har også røtter og ledningsvev, og formerer seg med frø. Frøplantene deles inn i nakenfrøete og dekkfrøete. De dekkfrøede deles igjen inn i enfrøbladede og tofrøbladede. O Rota er bygget opp av ytterhud med rothår, bark, innerhud og sentralsylinder med

vedrør og silrør. Plantene tar opp vann og ioner gjennom rothårene. Innerhuden kontrollerer hva som slipper inn til ledningsvevet. ǜ • Vekst og utvikling 209

SAMMENDRAG

O Stamme og stengel gjør at plantene kan holde seg oppe og strekke seg

mot lyset. Ledningsvev frakter vann og næringsstoffer fra ett sted i planta til et annet. Vedrørene frakter vann og ioner. De består av døde celler, og transporten går bare en vei, fra rot til topp. Silrørene frakter karbohydrater oppløst i vann. De består av levende celler, og transporten kan gå både opp og ned. O Tre faktorer gjør at vannet kan bevege seg fra rot til topp. Det er

adhesjon og kohesjon, transpirasjon og rottrykk. Adhesjon gjør at vannet klistrer seg til veggene i vedrørene og kohesjon gjør at vannmolekylene henger fast i hverandre. Transpirasjon bidrar til å trekke vannet opp, og osmose skaper rottrykk nedenfra. Hvis vannsøylen blir brutt, mister vedrøret evnen til å frakte vann. O Cellene i bladene sørger for det meste av fotosyntesen og skaffer

plantene energi. Spalteåpningene i bladet slipper gjennom H2O, CO2 og O2. Vann i vakuolen skaper turgortrykk, det indre vanntrykket i en celle. Turgortrykket får planten til å holde seg oppe. Hvis turgortrykket synker, blir bladene slappe. O Blomstens funksjon er pollinering og befruktning. De dekkfrøede

plantene har blomster med kronblader og begerblader. I en tokjønnet blomst er det både hannlige og hunnlige deler. De hannlige er pollenbærere med pollenknapper. De hunnlige er arr, griffel og fruktknute med frøemner. O Mennesket og andre pattedyr har kjønnet befruktning og en forholdsvis

langvarig yngelpleie etter fødselen. O Den befruktede eggcellen, zygoten, utvikler seg til et embryo som

danner spesialiserte celler, vev, organer og organsystemer. Etter ni måneder er barnet ferdig utviklet. O Kvinner får etter puberteten en månedlig syklus med menstruasjon og

eggløsning. Fire ulike hormoner styrer denne syklusen. Også menn har kjønnshormoner, men de har ikke en månedlig syklus. O Etter den reproduktive alderen kommer kvinner i overgangsalderen når

de er mellom femti og femtifem år gamle. Da slutter de å produsere egg og har ingen menstruasjon. Menn produserer sædceller hele livet.

210

OPPGAVER

6.1

Beskriv fasene i cellesyklusen.

6.2

Forklar forskjellene på kromatider og kromosomer.

6.3

Hva vil det si at alle cellene i organismen inneholder genetisk materiale?

6.4

Hvilke hovedforskjeller er det på et liv i vann og et liv på land for en plante?

6.5. I en ørken vokser ofte busker og små trær med dyptgående pælerøtter. Hvilke fordeler har disse røttene?

6.6

Bruk den systematiske tabellen bak i boka. Lag en oversikt som viser forskjeller og ulikheter mellom de forskjellige klassene av planter.

6.7

Hvor mange av de tofrøbladede plantene i den systematiske oversikten kjenner du til? Hvilke av dem kan vokse i ditt lokalområde?

6.8

Hvorfor er det en fordel at vedrørene er døde celler?

6.9

Når du kjøper blomster, bør du kutte et par centimeter av stilken. Hvorfor bør du gjøre det?

6.10 Hvordan forbinder ledningsvevet i planten bladene og røttene?

6.11 Velg tre plantearter fra ditt nærområde. Finn informasjon om dem og hvordan de er tilpasset voksestedet sitt. Se spesielt på hvordan røtter, stengel, blader og blomster JW࣢G^LI

6.12 Beskriv fosterutviklingen hos et menneske. Bruk gjerne fostermodeller om skolen har det.

ǜ • Vekst og utvikling 211

ØVELSER

Ø 6.1 Mitose

Ø 6.2 Bygningen til en plante

UTSTYR

Lysmikroskop Ferdigpreparater av celler som er i deling, for eksempel løkrot, farget kunstig

Mikroskop og lupe Pinsett En liten busk eller en urt med blader og røtter, for eksempel bringebær eller rødkløver

Teori, hensikt og framgangsmåte Tynne snitt av løkrot inneholder mange celler som deler seg, især i den nedre delen av rota, delingssonen. Cellene er i forskjellige faser av delingen. Let på preparatet og finn flest mulig av fasene som du kan se av figuren i teoridelen. Vær oppmerksom på at cellene i preparatet ikke ligger etter hverandre som på figuren i boka. Resultat Tegn cellene i rekkefølge. Husk å angi forstørrelsen. Merk av på tegningene dine hva slags strukturer du ser.

Teori og hensikt En plante består av rot, stengel, blad og blomst. Oppbygningen av planten varierer fra art til art, men hoveddelene finnes hos alle og har de samme oppgavene. I dette forsøket skal du bli kjent med bygningen til en blomsterplante. Hvis dere vil utvide forsøket, kan dere også se på en mose og en karsporeplante og sammenlikne bygningstrekkene hos dem. Fremgangsmåte • ,उ ZY TL ‫ܪ‬SS JS UQFSYJ XTR NPPJ JW FQYKTW XYTW Grav opp hele planten med røtter.

• Legg den i en plastpose og ta den med inn på laben.

• • • • •

Skyll røttene forsiktig og rist av vannet. Legg planten på bordet, gjerne på et lyst papir. Tegn planten og sett navn på delene. Studer delene nærmere med lupe. Lag eventuelt et mikroskoppreparat av overhud TL ZSIJWMZI N GQFIJY TL F[ UTQQJS M[NX IJWJ ‫ܪ‬Sner det.

Oppgaver Finn skudd, blomster/blomsterknopper, blader, spalteåpninger, bladstilk, stengel, hovedrot, siderøtter, rothår og eventuelt knoller på røttene. Skriv litt om hvilke oppgaver de ulike plantedelene har. Bruk en flora og finn ut hvilken familie planten tilhører, og hvilke andre planter i samme familie du kjenner. Hvis du har plukket en kløver, kan du også finne ut hva knollene på røttene er.

212

ØVELSER

Ø 6.3 Fosterutvikling UTSTYR Fostermodeller, ulike stadier

Teori og hensikt Noen skoler har plansjer som viser fosterutviklingen, andre skoler har plastmodeller som viser hvordan utviklingen av menneskefosteret skjer fra befruktningen, og til fosteret er ferdig utviklet etter 9 måneder (40 uker). Plansjene/modellene viser utviklingen fram til fosteret rett før fødsel. Framgangsmåte Undersøk fostermodellene eller plansjene som viser fosterutviklingen. • Finn navlestreng, morkaken og hinnen som ligger rundt fosteret.

• Tegn enkle skisser som viser hvilke organer som er tydelige i 5. uke, 12. uke, 20. uke og ved fødselen.

• Hvorfor er et foster særlig utsatt for skader av alkohol og tobakk de første tre månedene?

ǜ • Vekst og utvikling 213

440

‫ ݍݐ‬Bærekraftig forvaltning av naturen

KOMPETANSEMÅL

O utforske hvilke konsekvenser endringer i klima og arealutnyttelse kan ha for det biologiske mangfoldet, og drøfte tiltak for en mer bærekraftig forvaltning O utforske abiotiske og biotiske faktorer i et økosystem, drøfte sammenhenger som forklarer det biologiske mangfoldet og reflektere over naturens egenverdii

Naturen har både nytteverdi for oss mennesker og en verdi i seg selv. Velfungerende natur er livsviktig og gir oss blant annet rent vann, mat, energi, medisiner, materialer og opplevelser. Naturen er i stadig endring, og mye skyldes menneskeskapte forandringer. Klimaendringer og menneskenes arealutnytting kan true arter og økosystemer. Måten vi mennesker bruker naturen og naturressursene på, får konsekvenser for livet på jorda. Den menneskelige aktiviteten gir etiske dilemmaer: Hvordan kan vi sørge for en bærekraftig forvaltning av naturen og samtidig utnytte naturressursene på en best mulig måte? Biologisk kunnskap er viktig for å vite noe om mulige virkninger av handlingene våre. Denne kunnskapen kan gi grunnlag for å foreta bærekraftige valg for framtiden.

441

14.1 Naturens verdi Natur og kultur Naturen er av avgjørende betydning for oss mennesker. Uten natur hadde vi verken hatt mat eller rent vann, klær eller bolig. Til alle tider har naturen påvirket blant annet billedkunst, musikk og lyrikk. Både kunst og natur har evne til å berøre og gi oss nye perspektiver. Natur betyr også mye for folkehelsen. Flere studier har vist at naturen kan bidra til å redusere stress og gi rom for refleksjon og rekreasjon. Det finnes mange definisjoner av begrepet natur. Natur kan noen ganger defineres ut fra hva den ikke er, for eksempel at den er det motsatte av kultur, eller det motsatte av kunstig. Noen vil definere naturen som alt som ikke er menneskelig eller laget av mennesker. Harald Sohlberg (1869-1935) var inspirert av både natur og kultur.

Det kan være nyttig å tenke på natur som grader på et spektrum, uten en klar avgrensning. Da har vi ikke et enten-eller, men en glidende overgang mellom natur og kultur. I den ekstreme naturenden av spekteret kan vi plassere enkelte deler av havet, indre og nordlige deler av Canada og Russland, deler av Amazonas og Antarktis. Her finnes det få spor etter menneskelig aktivitet, selv om ingen steder er fri for luftforurensning eller mikroplast. I den andre enden kan vi plassere Tokyo sentrum. Det er fullt av biler, lysreklame og teknologi. Mellom disse ytterpunktene ligger områder, for eksempel beitemarker, laksemerder og mosegrodde gravsteiner, formet av både natur og kultur. Som med alle andre begreper er også begrepet natur menneskeskapt. Når veps bygger bol, kaller vi det natur. Når mennesker bygger hus, kaller vi det kultur. Naturbegrepet kommer av et behov for å definere mennesket og det menneskeskapte som «noe annet». 442

Naturbegrepet er menneskeskapt, og vi bruker flere definisjoner. En av de mest brukte er at natur er det som ikke er skapt av mennesker.

Nytteverdi og egenverdi Naturens verdi kan vi grovt sett dele inn i nytteverdi og egenverdi. Når noe har nytteverdi, vurderes verdien ut fra et nytteperspektiv. Både naturens verdi som grunnlag for bruk og som kilde til opplevelser, er former for nytteverdi. Det kan være den økonomiske verdien av tømmer eller fisk, men også verdien av økosystemtjenester, som vannrensing og pollinering, rekreasjonsverdi og estetisk verdi. De har til felles at de er vurdert ut fra nytte for oss mennesker, enten det dreier seg om pengeverdi, at vi synes noe er pent, eller om det er bra for helsen. Vi kan si at verdiene er basert på et antroposentrisk natursyn der mennesket står i sentrum for vurderingen. I tillegg til nytteverdi kan naturen også ha egenverdi. Da har naturen verdi i seg selv, i kraft av å eksistere. Med en slik verdivurdering mener vi for eksempel at et hvilket som helst tre i skogen har verdi, selv om vi aldri vil se det. En slik verdivurdering er basert på et biosentrisk natursyn, der naturen står i sentrum for vurderingen. Noe er det lett å tilkjenne egenverdi, som vakre blomster og gigantiske hvaler. Men hva med edderkopper, veps eller tromsøpalme? Hvis vi har som utgangspunkt at alt i naturen har egenverdi, må det også gjelde for de artene vi synes er ubehagelige. De ﬂeste vil likevel gi dem verdi i enkelte sammenhenger. En veps har liten verdi i saftglasset, men stor verdi i blomsterenga. Det er mulig å tenke og forstå at naturen har verdi for mennesker og verdi i seg selv, samtidig. ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 443

Antroposentrisk betyr med mennesket i sentrum. Antropo- er en forstavelse som kommer av det greske ordet anthropos, som betyr menneske. Biosentrisk betyr med det levende i sentrum. Bios- er en forstavelse som kommer av det greske ordet bios, som betyr liv.

Illustrasjon av et antroposentrisk og et biosentrisk verdisyn. Et antroposentrisk verdisyn gjør mennesket til alle tings målestokk. Et biosentrisk verdisyn tar utgangspunkt i at alt levende har verdi.

Naturen har nytteverdi, en bruksverdi for alle levende organismer, men den har også en egenverdi, altså en verdi i seg selv.

FORDYPNING

Arne Næss Arne Næss (1912–2009) var professor i filosofi ved Universitetet i Oslo fra 1939 til 1970. I doktorgraden arbeidet han med logikk og metode, og med det la han grunnlaget for ex.phil.-faget slik det er i dag. Han var en pioner innenfor økofilosofi, tenkningen om menneskenes plass i naturen og økosystemene. Næss var forkjemper for det han kalte økosofi og dypøkologi. Sammen med den amerikanske filosofen George Sessions formulerte han dypøkologiens åtte punkter. Første punkt handler om at alt menneskelig og ikkemenneskelig liv på jorda har verdi i seg selv. Verdien er uavhengig av nytteverdien for mennesker. Deretter sier de at mangfoldet er en del av verdien, og at menneskene ikke har noen rett til å redusere det mangfoldet hvis det ikke er for å tilfredsstille vitale behov. Videre tar de et politisk standpunkt og maner til handling. Blant annet tar de til orde for å sette mer pris på livskvalitet enn stadig økt levestandard. Næss var et lekent menneske, og en ivrig klatrer og friluftsmann. På hytta Tvergastein ved Hallingskarvet levde han en enkel tilværelse, og han arbeidet mye derfra. I 1970 var han en av flere demonstranter som ble båret vekk av politiet da de blokkerte arbeidet med utbygging av Mardøla-vassdraget i Møre og Romsdal. Han skrev flere bøker, blant annet om filosofihistorie, miljø, tilstedeværelse og livskvalitet.

444

Natur i samfunnet Vi møter situasjoner der verdien vi tillegger naturen, får betydning for hvordan vi handler. Det kan være i de små handlingene, for eksempel om du dreper edderkoppen på badegulvet eller velger å frakte den ut. Det kan være når du må ta avgjørelser knyttet til forbruket ditt: Skal du kjøpe nytt eller reparere gammelt? Det kan også være i de større handlingene, og i beslutningene som går forut for dem. Ofte må vi veie flere ulike hensyn opp mot hverandre. Tankene og handlingene våre er påvirket av mange forhold, som kultur, økonomi, vaner, regler, muligheter og situasjoner, i tillegg til verdier. Hva vi mener er moralsk eller etisk riktig oppførsel, avgjøres av hvilke verdier vi som enkeltpersoner har, og om vi er oss de verdiene bevisst. Hvis noe i naturen har rett til å eksistere, må det ha et livsmiljø som legger til rette for det. Alle individer av alle arter lever i et samfunn, i samspill med andre. Dessuten er de avhengige av et økosystem. Økosystemene er et resultat av samspill mellom abiotiske og biotiske faktorer. Dermed må ikke bare det levende tas vare på, men også det abiotiske miljøet, som jordsmonn, stein og vann. Når vi skal ta vare på natur, vil det å ta vare på livsmiljøene, mangfoldet og det økologiske samfunnet, også i stor grad sikre at vi tar vare på artene. Atlanterhavslaks (Salmo salar) er avhengig av sitt livsmiljø for å overleve

Å ta vare på naturen innebærer å beskytte både abiotiske og biotiske faktorer.

Naturmangfoldloven Naturmangfoldloven ble vedtatt i 2009 og skal sikre vern og bærekraftig bruk av naturen. Bærekraftig bruk vil si å få til en balanse der vi sikrer menneskenes ressursbehov samtidig som økosystemene og det biologiske mangfoldet blir bevart for framtidige generasjoner. Hvis balansen i et økosystem blir forskjøvet, får det konsekvenser for artssammensetningen ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 445

og den naturlige dynamikken i økosystemet. Det kan føre til at de tjenestene og godene som vi mennesker høster fra økosystemet blir redusert eller i verste fall forsvinner. Alle tiltak som berører naturen, skal vurderes etter denne loven, men ofte legger politikerne mer vekt på andre hensyn enn på hensynet til naturen. Naturmangfoldloven har et eget kapittel om områdevern og et eget kapittel om fremmede arter. Loven sier at de mest truede artene og naturtypene kan få spesielle bevaringsregler gjennom en forskrift. Hvordan naturmangfoldloven blir praktisert, varierer fra kommune til kommune og fra fylke til fylke. Viktige næringsinteresser innenfor jordbruk, skogbruk, ﬁskeri, samferdsel, havbruk, gruvedrift samt olje- og energiutbygging har stor påvirkning på naturmiljøet, og en del av dem ønsker en svak og lite forpliktende lov. Selv om lovens intensjoner er gode, blir ikke loven alltid praktisert slik at den virkelig fører til bedre naturforvaltning og mer bærekraftig naturbruk. Politikerne og myndighetene er de som til sist bestemmer hva som er en økologisk forsvarlig forvaltning av det biologiske mangfoldet.

Naturmangfoldloven skal sikre bærekraftig bruk av naturen. Bærekraftig bruk vil si å få til en balanse der vi sikrer menneskenes ressursbehov samtidig som det biologiske mangfoldet blir bevart for framtidige generasjoner.

REPETISJON

a Nevn noen årsaker til at natur er viktig for mennesker. b Forklar forskjellen på naturens nytteverdi og egenverdi. c Hva er formålet med naturmangfoldloven?

14.2 0CVWTNKIG GPFTKPIGTǭK PCVWTGP I forrige kapittel leste du om hvordan forskjellige abiotiske og biotiske faktorer påvirker populasjoner og økosystemer. I naturen skjer det hele tiden større og mindre forandringer som ikke alltid har noe å gjøre med menneskelig virksomhet eller utnytting av naturressursene. Skogbrann, skred i fjellet, leirras, isbreer som vokser, blir mindre eller blir helt borte, og elver som finner nye løp, er eksempler på det. Når slike store eller små endringer skjer, vil mange av artene som lever på akkurat det stedet, dø, og hele levestedet blir forandret. Det gir muligheter for andre arter enn de som levde der opprinnelig. Denne utviklingen kalles suksesjon. 446

Primærsuksesjon skjer når nytt land gjøres tilgjengelig, slik at artsmangfold etableres der det før ikke fantes liv. I noen tilfeller kan det dannes nye leveområder, for eksempel når isbreer smelter og blir mindre og etterlater seg områder der det åpnes opp for nytt plante- og dyreliv. Primærsuksesjon tar svært mye lengre tid enn sekundærsuksesjon. Endringer, som skogbrann og jordras, skjer i områder der det finnes jord med frø og mikroorganismer fra før, og der noen planter og dyr kan ha overlevd. Derfor begynner ikke livet i slike tilfeller på et nullpunkt. Endringen som vil skje her, er en sekundærsuksesjon. Konkurranseforholdet mellom de gjenlevende artene er forandret. Andre arter vil dominere i en periode før området etter en tid vender tilbake til noe som likner på det opprinnelige økosystemet. Kanskje kommer det nye arter inn i området. Noen blir der bare en kort periode, mens andre kan ha livsmiljøet sitt her i lang tid framover. Menneskelige inngrep kan føre med seg liknende konsekvenser, for eksempel ved veibygging, hvor mye jord og stein blir liggende bar, eller ved hogst. Også der vil området gå gjennom en suksesjonsprosess. I tilfellet med veibygging og bar jord blir det en primærsuksesjon, mens med hogst blir det en sekundærsuksesjon.

ь *YYJW XPTLGWFSS PTRRJW JS XJPZSI WXZPXJXOTS ࣢ ь ,JNYWFRX JW JS UNTSऍWFWY XTR liker nitrogen. Derfor vokser den blant annet i områder som har vært utsatt for skogbrann.

La oss se på et barskogområde etter en skogbrann. Skogbrann er en naturlig del av mange skogøkosystemer, men fører ofte til store kjemiske og fysiske forandringer. Noen arter er tilpasset slik at de kan overleve branner. Furu har høy krone og tykk bark, og mange typer furuskog er tilpasset skogbrann. For noen få arter er brann nødvendig for at de skal kunne formere seg.

ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 447

FORDYPNING

Sotpraktbille Det antas at over 100 norske arter er avhengige av brann. Mange av dem finnes N࣢FWYXLWZUUJSJ NSXJPYJW TL XTUUJW TL MFW XUJXNFQNXJWY XJL Uउ उ ZYS^YYJ S WNSLJS XTR plutselig blir frigjort ved en brann. En mer enn 5000 år gammel tradisjon er einer- og lyngbrenning, som ble brukt aktivt som skjøtsel av lyngheier. Siden det foregår mye mindre slik nedbrenning nå enn for 150–200 år siden, er flere av artene sjeldne og truet. Sotpraktbille (Melanophila acuminata) er spesialist på trær som har blitt svidd av brann. Larvene utvikler seg i trær som nylig har brent. Billen bruker antennene til उ࣢TUUIFLJ W ^P Uउ KQJWJ PNQTRJYJWX F[XYFSI TL IJS MFW NSKWFW IJ XJSXTWJW XTR PFS «føle» varme. Slik unngår den å lande et sted den kan risikere å bli brent.

Pionérarter er de artene som etablerer seg aller først i en suksesjon.

Elektronmikroskopbilde av sotpraktbille. Bildet er farget.

Mange fugler og andre dyr kan flykte og dermed overleve en skogbrann. Mye av dyre- og plantelivet kan forsvinne. De aller fleste grantrærne vil for eksempel dø. Etter brannen blir det frigjort mye nitrogen til jorda. Pionérartene, altså de som kommer først inn i området, er ofte arter som liker nitrogen. Nitrogenet er en ressurs som gir økt vekst av for eksempel geitrams og brennesle. Pionerartene kjennetegnes også av at de vokser og sprer seg raskt. På dette stadiet sier vi at suksesjonen er i primærfasen. Ikke så lenge etter brannen vil det vokse opp mange lauvtrær. Etter noen år begynner små granplanter å etablere seg. Suksesjonen går over i den etter hvert svært artsrike konsolideringsfasen, der noen arter kommer til og andre forsvinner. Sakte vil området igjen bli til en barskog, ganske lik den som var der før brannen. Da får vi et stabilt sluttsamfunn i klimaksfasen.

Suksesjon er en forandring av artssammensetningen over tid. Når slik forandring begynner der det ikke finnes liv fra før, kaller vi det primærsuksesjon. Ved sekundærsuksesjon finnes det både jord, frø og enkelte arter av planter og dyr i området, men økosystemet er KTWFSIWJY KTW JPXJRUJQ JYYJW XPTLGWFSS JQQJW MTLXY ࣢*YYJW JS skogbrann gjennomgår vegetasjonen flere faser. Først kommer pionérartene, deretter flere og flere arter (konsolideringsfase). Til slutt kommer klimakssamfunnet, som ofte er en barskog.

REPETISJON

a -[TWKTW XPOJW IJY MJQJ YNIJS SFYZWQNLJ KTWFSIWNSLJW N PTX^XYJRJSJ$࣢ b Forklar ordet suksesjon ࣢ c +TWPQFW KTWXPOJQQJS Uउ UWNR WXZPXJXOTS TL XJPZSI WXZPXJXOTS ࣢ d -[F POJSSJYJLSJW JS UNTSऍWFWY$ ,N YT JPXJRUQJW Uउ UNTSऍWFWYJW ࣢ 448

14.3 Menneskeskapte endringer i naturen De menneskeskapte miljøfaktorene og forvaltningen av naturen påvirker artene og leveområdene deres. Naturen er en ressurs for alle artene som har sitt levested og sin tilgang på næring der. Også vi har rett til å ha vårt levested og tilgang på ressurser fra naturen. For menneskene er naturen en ressurs både i form av dyrkbar jord, uttak av tømmer fra skog, jakt og fiske. Men naturen er også et sted vi kan tilbringe fritiden og få rekreasjon. Et av problemene med vårt «forbruk» av natur er at den uberørte naturen påvirkes i et stadig større omfang. Påvirkningen fra mennesker gjør at endringer i naturen går mye raskere enn naturlig, så raskt at arter og økosystemer noen ganger ikke henger med i utviklingen Enkelte økosystemer, naturtyper og arter er særlig utsatt fordi de er eller har vært overbeskattet. Mange arter er utsatt fordi vi rett og slett ødelegger leveområdene deres når vi bygger ut, bygger veier og ﬂytter elveleier. Rapporten fra FNs naturpanel (2020), IPBES, slår fast at det blir stadig tydeligere hvordan menneskeskapte, globale endringer fører til store trusler for menneskelig velferd. Interessant nok slo de fast at risikoen for smitte mellom dyr og mennesker øker når dyr mister levestedet sitt. Ekspertene advarte om nye pandemier allerede før covid-19-pandemien. I rapporten står det at vi også truer vårt eget ressurs- og livsgrunnlag, og at ødelagt natur utgjør et hverdagsproblem for mer enn tre milliarder mennesker. De viktigste menneskeskapte påvirkningene som truer naturen, er arealendringer og klimaendringer. Andre viktige påvirkningsfaktorer er overbeskatning, forurensning og innføring av fremmede og invaderende arter. Alle påvirkningene er gjenstand for forvaltning på både nasjonalt og internasjonalt nivå.

Ordet forvaltning kommer fra tysk verwaltung, som betyr styring eller administrasjon.

FNs naturpanel IPBES (The Intergovernmental Science-Policy on Biodiversity and Ecosystem Services) er et globalt vitenskapspanel som skal framskaffe kunnskap om påvirket og ødelagt natur.

Menneskene utnytter naturens ressurser til dyrkbar jord, jakt og fiske og til friluftsliv. Vi påvirker naturen stadig raskere og mer omfattende. Forvaltningen må ta for seg arealendringer og klimaendringer. Areaendring er den største trusselen mot det biologiske mangfoldet. REPETISJON

a Hva er IPBES? b Gi eksempler på hvordan menneskene utnytter naturens ressurser. c Gi noen eksempler på at menneskene påvirker naturen i ditt nærmiljø. d Hva er en pandemi?

ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 449

14.4 Endring i arealutnyttelse Eksempler på endret arealbruk er gjengroing og utbygging. Vei- og hyttebygging, vind- og vannkraftutbygging, mudring, gruvedrift og dumping av masser endrer arealene. Slike næringsinteresser skaper inntekter og arbeidsplasser og kan komme i konflikt med ønske om å bevare natur. Andre endringer i landskapet, som fragmentering, monokulturer og torvuttak, påvirker også det biologiske mangfoldet. I Tyskland fant forskere at 78 prosent av insektene forsvant mellom 2008 og 2017. Artsmangfoldet ble også redusert med 1/3. Undersøkelsen ble gjort både på blomsterenger og i skog.

Vi mennesker endrer landskapet når vi bygger hus, hytter og veier, og når vi bygger ut for vann- og vindkraft.

Fragmentering Arealendringene kan gjøre at artens habitat, levested, blir redusert eller ødelagt. Når levesteder blir ødelagt, blir det færre individer. Avstanden mellom populasjoner av samme art vil også øke, noe som kan isolere populasjonene og redusere det genetiske mangfoldet. Faren for innavl vil også øke. Vi får en fragmentering av landskapet, og det fører til at habitater splittes opp. Populasjoner blir isolert, og på lengre sikt kan de dø ut, eller de må bytte levested.

450

Minkende størrelse på leveområdene Minkende areal med levelige områder

Fragmentering gjør at det blir færre egnede habitater for en art, og at habitatene blir mindre. Små bestander er mer utsatt for utrydding i møte med tilfeldige hendelser, som skogbrann og ras, enn store bestander. Dessuten blir det større avstand mellom egnede habitater. Allerede når 30 prosent av landskapet er ødelagt, kan små habitater bli isolert. Dette er kritisk for arter med dårlig spredningsevne. Gode spredningskorridorer kan dempe effekten av fragmentering. Dersom 70 prosent av arealet er ødelagt, nærmer de fleste artene seg en nedre grense for overlevelse. Det egnede arealet blir da så lite at individene ikke finner det de trenger KTW उ T[JWQJ[J ࣢

Uegnede habitater 90 %

Egnede habitater

50 %

25 %

I Norge er de fleste arealinngrepene omfattet av plan- og bygningsloven. Den stiller krav om konsekvensutredning for tiltak som kan ha vesentlige virkninger for miljøet. Det er imidlertid ofte umulig å forutsi eksakt hvilke effekter ett enkelt inngrep vil kunne ha på enkeltarter og artsmangfoldet generelt. Ofte gjør summen av flere forskjellige inngrep at arten blir mer truet eller dør ut.

Storsalamander (Triturus cristatus) er et eksempel på hvordan arealendringer og fragmentering påvirker en art. Storsalamander er en rødlistet art som finnes flekkvis utbredt i Sør-Norge. Storsalamanderen var tidligere mer vanlig enn i dag. Årsakene til nedgangen er forurensning, igjenfylling og drenering av yngledammer og utsetting av fisk. Fisken spiser storsalamanderens egg og larver. Storsalamanderen trenger tilgang på overvintringsplasser og trygg vandringsmulighet fra overvintringsplassen til yngledammen. Storsalamanderen overvintrer nede i jorda, gjerne i museganger, under stubber, i kjellere og andre steder hvor den kan ligge beskyttet og frostfritt. De fleste overvintrer mindre enn hundre meter fra yngledammen. De vandrer hovedsakelig der det er fuktig, for eksempel langs bekker. Noen ganger krysser en vei bekken. Da må salamanderen opp på veien, hvor den kan bli overkjørt. Mange salamandere på vandring blir overkjørt hvert år. Bestanden har hatt en jevn nedgang, og mange gjenværende lokaliteter er blitt isolert. Storsalamander kan ikke forflytte seg mer enn ca. 3,5 km på egen hånd. Dammer i kulturlandskapet har forsvunnet som en konsekvens av et mer effektivisert jordbruk. Mange steder har det blitt så langt mellom dammene at storsalamanderen ikke møter andre individer av samme art enn de som lever i samme dam – landskapet er fragmentert. Heldigvis har vi satt i verk tiltak for å bedre levekårene for storsalamanderen. Flere steder prøver man å gjenskape dammer i jordbrukslandskapet, og tiltak med reetablering av bestander og redusert forurensning har også bremset nedgangen noe. Kunnskap og tiltak kan altså virke, men fortsatt blir flere levesteder ødelagt hvert år, og det blir stadig færre individer i bestanden. Trusselen mot artens overlevelse er altså fremdeles stor. I eksempelet med storsalamanderen ser vi at inngrep kan føre til at et område ikke lenger egner seg som levested. Ofte skjer naturinngrepene stykkevis og delt over mange år. Derfor går påvirkningen langsomt, og artsutryddelsen skjer så sakte at den kan være vanskelig å oppdage før prosessen har kommet langt. 1950

En konsekvensutredning går ut på å kartlegge hvilke konsekvenser tiltakene har for miljø, naturressurser, kulturminner og/eller samfunnet.

Et tenkt salamanderlandskap før og nå. Vi ser at landskapet blir mer fragmentert. Fragmentering er en trussel for mange arter.

2008

Salamanderdam

Barskog

Jorde

Bekk

Lauvskog

Hogstflate

ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 451

Storsalamander (Triturus cristatus) er et eksempel på en utrydningstruet art som kan bli offer for fragmentering.

Et annet eksempel på endringer av økosystemer som følge av endret arealbruk er grøfting av artsrike myrtyper for å gjøre dem tørrere og egnet for skogplanting, hytte- og veibygging i skog og fjell eller dyrking av jordbruksland. Det kan du lese mer om på temasiden om myr.

Arealendringer, som fragmentering, utgjør en stor trussel mot det biologiske mangfoldet i Norge. Vi får en fragmentering av landskapet, og det skaper avstand mellom egnede leveområder. Det kan føre til at populasjonene blir små og isolerte, og da kan de lettere dø ut.

Matsikkerhet er evnen vi har til å skaffe nok og trygg mat, uansett hvilke kriser som oppstår.

452

/QPQMWNVWTGTǭ Monokultur er når vi driver intensiv dyrking av en bestemt art på et bestemt område over en tid. Det motsatte av monokultur er polykultur og vekstskifte, også kalt vekselbruk. Vekstskifte går ut på at man fra år til år varierer hvilke planter som dyrkes på en åker. Polykultur er når man dyrker flere vekster sammen på samme åker. Ved både vekselbruk og polykultur vil mangfoldet av mikroorganismer i jorda, insekter og andre dyr i og rundt åkeren øke. Fordelen med monokulturen er at den er mindre arbeidskrevende å så og å høste. Men når vi omformer levende og variert natur til ensartet monokultur, får det store konsekvenser for økosystemet. Økologiske nisjer forsvinner, og dermed blir det biologiske mangfoldet redusert. I tillegg øker ofte problemene med skadedyr og sykdommer. I jordbruket og skogbruket har man effektivisert og økt produksjonen gjennom bruk av monokulturer. Denne utviklingen har imidlertid vært avhengig av vanning, gjødsling, sprøytemidler og maskinbruk. I Norge utgjør jordbruksarealene bare rundt tre prosent av landarealet, så her i landet har ikke jordbruket direkte ført til store økosystemforandringer.

Et plantefelt med bare gran er en monokultur. Monokulturer er som regel fattige på arter siden økosystemet er svært forandret, og mange opprinnelige nisjer er KTWX[ZSSJY ࣢

Jordbruk og skogbruk blir stadig mer effektivisert. Monokultur går ut på å dyrke samme planteart på et jordstykke år etter år, altså det motsatte av polykultur eller vekstskifte. Når vi omformer levende og variert natur til ensartet monokultur, blir det biologiske mangfoldet betydelig redusert.

Energiproduksjon Både vind- og vannkraftutbygging har stor påvirkning på naturen der kraftverkene bygges. Når deler av et vassdrag blir lagt i rør, blir vanntilgangen i elva sterkt redusert. Det påvirker fisk, elvemusling og en rekke planter og insekter som trenger naturlig vanntilførsel i elva. I verste fall kan disse artene forsvinne. Vi utnytter vannkraftressurser ved at innsjøer og elvestrekninger demmes opp eller tappes ned. Da legges tidligere landområder under vann eller tørker ut, og vannføringen i elva påvirkes. Elvemusling er en art som finnes i elver og bekker over hele Norge. Vi har over halvparten av den europeiske bestanden, derfor har Norge et spesielt ansvar for å ta vare på elvemuslingen. En voksen elvemusling kan rense opptil femti liter vann i døgnet, og en stor bestand består av mange tusen individer. Til sammen sørger de for rent vann og god vannkvalitet. Når vannføringen blir variabel eller redusert som følge av vannkraftutbygging, står elvemuslingen i fare for å tørke ut. De kan bevege seg, men det går sakte. I tillegg er de avhengige av laks eller ørret som vertsfisk. Muslinglarven sitter på fisken i nesten ett år før den faller av og begynner livet på elvebunnen. Hvis utbyggingen fører til at forholdene for fisk blir dårlige, eller en demning stenger vertsfisken ute, kan ikke elvemuslingen fullføre livssyklusen, og bestanden vil dø ut. Elvemuslingen kan bli svært gammel. Det eldste individet som er funnet i Norge, var over 280 år gammelt.

Elvemusling (Margaritifera margaritifera)

ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 453

Vindkraft kan medføre store konsekvenser for naturen. Både friluftslivarealer og verdifull natur kan bli skadelidende. Det har skapt stor debatt og konflikter om plassering av vindkraftanlegg. På øya Smøla i Møre og Romsdal ble det i 2006 anlagt et stort vindkraftanlegg – midt i leveområdet til Norges tetteste havørnbestand. Forskere har fulgt nøye med på utviklingen på Smøla, og så langt er nærmere hundre fredede rovfugler drept av vindkraftanlegget. Over nitti av disse er havørner. En rekke andre fugler er også drept av vindturbinene, blant annet ryper. Mange andre områder i Norge blir nå bygd ut med vindkraftverk. Noen steder har motstanden vært stor. Uglearten hubro kan også trues av vindkraftanlegg i noen områder. Hubroen er en av de mest kollisjonsutsatte fugleartene vi har. Bestanden i Norge er relativt liten, og mange hubropar hekker langs kysten, der de ﬂeste vindkraftanlegg bygges. Vindkraftanleggene utgjør en direkte trussel ved at fredede og rødlistede arter kan bli drept av vindturbinene. De fragmenterer også store landskapsområder og splitter opp inngrepsfri natur. Spesielt berøres naturen når det bygges veier og annen infrastruktur i vindkraftanleggene. Hubro (Bubo bubo)

Vårt økende energiforbruk medfører stadig mer utbygging av vann- og vindkraft. Utbyggingen kan true arter.

REPETISJON

a Hvorfor er arealendring regnet som den viktigste trusselen mot det biologiske mangfoldet? b Hva er fragmentering? Gi eksempler fra ditt nærområde. c Hvilke problemer kan fragmentering påføre en populasjon i et område? d Hvorfor er monokultur mer skadelig enn vekstskifte? e Også utbygging av fornybar energi kan gi konflikter. Gi eksempler.

14.5 -NKOCGPFTKPIGTǭ Klimaet på jorda har til alle tider vært i stadig forandring av naturlige årsaker, for eksempel forandringer i solas styrke, store vulkanutbrudd eller en endring i jordas bane rundt sola. På slutten av 1700-tallet begynte industrialiseringen, og med den fulgte et sterkt økende forbruk av fossil energi. Det gir store utslipp av klimagasser (drivhusgasser) – særlig CO2. 454

Den økende oppvarmingen skyldes blant annet store CO2-utslipp, men også utslipp av andre klimagasser, som metan og vanndamp. Når det blir varmere, øker fordampingen, og det blir flere skyer. Skyene fungerer som et lokk rundt jordkloden, og varmestrålingen slipper ikke ut. Temperaturen på jorda øker. De menneskeskapte klimaendringene går mye raskere enn de naturlige klimaendringene vi alltid har hatt på jorda, og de skjer i et økende tempo. Det har store konsekvenser for det biologiske mangfoldet. Økosystemer endres, og hyppigheten av ekstremvær i form av flom, tørke, storm og hetebølger øker. Disse konsekvensene er allerede merkbare over store deler av kloden, også i Norge. Klimaendringer som følge av økte klimagassutslipp har vært en sentral miljøsak i ﬂere tiår. Likevel har ikke politikerne tatt bekymringsmeldingene fra forskerne alvorlig nok. FNs klimapanel (IPCC) ble opprettet i 1988 av FNs miljøprogram (UNEP) og Verdens meteorologiorganisasjon (WMO). Klimapanelet har arbeidsgrupper med eksperter fra mange forskjellige fagområder. De henter inn omfattende forskningsresultater fra ulike fagfelt, som meteorologi, biologi, fysikk, matematikk, statistikk og kjemi, og bruker modeller og simuleringsforsøk med mange varierende faktorer for å lage klimaprognoser. Klimapanelet har levert en rekke rapporter. Konklusjonene her er svært sikre – og dramatiske – og de påvirker oss alle. Nesten daglig minner medieoppslag oss om de omfattende konsekvensene som menneskeskapte klimaendringer vil kunne få for mennesker og natur. Verdens meteorologiorganisasjon konkluderte i 2018

Styrken på solstrålingen varierer med solflekkaktiviteten. Mange solflekker gir sterkere solstråling. Solflekken i seg selv er kaldere enn resten av sola, men området rundt flekken er betydelig varmere. Karbondioksid, metan og vanndamp er klimagasser som gir økt drivhuseffekt for jordkloden. IPCC = Intergovernmental Panel on Climate Change, FNs klimapanel, som består av forskere fra mange forskjellige fagdisipliner. UNEP = United Nations Environmental ProLWFRRJ࣢ WMO = World Meteorological Organization

Global middeltemperatur (°C) 15,0 14,8 Gjennomsnitt siste 150 år Målt temperatur

14,6 14,4 14,2 14,0 13,8 13,6 13,4 13,2

1000

1860

1880

1900

1920

1940

1960

1980

2000

2020

År

Ved hjelp av en rekke datakilder har forskerne rekonstruert den globale temperaturen fra år 1000 og fram til i dag. Fra 1860 er målingene gjort med termometer. Temperaturen i perioden ў MFW࣢KTWXPJWSJ PFWYQFLY ved hjelp av årringer i tre, koraller, isprøver og skriftlige kilder på den nordlige halvkule.

ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 455

med at trenden med stadig høyere globale temperaturer fortsetter, og at de i gjennomsnitt 20 varmeste årene i moderne tid har vært i løpet av de siste 22 årene. Årlig settes det rekorder når det gjelder økende gjennomsnittstemperatur. I havet øker temperaturen, havnivået og graden av forsuring og forurensning. En økende havtemperatur gjør at mindre karbondioksid blir lagret i havet, altså slippes mer ut i luft. Når vann binder seg til karbondioksid, dannes karbonsyre, «kullsyre», og pH-verdien synker. Lav pH løser opp kalkskall. Organismer med et skall av kalk og silisium (tidligere kalt kisel), for eksempel koraller, muslinger, krepsdyr og kalkalger, får et tynnere skall. Det gir dyrene dårligere beskyttelse. Forbrenning av kull, olje og gass har ført til en stor økning i de globale CO2-utslippene og dermed til en økning av CO2 i atmosfæren. Det har igjen ført til at jorda har blitt nesten 1 °C varmere på relativt kort tid. Avskoging gir økt CO2-utslipp. Både sneglen og korallen påvirkes av endring i pH.

Store utslipp av klimagasser gjør at vi får en global oppvarming som går mye raskere enn de klimaendringene som skjer naturlig.

5GNXHQTUVGTMGPFG RTQUGUUGT MGT MNKOCGPFTKPIGPGǭ Klimasystemet er sammensatt. Vi trenger å forstå bedre hvorfor og hvordan selve klimasystemet blir forandret, det er ikke nok at vi kjenner til konsekvensene av forandringene. Forskere lager klimamodeller, og dermed er det også lettere å kartlegge enkeltkonsekvenser av klimaendringer. Fordi det skjer klimaendringer, settes flere forskjellige prosesser i gang. Slike prosesser virker tilbake på klimaet, og vi får det vi kaller selvforsterkende prosesser. Resultatet er enda raskere klimaendringer og negative konsekvenser for naturmiljøet. Her er to eksempler: • Global oppvarming fører til at det blir mer vanndamp i atmosfæren. Vanndamp er den viktigste naturlige klimagassen. Den reflekterer mye av den geotermiske varmestrålingen som går ut fra jorda, og gir økt drivhuseffekt. Varmestråling som naturlig skulle ha gått ut i verdensrommet, blir dermed returnert til jordoverflaten. Da øker oppvarmingen av jorda. • Redusert isdekke i Arktis påvirker havets overflatetemperatur. En overflate av snølagt is tar opp ti–tjue prosent av energien fra solstrålene fordi solstrålene reflekteres av snø og is, mens isfritt vann tar opp mer enn nitti prosent av energien. Mindre is og mer vann fører til oppvarming og økt fordampning. Det varme vannet fører til økt opptak av solenergi, varmere vann og raskere issmelting.

456

I 2020 raste flere kraftige skogbranner i California. Mange mennesker døde, og brannene førte til enorme materielle skader. Skogbrannene skyldtes flere faktorer, men klimaendringer med mer tørke var en viktig årsak. Over hele verden ser vi nå en økning av katastrofalt store skogbranner. Skog som brenner, tilfører atmosfæren klimagasser som påvirker klimaendringene ytterligere.

Vi kaller det selvforsterkende prosesser når klimaendringer setter i gang prosesser som igjen påvirker temperaturen slik at den øker enda mer.

0CVWT QI MNKOC GPFTGUǭ Naturen forandres når klimaet endres, og klimaet forandres når naturen endres. FNs klimapanel er svært tydelig på at gjennomsnittstemperaturen øker for raskt, klimaet blir varmere og mer ekstremt, havet stiger fordi isen smelter, og det blir økologiske forandringer både på land og i vann. Forskere som arbeider med klima, mener vi vil se disse forandringene i løpet av kort tid: • Artsutryddelsen skjer i dag mellom hundre og tusen ganger raskere enn naturlig på grunn av menneskelig aktivitet. Trolig vil artene bli utryddet ti ganger raskere på grunn av klimaendringene. Kanskje er så mye som en tredel av jordas artsmangfold truet. • Det blir tidligere vår i ﬂere regioner. Arter sprer seg til nye områder, med artsutryddelse og ustabilitet som resultat fordi endringene skjer raskt. Typiske høyfjellsarter og arktiske arter har ingen steder å ﬂykte og kan dø ut. • De siste hundre årene har temperaturen i Arktis økt nesten dobbelt så fort som den globale middeltemperaturen. Dette fører til store endringer i Arktis. Mange arter – fra mikroskopiske prokaryoter til store pattedyr – står i fare for å dø ut. ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 457

• D rivhuseffekten har gjort at havtemperaturen har økt helt ned til tre tusen meters dyp. Med oppvarmingen endres artssammensetningen av alger og plankton, og næringsnettene i havet blir i stor grad påvirket. Mindre CO2 løser seg i vannet når temperaturen øker, altså blir det mer CO2 i luften. • Økt havtemperatur og lavere pH gjør at alger som lever i symbiose med korallene, forsvinner, og korallrevene dør. • Det blir stadig ﬂere tilfeller av kraftigere nedbør med avrenning, erosjon og eventuelle jord- og leirras som konsekvenser. Det er i løpet av de siste årene målt mer nedbør i østre deler av Nord- og Sør-Amerika, Nord-Europa og deler av Asia. I subtropiske og tropiske strøk er det registrert hyppigere og kraftigere tørkeperioder de siste førti årene. Det er oftere ekstremvær. Andelen hetebølger øker, mens frost er blitt sjeldnere de siste femti årene. • Ekstreme værforhold kan gi store utslag i matproduksjonen. Særlig i tørre tropiske områder kan matproduksjonen synke selv ved små temperaturforandringer. På nordlige breddegrader vil produksjonen trolig øke noe.

Verden kommer til å oppleve store endringer i naturen og økosystemene i nærmeste framtid. Klimaet blir mer ekstremt, havet stiger fordi isen smelter, og det skjer trolig store økologiske forandringer både på land og i vann.

Økt havtemperatur og lavere pH fører til korallbleking fordi algene XTR QJ[JW XFRRJS RJI࣢PTWFQQJSJ KTWX[NSSJW )F࣢RNXYJW PTWFQQJSJ fargene sine, og vil etter hvert dø.

458

Klimaendringene påvirker artene Klimaendringene kan føre til at arter migrerer til nye leveområder. Når temperaturen øker, flykter mange arter nordover og opp i høyden. Sammen med konsekvensene av økt temperatur kan det gjøre at de som bor og har sin nisje der, blir konkurrert ut. Arter som allerede lever i kjølige områder, har ikke noe sted å flykte til. Mange arter er tilpasset at noe skjer til en fast tid. For eksempel endrer haren pelsfarge fra vinterhvit til brun en viss tid om våren. Tidligere vår kan gjøre at bakken blir bar mens haren fortsatt er hvit. Da blir den et lett bytte for rovdyr. Normalt kommer trekkfugler tilbake omtrent når insektene legger egg eller larvene klekker. En varm vår kan få insektene til å klekke tidlig, eller en kald vår kan gjøre at de klekker sent. Da kan det hende at mengden insekter ikke passer med mengden insektspisende fugl. Harens og insektenes evolusjon går ikke fort nok til å henge med på endringene som skjer nå. Nord i Canada gjør temperaturøkningen at busker som tidligere vokste langs bakken, strekker seg opp og blir høyere. Det gjør folk og dyr mer utsatt for isbjørnangrep. Tidligere var det lettere å se isbjørnen, men nå kan den gjemme seg i buskene, og den blir vanskeligere å oppdage.

Hare, Lepus timidus, var vanlig i Norge. I løpet av perioden 1990 til 2020 har antallet jaktede harer blitt redusert med nitti prosent, noe som kan være et mål på total mengde harer i Norge. Klimaendringer, jakt og rovdyr regnes som viktige årsaker. Når våren kommer tidligere enn før, rekker ikke haren å skifte fra vinterpels og blir lett synlig både for jegere og rovdyr.

Økt havtemperatur og lavere pH fører til at alger som lever sammen med koralldyr, dør. Det fører til at koralldyrene som danner korallrev, dør.

Klimaendringene forandrer de abiotiske faktorene. Da får mange arter problemer fordi de ikke klarer å tilpasse seg raskt nok.

Klimatilpasning Selv om vi ønsker å begrense klimaendringene, må vi også være forberedt på at det blir endringer, og vi må gjøre klimatilpasningstiltak. Tiltakene skal bidra til å begrense konsekvensene av økt temperatur, styrtregn, kraftig vind og tørke, som igjen påvirker arealutnyttingen. Mange av klimatilpasningstiltakene har også positiv effekt på det biologiske mangfoldet. Vi merker allerede at det blir mer styrtregn og store nedbørmengder som kan føre til oversvømmelse og flom. Myr er en viktig flomdemper, så bevaring av myrområder er et godt klimatilpasningstiltak. For å unngå erosjon på grunn av kraftige regnskyll eller mye nedbør, blir bønder oppfordret til å pløye om våren i stedet for om høsten. Da vil plantene som står igjen på åkeren, hjelpe til med å holde jord og næringsstoffer på plass. For å redusere virkningene av flom er det også viktig å bevare våtmark og kantsoner langs strender, elver og bekker. Plantene i kantsonen holder breddene på plass, på samme måte som plantene på åkeren holder jorda der på plass.

ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 459

Bevaring av myrområder er et godt klimatilpasningstiltak.

REPETISJON

a Hva er et annet ord for klimagasser? Hvilke klimagasser POJSSJW IZ YNQ$࣢ b Forklar hvordan klimagassene bidrar til økt temperatur på OTWIPQTIJS ࣢ c Hvorfor øker CO2 ZYXQNUUJSJ [उWJ$࣢ d Forklar begrepet selvforsterkende prosess. e Hvorfor foretar vi klimatilpasningstiltak? Nevn to eksempler på tiltak.

14.6 0CVWTHQTXCNVPKPI K 0QTIGǭ

Med økologisk tålegrense mener vi hvor mye belastning et økosystem kan klare uten å ødelegges.

Forvaltning innebærer at belastninger på en art eller et leveområde ligger innenfor den økologiske tålegrensen. Først da tar vi vare på økosystemene og deres struktur, funksjonsmåte og produktivitet, og slik kan det biologiske mangfoldet bevares. Skal vi få til dette, må vi ha god kunnskap om det biologiske mangfoldet og hvordan økosystemet fungerer, og om konsekvensene av den menneskelige aktiviteten. I praksis blir forvaltning ofte en diskusjon og en kamp mellom miljøhensyn og næringsvirksomhet. Politikerne og myndighetene bestemmer hva som er en økologisk forsvarlig forvaltning av våre ressurser, det biologiske mangfoldet. Vi har laget lover som skal verne naturen og dermed også verne det biologiske mangfoldet på alle de tre nivåene. Skal vi kunne ta vare på det biologiske mangfoldet både her i Norge og i resten av verden, må vi ha mye biologisk kunnskap, og vi må bruke denne kunnskapen når vi tar avgjørelser.

460

Selv om vi kjenner tålegrensen for et område, blir gjerne forvaltning en kamp mellom miljøhensyn og næringsvirksomhet.

-NKOC QI OKNL FGRCTVGOGPVGV JCT FGV QXGTQTFPGFG CPUXCTGVǭ Hver dag diskuteres en rekke små og store utbyggingssaker i Norge. Det bygges hyttefelter, alpinanlegg, anlegg for energiproduksjon, veier, flyplasser og industriområder. Til sammen krever alle disse inngrepene bruk av naturområder, noe som igjen kan øke trusselen mot våre felles naturressurser. Klima- og miljødepartementet (KLD) har det overordnede ansvaret for all miljøforvaltning i Norge. De forvalter mange lover, blant annet naturmangfoldloven og forurensningsloven. Men alle departementene skal ta ansvar for bevaring av biologisk mangfold innenfor sine ansvarsområder. Hvert fylke har sin egen statsforvalter med en egen miljøvernavdeling som skal bidra til å gjennomføre nasjonalt bestemt miljøvernpolitikk. De har blant annet ansvar for skjøtsel og oppsyn i naturreservater innenfor sitt fylke. Før alle større naturinngrep må de som ønsker å foreta inngrepene, gjøre miljøvurderinger. Dette kaller vi konsekvensanalyser. Hvis en utbygging får for store negative konsekvenser for miljøet og dermed det biologiske mangfoldet, kan utbyggingen stanses, eller den må justeres, slik at den tar mer hensyn til miljøet og artene som lever der. Da blir skadene så små som mulig. Tvilen skal komme naturen til gode. Dette kaller vi førevar-prinsippet. Føre-var-prinsippet er en sentral paragraf i naturmangfoldloven. Det betyr at vi ikke foretar inngrep hvis vi er usikre på følgene. Prinsippet skal brukes og vurderes på et biologisk faglig grunnlag hvis man for eksempel planlegger inngrep i områder med sjeldne og truede arter.

Lomvi (Uria aalge) er en sterkt truet sjøfugl som står i fare for å KTWX[NSSJ KWF STWXPJ KZLQJKOJQQ ࣢࣢

En utbygger kan bli pålagt å gjennomføre konsekvensanalyser. Klima og miljødepartementet (KLD) har det overordnede ansvaret for all miljøforvaltning i Norge.

Kartlegging av naturen Skal vi kunne forvalte naturen fornuftig, må vi vite hva vi skal forvalte. Per i dag har vi mer enn førtifem tusen kjente arter i Norge, bakterier og arker ikke medregnet. Bare fra 2010 til 2020 ble det oppdaget tre tusen nye arter, og forskerne regner med at det finnes ca. seksti tusen arter her i landet.

ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 461

I kartleggingsarbeidet av naturen er Artsdatabanken viktig. Artsdatabanken samordner arbeidet med naturkunnskap, kartlegging og formidling i samarbeid med de faglige miljøene som forsker på natur og arter. Norsk rødliste for arter (rødlista) er en oversikt over arter som står i fare for å dø ut fra norsk natur. Rødlista er utarbeidet av Artsdatabanken i samarbeid med forskere og andre med spesialkunnskaper om arter, og den fornyes jevnlig. Omtrent halvparten av de ca. 45 000 flercellede artene som er registrert i Norge, er vurdert, og 4438 av disse står på rødlista. Av 73 norske pattedyr regnes 17 som truede, mens tilsvarende tall for fugler er 232 vurderte og 46 truede. Noen arter på rødlista regnes ikke som truede, men de står på lista fordi bestanden har gått drastisk ned de siste årene. Hare, lirype, fjellrype og ærfugl vurderes som nær truede. I den siste rødlista er flere sjø- og fjellfugler kommet inn på grunn av betydelig nedgang i populasjonen. Rødlista er hovedsakelig lagd for å bidra til bedre forvaltning av det biologiske mangfoldet. Rødlista blir også brukt når forvaltningen skal ta avgjørelser knyttet til planer for arealendringer. Det er også et mål å spre kunnskap om arter og trusler mot artsmangfoldet til samfunnet. Damfrosk, dverggås, myrflangre, fjellrev, uer og ulv er eksempler på truede arter. truet 1235 arter 1235 arter

879 arter 734 arter

241 arter 114 arter utryddet

kritisk truet

sterkt truet

sårbare

nær truet

mangler datagrunnlag

Kilde: Artsdatabanken (2015)

Myrflangre (Epipactis palustris) er en orkide som vokser på kalkrik myr, og som er sterkt truet.

4438 arter står på Norsk rødliste for arter 2015. Av disse er 2355 plassert i de tre alvorligste kategoriene: kritisk truet, sterkt truet og sårbar. Disse tre gruppene kaller vi truet. For 734 arter er ikke datagrunnlaget godt nok til at artene kan plasseres i en kategori.

Artsdatabanken har også lagd en Norsk rødliste for naturtyper. Også denne rødlista er utarbeidet av forskere og fagfolk med spesialkunnskaper om naturtyper og økologi. I Norsk rødliste for naturtyper (2018) er 258 forskjellige naturtyper vurdert. 123 typer står på rødlista, og 74 er klassifisert som truet. Sukkertareskog, snøleier, boreal regnskog og fuglefjell er alle eksempler på naturtyper som er truet. 462

Fremmedartslista er en oversikt fra Artsdatabanken over fremmede arter som kan utgjøre en betydelig risiko for naturlige arter og økosystemer i Norge. En fremmed art vil si en art som ikke finnes her naturlig, men som er innført av mennesker, bevisst eller ubevisst, og som kan ta andre arters nisjer og utkonkurrere dem. Det er påvist over 3000 fremmede arter i norske områder. Noen av disse artene er relativt harmløse og er derfor ikke vurdert som aktuelle for fremmedartslista. Andre fremmede arter utgjør en stor trussel mot det biologiske mangfoldet. 1485 fremmede arter regnes å utgjøre en risiko i Fastlands-Norge. Høyrisikoarter utgjør en høy eller svært høy økologisk risiko ved at de sprer seg raskt og utkonkurrerer andre arter. Eksempler er stillehavsøsters, parkslirekne, sebramusling og mink. Enkelte arter utgjør en så stor risiko at de er forbudt å innføre og sette ut i naturen, deriblant amerikahummer, tre lupinarter og kjempebjørnekjeks. I fremmedartslista fra 2018 ble det innført en ny kategori: regionalt fremmede arter. Det er arter som lever en del steder i Norge, men som er satt ut i områder de ikke ville spredd seg til naturlig. Eksempler på det er blant annet fiskearter, som gjedde og mort, som er spredd av mennesker til områder der disse fiskene ikke naturlig hører hjemme.

En naturtype er definert som en ensartet type natur som omfatter alle levende organismer og de miljøfaktorene som virker der, eller spesielle typer naturforekomster, som dammer, åkerholmer eller liknende.

I tillegg til rød-, fremmedarts- og naturtypelistene, har Artsdatabanken laget Artskart og Økologisk grunnkart. Artskart er et digitalt kart som viser hvor de ulike artene er funnet. Økologisk grunnkart har mange ulike kartlag og gir en sammenstilling av informasjon som tidligere lå i forskjellige kartdatabaser. Her vises blant annet verneområder, berggrunn, naturtyper, flomsoner og mye mer. Kartlegging gir en oversikt over hvordan det står til med artene og naturen, og gir oss grunnlag for å forvalte naturen og beregne hvor mye vi kan høste av de enkelte artene. I Norge har vi dårlig oversikt over hvor de forskjellige artene og naturtypene finnes. Derfor pågår det et kontinuerlig arbeid med å kartlegge dette.

Artsdatabanken utarbeider en rødliste og en fremmedartsliste. Rødlista er en oversikt over truede arter og naturtyper i Norge. Fremmedartslista er en oversikt over fremmede arter i Norge og en risikovurdering av dem. Artsdatabanken samordner arbeidet med naturkartlegging og formidler kunnskap om naturen og artene.

Kjempebjørnekjeks (Heracleum mantegazzianum) er en fremmed art som det er ulovlig å innføre, selge eller plante i Norge. Den vokser tett og utkonkurrerer naturlig tilhørende arter der den vokser. Flere kommuner bruker store ressurser på å fjerne arten.

ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 463

Halvparten av de truede artene i Norge har skogen som leveområde, men vi har vernet mye mindre enn det forskerne anbefaler. Norge har internasjonalt ansvar for flere skogtyper som ikke finnes andre steder i Europa, for eksempel kystregnskogen i Midt-Norge, som dette bildet viser.

Vern av naturen Vern av naturen og artene er den mest effektive og faglig beste metoden for å bevare biologisk mangfold. Vern vil ofte omfatte bare noen få prosent av naturen. Når tilstrekkelig med representative arealer er vernet, er det samtidig viktig at de resterende arealene blir forvaltet på en økologisk god måte. Det biologiske mangfoldet kan bevares samtidig som vi utnytter naturressursene. Dette kaller vi bærekraftig bruk. Da får vi til en balanse mellom det å sørge for økonomiske resultater og dekke menneskenes behov og det å ta vare på det biologiske mangfoldet. Vern av gammel skog er svært viktig for å bevare biologisk mangfold. I Norge er bare omkring tre prosent av den produktive skogen vernet, mens forskerne anbefaler at minst ti prosent bør vernes. Stortinget har vedtatt at målet er ti prosent skogvern, men det praktiske vernearbeidet går sakte. Betydningen av skogvern er understreket i rødlista, som viser at halvparten av de truede artene er knyttet til skog.

Vi trenger biologisk kunnskap for å kunne bevare de delene av naturen vi anser som bevaringsverdige, samtidig som vi ønsker å benytte naturens ressurser på en bærekraftig måte.

;JWSJKTWRJW࣢

Et viktig tiltak for å bevare det biologiske mangfoldet er å øke vernet av naturområder og sørge for at verneområdene dekker alle viktige naturtyper i Norge. Norsk institutt for naturforskning (NINA) har evaluert hvordan vernet i Norge fordeler seg. Det er vernet mye fjell, men lite skog. Mer enn halvparten av de 65 naturtypene som er vurdert, regnes å ha et stort, udekket behov for vern. Hvordan denne utfordringen skal møtes, blir et politisk spørsmål. 464

Oversikt over vernet areal i Norge fordelt på ulike verneformer (2020) Verneform

Antall

Areal (i km2)

Prosent av Norges landareal

Nasjonalparker

32 339

9,8 %

Naturreservater

2457

7554

2,3 %

Landskapsvernområder

196

17 247

5,3 %

Andre verneformer

462

393

0,1 %

Totalt

3170

56799

17,5 %

Kilde: Miljødirektoratet (2021)

Vi har forskjellige former for vern av natur i Norge. De viktigste er nasjonalpark, naturreservat, landskapsvernområde, prioriterte arter og utvalgte naturtyper. De legger ulike begrensninger på hva som kan tillates av aktivitet. Hovedhensikten er å bevare biologisk mangfold og naturlige økologiske prosesser i verneområdene. Nasjonalparker og naturreservater er strenge former for områdevern. I slike områder er det vanligvis ikke lov å bygge veier, hytter eller alpinanlegg eller foreta andre inngrep. Når staten verner områder som privatpersoner eier og dette fører til begrensninger på arealbruken, får grunneieren erstatning. Nasjonalparker er gjerne store områder på opptil ﬂere tusen kvadratkilometer. Naturreservatene er mindre, vanligvis mellom én og ti kvadratkilometer. De har strengere regler enn nasjonalparkene når det gjelder ferdsel og høsting. I noen naturreservater kan aktiv skjøtsel være tillatt, men da bare hvis det ivaretar eller bedrer de økologiske forholdene. Aktiv skjøtsel betyr at det gjøres konkrete tiltak, for eksempel at man slår en blomstereng for å hindre gjengroing eller brenner lynghei kontrollert for å bevare artsmangfoldet i denne naturtypen. Landskapsvern er den svakeste formen for områdevern. I slike områder gjelder forbud mot inngrep som kan forandre landskapets karakter vesentlig. Både skogbruk og annen næringsvirksomhet kan tillates, alt etter begrunnelsen for vernet. Landskapsvern brukes ofte mellom spredt områder som har strengere vern, og som bufferområder rundt verneområder. Prioriterte arter og utvalgte naturtyper er en type vern av arter og naturtyper med spesielt stor verdi. I 2021 er 14 arter vedtatt som prioriterte arter, og 8 naturtyper er vedtatt som utvalgte naturtyper. I tillegg er 48 arter av frøplanter, 8 mosearter og 10 dyrearter fredet etter den gamle naturvernloven av 1970. Denne ordningen fredet arten, men det fantes ingen tiltak for å bevare artenes leveområder knyttet til fredningen. Orkideen marisko er fredet ved lov, men artens leveområde kan lovlig ødelegges av ﬂatehogst eller ødelegges med bygging av skogsbilvei.

Skilt i Årdalen naturreservat i Aust-Agder

ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 465

Alle de fire store rovpattedyrene jerv, gaupe, bjørn og ulv er fredet. De tre første er sterkt truet (EN), og ulven er kritisk truet (CR). Likevel tillater myndighetene jakt (lisensjakt og kvotejakt) på disse artene. I tillegg skytes en del rovdyr på skadefelling når de tar sau eller tamrein, eller de skytes i nødverge når de FSLWNUJW GZXPFU ࣢

I Norge har vi flere ulike verneformer. Noen tillater næringsvirksomhet, som jord- og skogbruk, andre tillater bare forsiktig skjøtsel, for JPXJRUJQ उ XQउ JS GQTRXYJWJSL KTW उ GJ[FWJ IJS ࣢

466

FORDYPNING

5WNTWNYJWYJ FWYJW ў IWFLJMTIJ࣢ Dragehodeglansbille (Meligethes norvegicus) er en liten, svart bille som er svært sjelden. Den er funnet noen få steder i Oslo og Viken, samt kanskje ett funn ved Kaliningrad i Russland. Arten har den sjeldne planten dragehode (Dracocephalum ruyschiana) som sitt levested. Denne planten har også spesielle krav til voksestedet og trives best på varme, kalkrike, tørre og solrike enger. Dragehodeglansbillen legger eggene sine inni knoppene på planten tidlig på sommeren. Larvene klekkes inni blomsten og lever der den første tiden. Billen er helt avhengig av akkurat denne plantearten for å kunne formere seg., Hvorfor det er slik, vet vi ikke sikkert. Billen er en spesialist og har dragehode som sin nisje. Leveområdene til dragehode er nesten forsvunnet, enten fordi de bygges ned, eller fordi fremmede plantearter, som rynkerose og syrin, har blitt plantet og utkonkurrerer dragehode. Dermed forsvinner også livsmiljøet for dagehodeglansbillens larver, og FWYJS KउW NPPJ WJUWTIZXJWY XJL ࣢ I 2011 ble dragehode utpekt som en prioritert art. Dette er et virkemiddel som tas i bruk for å sikre at de mest truede artene ikke forsvinner. Hver av de prioriterte artene får en egen handlingsplan som gir svært høy beskyttelse av arten og dens leveområder.1 I 2021 hadde 14 arter i Norge KउYY XYFYZX XTR UWNTWNYJWYJ FWYJW ࣢

)WFLJMTIJ࣢

Vern av større, sammenhengende naturområder er et grunnleggende og viktig forvaltningstiltak for å bevare norsk natur. Nasjonalparker og naturreservater er strenge former for områdevern. Landskapsvern er den svakeste formen for områdevern. Artsfredning betyr fredning av FWYJW XTR JW XOJQISJ JQQJW XUJXNJQY YWZJY ࣢

REPETISJON

a Hvilket departement har det overordnede ansvaret for RNQO KTW[FQYSNSLJS N 3TWLJ$࣢ b Hva er en konsekvensanalyse? Hva er hensikten med en slik FSFQ^XJ$࣢ c Forklar hva føre-var-prinsippet og bærekraftig bruk er. ,N STJS JPXJRUQJW Uउ M[JW F[ IJR ࣢ d Hvem utarbeider Norsk rødliste for arter i Norge? Hva er hensikten med en slik liste? e Hva er fremmedartslista? f Vi har flere former for vern av biologisk mangfold i Norge. -[NQPJ JW IJ KNWJ [NPYNLXYJ$࣢ g Hva er forskjellene mellom de fire mest brukte [JWSJKTWRJSJ$࣢

ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 467

MYR Hva er ei myr? Myr er en type våtmark som kjennetegnes av at det gjennom året eller deler av året finnes vann nær overflaten. I ei myr går nedbrytningen av dødt organisk materiale, først og fremst planterester, så sakte at det gradvis hoper seg opp delvis nedbrutt organisk materiale, torv. Dette skjer kontinuerlig, og ny mose vokser over den døde mosen. Dette bidrar til et miljø som er nesten oksygenfritt, og karbonet lagres. Det oksygenfrie miljøet bidrar til å bevare mer enn torv. Flere steder i Europa er det funnet svært godt bevarte lik i myrene. Sammen med bakteriedrepende stoffer mosene danner, bidrar det lave oksygeninnholdet til at likene blir mumifisert. Det er funnet godt bevarte lik som er datert til å være så mye som to tusen år gamle.

468

Visste du at: •

De eldste myrtypene i Norge er åtte tusen år gamle.

•

Omtrent ni prosent av landarealet i Norge er myr.

•

Torv som er tatt ut én meter nede i myra, var levende torvmose for tusen år siden. Det betyr at en myr vokser med omtrent én millimeter i året.

•

Torvmosen produserer stoffet sphagnan, som er svakt bakteriedrepende. Derfor har torv vært brukt til blant annet bandasjer og bind.

•

Myra renser vann. Torv og torvmoser filtrerer avrenning fra jordbruk og andre forurensningskilder.

Torvmose Myr består i hovedsak av levende og død torvmose. I Norge har vi 57 ulike arter av torvmose. Det utgjør alle torvmosene som er funnet i Europa, med unntak av 4 arter. Divisjon moser oppstod for omtrent fem hundre millioner år siden. Moser har verken røtter eller noe spesialisert ledningsvev som transporterer vann med næringsstoffer. De er festet til bakken kun med rotliknende hår uten ledningsvev. Alle delene av mosen er absorberende, det vil si at de er mer eller mindre svampaktige, og vannet blir trukket passivt inn ved diffusjon. Torvmose kan holde på vann tilsvarende ti ganger sin egen vekt! Dette gjør at myra fungerer som en svamp. Den kan suge til seg og oppbevare store mengder vann i perioder med mye nedbør. Siden myra kan holde på så mye vann, vil den i perioder med lite nedbør gradvis frigi vann til omgivelsene. På denne måten kan myra dempe virkningene av både flom og tørke. Klimaendringer fører til stadig mer ekstremvær, så denne evnen vil være viktig i framtiden.

Myr og klima Myr er den naturtypen på jorda som lagrer mest karbon. I norske myrer ligger et karbonlager som tilsvarer 950 millioner tonn karbon. Faktisk er torvmosene den planteslekten som bidrar mest til karbonbinding på jorda! Ødelegges myra, frigjøres karbonet som CO2.

TEMA

Dobbeltbekkasinen er både i den norske og den globale rødlista definert som en «nær truet art». Dobbeltbekkasinen er en vadefugl som nå bare finnes på høyereliggende, rike myrer, hvor den kan finne spillplasser. Den oppholder seg i Norge i hekketida fra mai til over sommeren. I august trekker den til Afrika, hvor den lever resten av året. Dobbeltbekkasinen er den raskeste av trekkfuglene og i stand til å trekke fra Norge til Etiopia uten hvilepause! Med en fart på opp mot nitti km/t bruker den mellom to og fire døgn på reisen.

455,&;*7

Emblaringvinge

Å kjøpe torvfri jord når du handler jord til hagen, utgjør et godt bidrag til å redde våtmark.

Livet på myra

Trusler mot myra

Mange arter lever hele livet sitt i tilknytning til myr. Myra utgjør viktige rasteplasser for trekkfugler. Der kan de ta en pause og spise frø, insekter og småkryp på sin vei mot nord eller sør. Mange planter, edderkopper og insekter har tilpasset seg livet på myra og vil ikke kunne klare seg andre steder. Næringsrike myrer er levested for mange arter og kan inneholde mer enn to hundre plantearter. Mange av artene knyttet til myra er sårbare eller beskrevet som truet i rødlista, for eksempel orkideen myrflangre og sommerfuglen emblaringvinge (Erebia embla).

Omtrent en tredjedel av all myra i Norge er i dag ødelagt. Det skyldes først og fremst grøfting, drenering og oppdyrking til jordbruksformål eller til planting av skog. Nedbygging av myrer til veier, hytter og boliger samt uttak av torv til hagejord har også ført til at myrer og annen våtmark har blitt borte.

Restaurering av myr Det er mye lettere å ødelegge en myr enn å reparere den. I dag bruker vi millioner av kroner på å restaurere noen av myrene vi har grøftet opp gjennom årene. En slik restaurering innebærer å tilbakeføre myra til sin naturlige tilstand ved å tette igjen grøfter, heve grunnvannsstanden og gjeninnføre den opprinnelige myrvegetasjonen.

Kjøleskapet ble oppfunnet i USA i begynnelsen av 1920-årene og kom til Norge i 1950-årene. Mat har blitt gravd ned i torvmyrene og oppbevart der i flere år. Finn ut mer om hva slags type mat som ble gravd ned, på hvilken måte maten ble konservert, og hvordan kvaliteten på maten var etter at den ble tatt opp fra myra. Intervju gjerne noen eldre mennesker som kan huske slik oppbevaring. Sphagnan i torvmose er svakt bakteriedrepende og bidrar til at mat ikke råtner. Forskere mener at også andre teorier kan forklare hvorfor maten holdt seg frisk nedgravd i myra. Finn ut mer om disse ulike teoriene. Vi har mange typer av myr: ombrogene myrer (regnvannsmyrene) og minerogene myrer (jordvannsmyrene). Finn ut mer om disse. Oppsøk gjerne ulike typer myr i ditt lokalmiljø. Bruk en flora og finn ut hvilke plantearter som er typiske for de to typene myr. Kanskje bor du i et område der diskusjonen om «vei eller myr» er aktuell. Hva innebærer en slik diskusjon, og hvem «vinner» den?

ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 469

SAMMENDRAG

O Naturbegrepet er menneskeskapt, og vi bruker flere definisjoner. En av

de mest brukte er at natur er det som ikke er skapt av mennesker. O Naturen har nytteverdi, en bruksverdi for alle levende organismer, men

den har også en egenverdi, altså en verdi i seg selv. O Å ta vare på naturen innebærer å beskytte både abiotiske og biotiske

faktorer. O Naturmangfoldloven skal sikre bærekraftig bruk av naturen. Bærekraftig

bruk vil si å få til en balanse der vi sikrer menneskenes ressursbehov samtidig som det biologiske mangfoldet blir bevart for framtidige generasjoner. O Suksesjon er en forandring av artssammensetningen over tid. Når slik

forandring begynner der det ikke finnes liv fra før, kaller vi det primærsuksesjon. Ved sekundærsuksesjon finnes det både jord, frø og enkelte arter av planter og dyr i området, men økosystemet er forandret, KTW JPXJRUJQ JYYJW XPTLGWFSS JQQJW MTLXY ࣢*YYJW JS XPTLGWFSS gjennomgår vegetasjonen flere faser. Først kommer pionerartene, deretter flere og flere arter (konsolideringsfase). Til slutt kommer klimakssamfunnet, som ofte er en barskog. O Menneskene utnytter naturens ressurser til dyrkbar jord, jakt og fiske og

til friluftsliv. Vi påvirker naturen stadig raskere og mer omfattende. Forvaltningen må ta for seg arealendringer og klimaendringer. O Vi mennesker endrer landskapet når vi bygger hus, hytter og veier, og

når vi bygger ut for vann- og vindkraft. O Arealendringer, som fragmentering, utgjør en stor trussel mot det

biologiske mangfoldet i Norge. Vi får en fragmentering av landskapet, og det skaper avstand mellom egnede leveområder. Det kan føre til at populasjonene blir små og isolerte, og da kan de lettere dø ut O Jordbruk og skogbruk blir stadig mer effektivisert. Monokultur går ut på

å dyrke samme planteart på et jordstykke år etter år, altså det motsatte av vekstskifte. Når vi omformer levende og variert natur til ensartet monokultur, blir det biologiske mangfoldet betydelig redusert O Vårt økende energiforbruk medfører stadig mer utbygging av vann- og

vindkraft. Utbyggingen kan true arter

470

SAMMENDRAG

O Store utslipp av klimagasser gjør at vi får en global oppvarming som går

mye raskere enn de klimaendringene som skjer naturlig O Vi kaller det selvforsterkende prosesser når klimaendringer setter i

gang prosesser som igjen påvirker temperaturen slik at den øker enda mer. O Verden kommer til å oppleve store endringer i naturen og

økosystemene i nærmeste framtid. Klimaet blir mer ekstremt, havet stiger fordi isen smelter, og det skjer trolig store økologiske forandringer både på land og i vann. O Klimaendringene forandrer de abiotiske faktorene. Da får mange arter

problemer fordi de ikke klarer å tilpasse seg raskt nok. O Selv om vi kjenner tålegrensen for et område, blir gjerne forvaltning en

kamp mellom miljøhensyn og næringsvirksomhet. O En utbygger kan bli pålagt å gjennomføre konsekvensanalyser. Klima og

miljødepartementet (KLD) har det overordnede ansvaret for all miljøforvaltning i Norge. O Artsdatabanken utarbeider en rødliste og en fremmedartsliste. Rødlista

er en oversikt over truede arter og naturtyper i Norge. Fremmedartslista er en oversikt over fremmede arter i Norge og en risikovurdering av dem. Artsdatabanken kartlegger mange konsekvenser ved inngrep for å kunne gi best mulige råd om forvaltning. O Vi trenger biologisk kunnskap for å kunne bevare de delene av naturen

vi anser som bevaringsverdige, samtidig som vi ønsker å benytte naturens ressurser på en bærekraftig måte. O I Norge har vi flere ulike verneformer. Noen tillater næringsvirksomhet,

som jord- og skogbruk, andre tillater bare forsiktig skjøtsel, for JPXJRUJQ उ XQउ JS GQTRXYJWJSL KTW उ GJ[FWJ IJS ࣢ O Vern av større, sammenhengende naturområder er et grunnleggende og

viktig forvaltningstiltak for å bevare norsk natur. Nasjonalparker og naturreservater er strenge former for områdevern. Landskapsvern er den svakeste formen for områdevern. Artsfredning betyr fredning av FWYJW XTR JW XOJQISJ JQQJW XUJXNJQY YWZJY ࣢

ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 471

OPPGAVER

14.1 Definer begrepet «naturens egenverdi». Diskuter om det er et tydelig biologisk begrep eller et mer filosofisk begrep.

14.10 Ta igjen for deg et kart som viser stor veiog/eller jernbaneutbygging. Kan du se hvordan landskapet er fragmentert? Finnes spredningskorridorer?

14.2 Lag en oversikt over hvilken betydning naturen har for deg.

14.3 Finn ut mer om innholdet i naturmangfoldloven. Siden det er en lov, kan vel brudd på den medføre rettsaker? Har det vært noen slike?

14.11 En kommune skal tillate bygging av 100 nye hytter. Bør de lage ett stort og samlet felt for alle hyttene, eller skal de tillate at mange grunneiere får selge ut 2–5 hyttetomter hver?

14.12 Hvis du har reist med fly, har du nok sett 14.4 I løpet av de siste årene har vi fokusert mye på forbruk, kasting av mat, klær, elektroartikler og annet. Diskuter i hvilken grad butikker og andre aktører i kommunen sørger for innsamling av det vi ofte i utgangspunktet definerer som «søppel», men som kanskje kan gjenvinnes.

landskap preget av monokulturer. Hvilke fordeler gir slik drift for bøndene, og hvilke ulemper kan det medføre for naturen?

14.13 Klimaet er i endring, og det blir både varmere og tørrere samtidig som det blir kaldere og våtere. Gi eksempler på at erosjon kan skape problemer.

14.5 Finn ut hvor mye avfall hver nordmann kaster per år.

14.14 Finn på internett hva slags ansvarsområder Klima- og miljødepartementet jobber med.

14.6 a) Diskuter begrepet «bærekraftig bruk». b) Kan du gi eksempler på en næring som er basert på bruk av naturressurser, og som er bærekraftig? c) Og en som ikke er det?

14.7 Bruk nettstedet energiogklima.no. Finn et tema, og skriv et essay eller et lite foredrag om temaet.

14.15 En ny studie viser at gammel skog tar opp og lagrer forholdsvis mer karbondioksid enn ny skog. Vi har lenge trodd at den sterke veksten til ungskog gir høyest opptak av karbondioksid fordi den har mest fotosyntese. a) Finn ut hva som er riktig. b) Rødlista inneholder også en del trearter, gi eksempler.

14.8 Bruk Google maps eller et annet oversiktsbilde fra ditt nærmiljø. Undersøk om det på kartet vises områder med primær- og sekundærsuksesjon. Finnes også de vi definerer som klimakssamfunn?

14.16 Finn eksempler på rødlistede arter i ditt nærmiljø.

14.17 Hvorfor sprer mange arter seg nå raskereenn før?

14.9 Klimaendringer nevnes ofte i mediene, og stadig flere mener at vi bør være bekymret over at klimaet endrer seg for raskt. a) Hvordan kan naturen endre seg når klimaet forandres? Gi noen eksempler. b) Hvorfor bør vi være bekymret for «selvforsterkende prosesser»?

472

14.18 Finn eksempler på introduserte arter som skaper problemer i norsk natur. Hva har skjedd, og hvorfor er det blitt problemer?

14.19 Undersøk om ditt fylke har vernede områder, også med ulike verneformer.

ØVELSER

Ø 14.1 Skog eller golfbane? Lag et rollespill og velg roller slik at ulike interesser er representert. Finn ut hvordan dere må regne med at de forskjellige aktørene kommer til å opptre ut fra liknende saker som er omtalt i mediene, ut fra partipolitiske programmer eller ut fra interesseorganisasjonenes formålsparagrafer og mål for arbeidet (dette kan dere finne på internett). Her er noen eksempler på aktører: • representant fra en entreprenør som skaper lokale arbeidsplasser

• • • • • • • • •

miljøverner hobbyornitolog (fuglekikker) XUTWYX‫ܪ‬XPJW grunneier som dyrker korn skogeier representant fra golfklubben

Framgangsmåte Finn ut hvilke lover som gjelder for jordbruk, naturvern og utbygging. Finn fordelingen av ansvar mellom stat, fylke (Miljøverndepartementet, Statsforvalterens miljøvernavdeling) og kommunen. Lag et rollespill i klassen der de forskjellige interessepartene er representert. Andre muligheter: • Lag et «kommunestyremøte» som skal gjøre vedtak i saken.

• 1 FL JS F[NXWJUTWYFXOJ TR PTS‫ܫ‬NPYJS • Skriv leserinnlegg for de ulike synene. • Lag et rollespill basert på en konkret sak i din egen kommune.

• La klassen lage en «miljøvennlig» golfbane hvis dere mener det kan gjøres.

en person fra Statsforvalterens miljøvernavdeling personer fra forskjellige politiske partier andre?

Det er flere problemstillinger knyttet til denne saken: 1. Området som skal bygges ut, er et skogområde som Miljøverndepartementet har foreslått vernet som naturreservat. Vern støttes av miljøverneren. Hva tror dere skogeieren ønsker – skogbruk, skogvern eller golf? Hva mener golfentusiasten om skogvern i området? Og kommunepolitikerne? 2. Det finnes en del dyrket mark her, og grunneieren vil fortsatt dyrke korn. Hva mener de ulike aktørene om jordbruk kontra golfbane? 3. Det finnes også våtmarksområder her med et yrende fugleliv. Det renner flere bekker gjennom området, og det er et fiskerikt vann.

Resultater og konklusjon Oppsummer de viktigste argumentene fra de forskjellige interessepartene. Lag tre forskjellige utganger på saken. Hva har du lært?

Golfentusiasten mener det er mulig å kombinere skogvern, vern av våtmarkene og fiskevannet med golf i området. De har mange gode rekreasjons- og helseargumenter. Hva kan Statsforvalteren si til en slik plan? Og ornitologene med sin kunnskap, hva mener de? Dermed er mange interesser involvert. Noen av de motsatte interessene kan være: naturvern – golfbane, jordbruk – golfbane, sportsfiske – golfbane, naturvern – skogbruk, jordbruk – annen lokal sysselsetting osv.

ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 473

ØVELSER

Ø 14.2 Ekskursjon til en lokal bedrift med renseanlegg Teori I industribedrifter foregår det produksjon som fører til at det også lages avfallsstoffer. Disse avfallsstoffene kan igjen føre til forurensende og svært skadelige utslipp til vann, land eller luft. For å fjerne eller redusere skadelige stoffer brukes forskjellige renseprosesser. Vi skiller mellom kjemiske, mekaniske og biologiske renseprosesser. Hensikten med denne ekskursjonen er • å få innblikk i renseprosessene

• उ ‫ܪ‬SSJ ZY M[NQPJ XYTKKJW XTR GQNW WJSXJY • å forstå hvordan stoffene kunne ha påvirket naturens kretsløp

• उ ‫ܪ‬SSJ ZY M[NQPJ XPFIJW INXXJ XYTKKJSJ PZSSJ MF påført mennesker, dyr og planter

• उ ‫ܪ‬SSJ ZY M[TW XYTWJ RJSLIJW XPFIJQNLJ XYTKKJW som blir renset og samlet opp per år

• उ ‫ܪ‬SSJ ZY M[F XTR LO WJX RJI IJ XYTKKJSJ XTR samles opp

• å få innblikk i renseanleggets effektivitet Framgangsmåte Be om å få en grundig innføring og omvisning i en lokal bedrift som har renseanlegg. Alternativt kan man besøke det lokale kloakkrenseanlegget, vannrenseanlegget eller søppelforbrenningsanlegget. Resultater og konklusjon Ta utgangspunkt i de nevnte hensiktspunktene. Hvis bedriften har oversikt, kan det være ekstra spennende å finne ut hvilke stoffer og hvor store mengder som renses per år nå, sammenliknet med for ett, tre, fem, ti og tjue år siden. Lag en grafisk framstilling som viser utviklingen. Velg ut to av de skadelige stoffene fra anlegget som fordypningstema. Feilkilder Var målemetodene i 2000 like gode som metodene vi har i dag? Vi kan også ha fått ny kunnskap. Stoffer som vi trodde var ufarlige for noen år siden, kan i dag bli betegnet som helsefarlige – eller motsatt. Hvordan kan det slå ut på dine kurver?

474

Ø 14.3 Energibehov, åpen oppgave Undersøk på hvilke måter dere elever i gruppen får dekket hjemmets energibehov: ved bruk av strøm, ved, varmepumpe eller på andre måter. Kommer strømmen dere bruker, fra fornybare eller ikke fornybare energikilder? Gjør en undersøkelse i de forskjellige klassene dere går i: hvor mange biler har hver familie? Hva slags biler: bensindrevne, diesel, hybrid, elektriske? Det er satt et mål for antall elektriske biler som skal utgjøre en prosent av totalt antall biler. Hvorfor regner vi elektriske biler som mer miljøvennlige enn elektriske? De må lades med strøm. Hvor kommer strømmen fra? Prøv å lage en samlet oversikt for gruppen. Presenter resultatene i diagrammer og diskuter dem.

ØVELSER

Ø14.4 Miljøstasjon eller søppelforbrenningsanlegg

Ø 14.5 Resirkulering Åpen oppgave Lag et spørreskjema og undersøk på din skole hva elevene/foreldrene deres gjør med avlagte klær, møbler, hvitevarer osv. Kan de tenke seg å kjøpe og gå med brukte klær?

I dag kildesorteres mye av husholdningsavfallet.

Teori og hensikt Hver dag produserer vi store mengder søppel. Hvor blir det av? Heldigvis er vi kommet langt når det gjelder resirkulering og gjenbruk. Hensikten med denne øvingen er å få kjennskap til hvordan søppel kan gjenvinnes og bli en ressurs, og å besøke et lokalt avfallsanlegg. Framgangsmåte Prøv å finne tall for de siste fem årene: • Hvor mange kilogram søppel per innbygger produseres det i din kommune?

• Hvor mye av søppelet blir gjenvunnet og resirkulert?

• Hva skjer med resten av søppelet – altså det som ikke blir resirkulert?

• Finn tilsvarende tall for fylket ditt og for hele landet, og sammenlikn med tallene for kommunen din.

• Finn ut hva som blir gjort på det avfallsanlegget dere besøker.

• H va sorterer de ut? • Brenner de noe? Hva brenner de? Hva blir varmen brukt til?

• Hvilke renseprosesser har anlegget? Resultater og konklusjon Framstill alle resultatene med tekst, tabeller og figurer.

ǖǚ • Bærekraftig forvaltning av naturen 475

Stikkord A abiotisk faktor 24, 410, 414 abscisinsyre 301 acetylkolin 321 adaptasjon 320 adenovirus 131 ADH 113, 291, 306, 326 adhesjon 197 ADP 84, 116, 238, 240 adrenalin 305, 307, 316, 329, aksjonspotensial 316, 318 akson 314, 319, 325 aktin 349 aktiv immunitet 156 aktiv transport 108, 115, 217, 226, 281, 285, 289, 317 akvaporin 109, 111, 289, 291 alfacelle 310 alger 34, 51, 53, 93, 180, 219, 372, 416, 417, 458 alleler 183 alveoler 249 ammoniakk 281, 284, 285 anabolisme 236 antibiotika 76, 144, 160, 161, 229, 358 antibiotikaresistens 76, 359 antigen 145 antigenpresenterende celle 155 antigenpresenterende molekyl 150, 153, 154 antigenreseptor 138, 146, 150, 151, 152 antiserum 160 antistoff 138, 145, 153, 156, 160, 266 antistoffmodning 149 antroposentrisk natursyn 443 aorta 253, 268 apoptose 88, 150, 186 arbeidsmetoder 20, 22, 26 arealendring 426, 449, 462 Aristoteles 13, 28, 303 arker 52, 70, 77, 89, 217, 236, 282, 358 arr 202, 366 art 39 arterie 155, 257, 265, 267, 288 artsbegrep 39, 51, 413 Artsdatabanken 462 artsfredning 465 artsmangfold 411, 414, 425, 447, 457 476

artsnavn 38 artstap 17 astma 254, 305 atferd 29, 158, 298, 429, 432 atomer 71 ATP 81, 84, 91, 115, 217, 220, 238, 240, 317, 350 autofagi 88 autotrofe organismer 75, 236, 416 auxin 301 avfallskjertel 284 B bakterier 49, 51, 72, 74, 129, 152, 161, 217, 228, 237, 358, 417 bakteriesmitte 162 bakteriofager 131, 163, 360 bakteriofagterapi 163 barnevaksinasjonsprogrammet 158 B-celle 138, 144, 147, 153, 156 beinmarg 136, 139, 147, 155, 176, 186, 265, 307, 347 bestemmelsesnøkkel 43, 63 betacelle 310 betennelse 129, 136, 142 bevegelse 302, 325, 326, 332, 343, 383 bevegelsessystem 178, 346 B-hukommelsescelle 138, 147, 153, 157 binominal navnsetting 14 bioinformatikk 27 biologisk artsbegrep 39, 40, 51, 413 biologisk mangfold 21, 37, 409, 461, 464 biologisk modellering 26 biologiske arbeidsmetoder 20 biomasse 72 biosentrisk natursyn 443 biotisk faktor 24, 410, 414, 445, 446 biotop 25 bitestikkel 394, 398 blad 199 blastocyst 203 blod 265 blodpigment 259 blodplasma 265 blodplater 265 botaniker 12 Bowmans kapsel 288 bredspektret antibiotika 161

bronkie 250 brysthule 251 bukhule 251 bukspyttkjertel 226, 305, 307, 311 bærekraftig forvaltning 441 C Calvinsyklus 220 casparyske bånd 193 cellebiolog 12 celledeling 179 celledifferensiering 176 cellekjerne 82 cellemembran 78, 102 cellesyklus 179 cellevegg 76 celleånding 84, 237, 240 cellulose 89 cilier 76 covid-19 132 C-reaktivt protein (CRP) 162 Crick, Francis 16 cyclosporin 55 cytokinin 301 cytoplasma 72 cytoskjelett 79, 85 cytosol 18, 79 D Darwin, Charles 14 datasimulering 26 deduksjon 21 dekkfrøede planter 365 delingsfase 179 den forlengede marg 252, 326 dendritt 314 dendrittisk celle 142 det autonome nervesystemet 323, 329, 351 det biologiske artsbegrepet 40 det endoplasmatiske nettverket 87 det fylogenetiske artsbegrepet 42 det lille kretsløpet 270 det medfødte indre forsvaret 141 det morfologiske artsbegrepet 41 det motoriske nervesystemet 323, 329 det parasympatiske nervesystemet 323, 329

det perifere nervesystemet 323, 328 det sensoriske nervesystemet 323, 328 det somatiske nervesystemet 323, 329 det store kretsløpet 270 det sympatiske nervesystemet 329 det tilpassede immunforsvaret 144 diabetes 57, 74 diffusjon 76, 109, 243 diploid 82, 182, 361 disseksjon 22 divisjon 49 DNA 16 DNA-strekkoding 45 DNA-virus 132 dobbelt sirkulasjonssystem 257 dobbeltmembran 104 domene 49 dopamin 331 dråpesmitte 129 E E.coli 52, 165, 359 egganlegg 399 eggcelle 399 eggleder 395 eggløsning 399 eggstokk 395 ekskresjon 173, 279 ekskresjonsorgan 279 ekskresjonssystem 178, 255, 279 eksocytose 109, 117 ektoderm 204 embryo 203 embryonale stamceller 176 endemisk art 428 endetarm 226, 285, 394, 395 endocytose endoderm 204 endokrin kjertel 305, 307 endomembransystemet 81, 86, 117 endoplasmatisk nettverk 81, 87 endosymbioseteorien 93 energibærende næringsstoffer 216 enfrøbladede planter 191 enkel diffusjon 110 enkelt sirkulasjonssystem 257, 260, 261

enkeltmembran 104 enkjønnet 374 enzymer 17, 73, 80, 88, 222, 256, 282, 304, 321, 360 epidemi 134 epifyse 308 epigenetikk 17, 300, 430 epitelvev 177 ER 87 Escherichia coli 52, 165, 359 etylen 301 eukaryot 49 eukaryot celle 70, 78, 93 evolusjon 13, 412 evolusjonsbiolog 13 evolusjonsteori 15 F FADH2 239 fagocytose 141 fagocytt 141 fasilitert diffusjon 110 feilkilde 23 feltarbeid 24 feromoner 298, 388 ‫ܪ‬GWNS ‫ܪ‬GWNSTLJS ‫ܫ‬FLJQQ ‫ܫ‬FRRJHJQQJ ‫ܫ‬FYRFWP Fleming, Alexander 161 ‫ܫ‬NRRJWMउW ‫ܫ‬TPPNRRZSNYJY FNs naturpanel, IPBES 449 follikkel 399 forbindelsesceller 313, 325 forbrenning 84 fordampning 198 fordøyelsessystem 225 forkammer 258 forløperceller 176 formering 257 formering hos bakterier 358 formering hos mennesket 394 formering hos planter 360 formering hos virus 133 formeringsmetoder 373 formeringssystem 394, 395 forsøk 21 forurin 289 fosfolipid 103 fosterutvikling 203 fotoautotrof 52, 75, 216, 236, 416 fotoperiodisme 299

fotosyntese 91 fototropisme 344 fragmentering (formering) 373 fragmentering (økologi) 450 fremmedartslista 463 fruktemne 366 fruktknute 202, 366 frøblad 189 frøemne 191, 202, 365 frøhvelv 421 frøplante 58, 189 frøspredning 370 FSH 207, 307, 396 fylogenetisk artsbegrep 42 føre-var-prinsippet 461 G gametofytt 360 gassutveksling 235 gassutvekslingsorgan 243, 245, 248, 258 gassutvekslingssystem 249 gastrulasjonen 204 Gauses prinsipp 424 generalist 424 generasjonsveksling hos dyr 378 generasjonsveksling hos planter 360 genetiker 12 genetisk mangfold 425 genetisk variasjon 419 genom 419 gibberellin 301 LOJQQJW MTX ‫ܪ‬XP gjeller hos krepsdyr 243 glatt muskulatur 226, 351 gliacelle 314 global oppvarming 456 glomeruli 289 glukagon 305 glukosenivå 310 glykolipid 106 glykolysen 238 glykoprotein 106 golgiapparat 87 gravitropisme 344 griffel 202, 366 grunnstoff 222 grunnvev 200 grønnalger 372 H habitat 422 haploid 82, 180, 360, 377 hemoglobin 34, 259, 265 477

Henles sløyfe 289 herbivor 415 hermafroditt 374 herpesvirus 132 heteromorf 372 heterotrof 52 hivvirus 132 hjerne 291, 324 hjernebjelken 325 hjernestammen 324 hjerte- og karsykdommer 106, 310 hjertekammer 258, 268 hjerteklaff 268 hjertemuskulatur 351 hjertet 268 homeostase 18 Hook, Robert 16, 80 hormon 106, 304 hormonhermere 312 hormonsystem 304 hud 140 hulvene 268, 269 hvilepotensial 316 hvit blodcelle 265 M^IWT‫ܪ‬Q hydrofob 104 hydrotropisme 345 hyfer 55, 217 hypofyse 207, 291, 305, 326, 330, 396 hypotalamus 207, 269, 290, 305, 326, 330, 396 hypotese 21 hypotetisk-deduktiv metode 21 I ikke-energibærende næringsstoffer 216 immunceller 138, 139 immunforsvar 136 immunitet 129 immunrespons 142 individ 18 indre befruktning 374 indre forsvar 141 indre fosterutvikling 383 indre kjønnsorganer 394 induksjon 21 induktiv metode 21 infeksjon 128 innerhud 193 innvollsmark 128, 165 instinkt 429 instinktiv atferd 430 478

insulin 305, 310 interfase 179 interferoner 142 internevroner 313 isomorf 372 K kanaltransport 118 kapillæråre 267 karnivor 416 karsporeplante 190, 362 katabolisme 236 katalysator 80 kimcelle 176 kimskiven 204 kjemisk fordøyelse 226 kjemoautotrof 236 kjemoreseptor 226, 332 kjernemembran 78 kjønnet formering 380 kjønnet formering hos planter 360 kjønnshormon 206, 396 kjønnskjertler 384 kjønnslepper 395 kjønnsorgan 394 kjønnsplante 360 PQFXXN‫ܪ‬PFXOTSXSN[उ PQFXXN‫ܪ‬PFXOTSXX^XYJR Klima- og miljødepartementet 461 klimaendringer 454 klimagasser 454, 455 klimakteriet 208 klimatilpasning 459 klitoris 395 kloning 358, 377 klorofyll 91 kloroplast 91, 200 knipperot 191 knokler 347 knoppskyting 19, 377 koagulasjon 267 kohesjon 197 kolesterol 105 kolonisering 128 konjugasjon 359 konsekvensanalyse 461 konsentrasjonsgradient 109 konsolideringsfase 448 konsument 74, 415 kontaktsmitte 130 koplingssopper 56 koronavirus 132 kortdagsplante 299

kransarterie 269 krebssyklusen 238 kreft 187 Kreftregisteret 254 kromatin 181 kromosom 82 kronblad 201 kryssbefruktning 381 kutikula 193 K-vitamin 267 L laboratoriearbeid 22 lamin 83 landskapsvern 465 langdagsplante 299 latinsk artsnavn 38 lav 57 ledd 347 ledningsvev 190 LH 207. 396 lignin 90 likevarm 243 lillehjernen 326 Linné, Carl von 14, 38 lipid 103 lite kretsløp 270 livmor 395 livsprosesser 19, 173 luftrør 250 luftsmitte 129 luftveiene 249 lukkeceller 200 lukket sirkulasjonssystem 257 lungeblære 250 lungekreft 254 lunger 247, 250 lungesekk 248 lymfe 144, 155 lymfeknute 155 lymfesystem 155 lymfevev 155 lymfeåre 155 lymfocytt 139 lysosom 88 lysozym 88 lysreaksjonen 220 lytisk vekst 133 læring 430 M magesekk 226 makrofag 142 malpighiske rør 285 medfødt immunforsvar 137

medfødt indre forsvar 141 medfødt ytre forsvar 140 meduse 384 meiose 183 mekanisk fordøyelse 226 mekanoreseptor 269, 290, 332 melatonin 308 mellomgulvet 251, 252 mellomhjernen 326 membranpotensial 316 Mendel, Gregor 16 menneskeskapte klimaendringer 455 menstruasjon 207 mesoderm 204 metabolisme 79 metanefridier 283 midthjernen 326 mikrober 128 mikrobiom 129, 228 mikroorganisme 128 miljø-DNA 45 miljøfaktor 410 milt 155 minimumsfaktor 410 mitokondrie 84 mitose 182 molekylærbiolog 12 monokultur 411, 452 morfologisk artsbegrep 41 morkake 203 moser 190, 361 motorisk nervecelle 313 motorisk nervesystem 328 motstrømsprinsippet 244, 246 mRNA 72, 82, 83 multiresistent 162 muskelvev 177, 349 muskler 346, 348 mutasjon 358 mutualisme 55, 75 mycel 55 myelin 314 mykolog 12 mykorrhiza 55 myoglobin 351 myosin 349 mønstre i mangfold 425 målcelle 304 N NADH 239 nakenfrøede planter 364 nasjonalpark 465 nasti 344

natrium-kalium-pumpe 317 naturreservat 465 naturvitenskapelig arbeidsmetode 20 navnsetting av arter 38 nedbryter 415 nervecelle 313 nerveimpuls 313 nervesignal 313 nervesystem 313 nervevev 177 nevron 313 nisje 422 Norsk rødliste for arter 462 Norsk rødliste for naturtyper 462 nyre 288 nyrebekken 289 nyrekanal 288 nyrekapsel 289 nytteverdi 443 næringskjede 415 næringsnett 415 Næss, Arne 444 nøkkelart 422 S ^YWT‫ܪ‬QJ LWFSZQTH^YYJW O omnivor 415, 416 onkogen 187 organ 177 organell 80 organsystem 177 osmoregulering 281, 282 osmose 111 osmotisk trykk 113 overbeskatning 449 P palisadecelle 200 palmeolje 427 pandemi 134 parasitt 223 parasittisme 223 parasympatisk nervesystem 329 partenogenese 373, 386 partikkeltransport 117 passiv immunitet 156, 160 passiv transport 108, 109 penicillin 55, 161 penis 394 perifert nervesystem 323, 328 peroksisom 80, 88 pili 217 pionérart 448 plantehormon 300

planter 58 planteriket 58 plasmacelle 148 plasmid 76 PNS 323 polar 104 pollen 365 pollenbærer 202 pollenknapp 202 pollenslange 365 pollinering 369 polykultur 452 polypeptid 83 polyploidi 186 polypp 18, 384 polysakkarid 195, 227 populasjon 40 primærfasen 448 primærsuksesjon 447 produsent 415 progeria 83 progesteron 206, 307 prokaryot 49, 70 prokaryot celle 70 prostata 394 proteinsyntese 46, 83 protister 53 pung 394 pusting 251 pyrodruesyre 238 pælerot 192, 368 R rapport 23 WJ‫ܫ‬JPXGZJ WJ‫ܫ‬JPXJW regnskog 426 reseptor 106, 138, 304 respirasjonssenteret retrovirus revers transkriptase 131 ribosom 46, 73, 82 ribosomanalyse 46 rike 49 RNA 72, 82 RNA-virus 131, 133 rot 193 rothette 193 rothår 193 rottrykk 198 R-tall 135 rusmidler 322 ryggmarg 323, 327 rød blodcelle 265 rødlista 462 479

S samfunn 19, 413 samlerør 289 sansecelle 302 sanseorgan 331, 332 sanser 331 sansereseptor 226, 331 SARS-CoV-2 132 sekksporesopper 56 sekundærsuksesjon 447 sekvensering 45 seleksjon 358 selektivt permeabel 78 semipermeabel 102 Semmelweis, Ignaz 131 sensorisk nervecelle 313 sensorisk nervesystem 323, 328 sentralnervesystemet 323, 324 sentralsylinder 193 serotonin 331 serum 156 S-fasen (syntesefasen) 179 signalmolekyl 222, 298, 304 silrør 195 sinusknuten 269 sirkulasjonssystem 257, 265 skjelett 246 skuddsystem 193 slekt 38 slektskapstre 42 slimhinne 86 smalspektret antibiotika 161 smittemåte 129, 130 SNS 323, 324 somatisk nervesystem 323 sopper 55 spalteåpning 199, 200 spanskesyken 135 spesialist 424 spindel 183 spisecelle 117, 141 sporeplante 360 sporofytt 360 stafylokokker 129 stamcelle 139, 176 stengel 195 stilksporesopper 56 stimuli 298 stomata 200 storhjernen 325 stort kretsløp 270 strekkoding 45 streptokokker 129 suberin 193

480

suksesjon 446 svampcelle 200 svartedauden 135 X[NSJNS‫ܫ‬ZJSXF symbiose 223 sympatisk nervesystem 329 synapse 313 sædblære 394 sædcelle 397 sædleder 394 søsterkromatider 180, 181 T taksonomisk system 49 YFWR‫ܫ‬TWF T-celle 149 T-drepecelle 149 terskelverdi 320 testikkel 394 testosteron 206, 306, 396 T-hjelpecelle 149 T-hukommelsescelle 149 tigmonasti 339, 345 tilbakekoplingsmekanisme 291, 308 tillært atferd 430 tilpasset immunforsvar 137 todeling 180, 358, 373 tofrøbladede planter 192 tokjønnede dyr 380 tonavnsystemet 14 trakeer 244 transduksjon 360 transformasjon 359 transgene organismer 17 transkripsjon 82 transmitter 313, 315, 320 transpirasjon 198 transpirasjons- og kohesjonsteorien 197 transportkanal 82 transportprotein 106 triglyserid 103 YWT‫ܪ‬XP SN[उ tropisme 344 tumor-supressor-gen 187 turgortrykk 90, 280 tykktarmen 226 tylakoidmembran 91 tynntarmen 226 U ukjønnet formering 357 ukjønnet formering hos planter 371

underart 40 upolar 104 urin 288 urinblære 289 urinleder 289 urinstoff 281 urinsyre 281 V vagina 395 vaksine 156 vakuole 90 vedrør 195 vegetativ formering 371 vekselbruk 452 vekselvarme dyr 243 vekstskifte 452 vene 267 vern av natur 464 verneformer 464 vev 177, 178 vevsvæske 257 virus 19, 51, 131 virveldyr 59 virvelløse dyr 59 W Wallace, Alfred Russel 15

> yngelpleie 203, 375, 383 yngleknopper 371 ytre befruktning 374, 382 ytre forsvar 140 ytre fosterutvikling 382 ytre kjønnsorganer 394 ytterhud 193 Z zoolog 12 zygote 203, 361 Ø økolog 13 økologi 412 økosystem 25, 413 økosystemtjenester 443 østrogen 206, 312, 396 Å åpent sirkulasjonssystem 257

Bildeleverandører Cappelen Damms arkiv: s49 Ragnhild Eskeland: s83ø Getty Images: Demarfa s9ø, TT s9n, Dcorn s10-11, Rainer von Brandis s12v, Niphon Khiawprommas s12h, PanosKarapanagiotis s13, Ibusca s14ø, Grafissimo s14n, Photos.com s15, s156, s206, weisschr s16ø, s190h, s432, traveler1116 s16n, vchal s17, narvikk s19v, s67, s164n, MriyaWildlife s20v, krisda Bisalyaputra s20h, clu s22, AlexRaths s23, Ademortuus s25v, CreativeNature_nl s25h, Hans Verburg s26, Bene_A s27, BorupFoto s28nh, phototrip s36-37, katrin888 s38n, ekely s39v, Andyworks s39m, Zocha_K s39h, PamWalker68 s40, illitve s41ø, s465, Mathisa_s s41n, BirdImages s44v, MikeLane45 s44h, AlenaPohu s45, Andrew_Howe s46v, Oleg Minitskiy s46h, mason01 s47, ironman100 s52, geyzer s53, micro_photo s54ø, s70, 379, Matauw s54n, Dr_Microbe s56, s65, s86, s218, s229n, Pavel Klimenko s57ø, MauMyHaT s57n, georgeclerk s57n, ph2212 s58, Istockphoto s60ø, vidka s60n, vshivkova s66, vshivkova s68-69, serg3d s72, AlexPro9500 s74, sarkophoto 79, NNehring s90, s219, s200n, s284, elenaleonova s92, Lars Neumann s100-101, s150, JOSE LUIS CALVO MARTIN & JOSE ENRIQUE GARCIA-MAURIÑO MUZQUIZ s102, Patrick Daxenbichler s106, BublikPolina s107, RuslanDashinsky s112, gradyreese s114, cgtoolbox s126-127, Gerald Corsi s128, SciePro s129ø, DpArtPhoto s129n, Jezperklauzen s130n, pabst_ell s130øv, melissaperryphotography s130øh, stefanamer s137, SolStock s140, Kondor83 s143, piola666 s158, Inside Creative House s159, ksass s115, t-lorien 162, juanrvelasco s163, CreativeNature_nl s164ø, EzumeImages s164m, vdvornyk s165øh, GlobalP s165n, Jannicke Wiik-Nielsen s165ø, malerapaso s172, amenic181 s174-175, s189, alanphillips s179, Sinhyu s182, Maasik s186, KSevchenko s187, toeytoey2530 s188, Kotangens s190v, TT s191ø, Nastco s191nv, Sieboldianus s191nh, benedek s194, Svetlana Popova s197, JFTTringali s198, Francesco Cantone s200ø, Tuomas Lehtinen s200m, kn1 s202, KeithBishop s203, sabelskaya s205ø, RuslanDashinsky s205n, martin-dm s207, ivanastar s208, magicmine s214-215, samael334 s216, stefanholm s217v, ttsz s217h, anzeletti s.220, Hana Richterova s221v, JanJBrand s221h, Josep Maria Barres s223v, Muravin s223h, Iuliia Morozova s224, PhotographyFirm s225, Design Cells s228ø, Bet_Noire s228m, MarianVejcik s228n, s229ø, ChrisChrisW s229ø, Magone s229m, amenic181 s232, Anna Usova s234-235, Lois_McCleary s236, AnnaElizabethPhotography s237, Janna Danilova s240ø, Neustockimages s240n, Marina Denisenko s241, golfcphoto s242ø, ਡʈਯʇਲ਼ਮʊʃਲ ɯ਱ʁʗʊਲ਼ʇʆਰ s242n, erikgauger s247v, Zocha_K s247h, MikeLane45 s248, AntonioGuillem s254, slowmotiongli s255, tonaquatic s256, Photography by Adri s257, nechaev-kon s259, abadonian s261, CreativeNature_nl s262, PeterVanDam s264, oqlpo s269, Reimphoto s278-279, Sinhyu s280, avs_lt s287v, YasserBadr_Beenthere s287h, edelmar s291, knape s296-297, Olga Chetvergova s299ø, Ben Dunster s299n, Ralf Geithe s300, v_zaitsev s301, CathyKeifer s303, YsaL s306, Image Source s308, Imgorthand s310, JanPietruszka s312, surakit sawangchit s322, Imgorthand s327, Beli_photos s330, kobkik s332, MStudioImages s342-343, Ole_CNX s345, Anna_Hirna s355, Valentyna Tymchenko s356-357, FotoDuets s361ø, Elena Goosen s361n, Riekkinen s362, 407, 468øv, thananya s363, K Neville s365ø, bennymarty s365n, feellife s368v, Fredrik Boberg s368h, Scacciamosche s369ø, koosen s369n, RolfAasa s371, IJPhoto s372ø, Graffisimo s372n, Ian Dyball s373, LIgorko s374, Eduardo Baena s378, chrislyb88 s380ø, SteveByland s380n, Steve Adams s381ø, guenterguni s381n, DieterMeyrl s382v, Andrei Nasonov s382h, KeithSzafranski s383, florintt s387, s390, wrangel s391,

481

Ornitolog82 s392, Zoran Kolundzija s393, ratpack223 s406, Moorefam s407, s468469øh, pchoui s408-409, Pilat666 s410, DmytroD s412, Belbaiz s413ø, Mats Lindberg s413n, DamianKuzdak s416, borchee s417ø, yeden s417n, Zocha_K s418, Martin Wahlborg s419, arh-sib@rambler.ru s420v, Øyvind Breyholtz s421, JMrocek 423, pchoui s424, Vesela Boycheva s425v, Jerry Ballard s425n, richcarey s427, andreigilbert s428n, TACrafts s430, JMrocek s433, vvvita s439, @canada_by_alexis s440441, VG s442, Oleh_Slobodeniuk s443ø, FotoLine6 s443n, slowmotiongli s445, jamenpercy s447v, ilyasov s447h, pidjoe s449, alisbalb s452, Ildo Frazao s453ø, HHelene s453n, AGD Beukhof s454, Irfanmnur s456, Oliver Knight s457, vlad 61 s458ø, Lindsay Lou s458n, Gannet77 s459, laimdota s460, slowmotiongli s461, Goran Safarek s462, AlasdairJames s463, ErikMandre s466 øv, kjekol s466øh, JMrocek s466vn, mtnmichelle s466nh, Nahhan s467, jchizhe s469nh

Dag O. Hessen: s45n Arnodd Håpnes: s464 May-Britt Moser: s29m

NTB: Barry Dowsett/SPL s19h, Personalities/Topfoto s28, Science Photo Library s8ø, s8n, s28mh, s28øh, s29øv, s77, s131, s448, Mary Evans Picture s29øh, J.L.Cereijido/EPA s29n, Album s38ø, Dennis Kunkel/photo Take s67, s71, Reuters s123, NTB s135, Steve Gschmaissner/SPL s141, NTB/SPL s181, Per Eide s244, DawnDemaske s246, s247v, s247h, Halsetrønning s390, Espen Bratlie s420h, Ove Bergersen s425øh, s469nv, imageBROKER s428ø, Bård Løken s444, Jan Rabben s468n, Erlend Haarberg s469øh

Picture point/Science source: s125, s377 Marianne Sletbakk: s50, s203

Systematisk oversikt Tabellen inneholder artene som er nevnt i boka i tillegg til andre artseksempler. Lav er her plassert i soppriket.

Rike

Rekke/divisjon

Klasse

Slekt

Art

Oscillatoria

O. limosa (blågrønnbakterie)

Escherichia

E. coli (tarmbakterie)

Salmonella

S. enteritidis (tarmbakterie)

Staphylococcus

S. aureus (gule stafylokokker)

Streptococcus

S. aureus (hudbakterie), S. pneumoniae (pneumokokker)

Bacillus

B. anthracis (miltbrannbakterie)

Borrelia

B. burgdorferi

Clostridium

C. tetani (stivkrampebakterie), C. botulinum (botulismebakterie)

Chlamydia

C. trachomatis (klamydiabakterie)

Helicobacter

H. pylori

Rhizobium

R. leguminosarum

Neisseria

N. meningitidis (meningokokker)

Methanococcus

metanproduserende arke

Halobacterium

saltelskende arke

Termofilum

varmeelskende arke

UQFSYJ ‫ܫ‬FLJQQFYJW

Karlodinium Alexandrium

K. veneficum A. tamarense

amøber

Amoeba

A. proteus

Paramecium Vorticella Stentor Stylonychia

tøffeldyr klokkedyr trompetdyr

Bakterier

Orden

Familie

Myxobacteria Cyanobacteria (blågrønnbakterie)

Arker

Protister

Flagellater og amøbedyr

ciliater

alger

Sopper

grønnalger

Euglena sp., sjøsalat, tarmgrønske

rødalger

fagerving

brunalger

sukkertare, blæretang

slimsopp

trollsmør, heksespytt, ulvemelk, klumprot

sporedyr

malaria

koplingssopper

kulemuggsopper mugg

kulemugg

sekksporesopper

gjærsopper

morkler

Rhizopus

svart kulemugg

Penicillium

P. notatum, P. chrysogenum

Tolypocladium

T. inflatum

Saccharomyces

brødgjær, ølgjær

Candida

C. albicans

Gyromitra

sandmorkel

483

Rike

Rekke/divisjon

Klasse

Sopper

sekksporesopper

(lav)

stilksporesopper

køllesopper

Orden

Slekt

Art

Rhizocarpon

kartlav

Cladonia

kvitkrull, grå reinlav

Chaenothecopsis

rimnål

sjampinjonger

Agaricus

beitesjampinjong, dyrket sjampinjong

honningsopper

Armillaria

honningsopp

‫ܫ‬ZJXTUUJW

Amanita

W I ‫ܫ‬ZJXTUU M[NY ‫ܫ‬ZJXTUU

rørsopper

Suillus

sandsopp, smørsopp

kantareller

Cantharellus

ekte kantarell

skivesopper

kjuker Planter

Familie

poresopper

gulrandkjuke

moser

bladmoser

bjørnemose

storbjørnemose, kystbjørnemose

karsporeplanter

bregner

sisselrot

sisselrot, ormetelg, skogburkne

sneller

snelle

skogsnelle, åkersnelle, kjerringrokk

kråkefot

lusegras, stri kråkefot

nåletrær

sypress

einer, redwood

barlind

furu

furu, gran, sitkagran

palmer

oljepalme, kokospalme

marihand

‫ܫ‬ZJGQTRXY R^W‫ܫ‬FSLWJ

orkidé

honningblomst

lilje

sverdlilje, krokus, tulipan, liljekonvall

løk

rødløk

gress

timotei, tunrapp, fjellrapp, hundegras, smyle, hvete, mais, rug, ris, sølvbunke

siv

knappsiv, hårfrytle

starr

torvull, rabbetust, stjernestarr, stivstarr

banan

kokebanan, melbanan

froskebit

vasspest

nøkkerose

hvit nøkkerose

frøplanter

enfrøbladede

tofrøbladede

kaktus

484

hassel

myrt

eukalyptus

bjørk

dunbjørk, dvergbjørk, fjellbjørk, gråor

vier

osp, selje

bøk

bøk, eik, korkeik

såpebær

spisslønn, platanlønn, hestekastanje,

hamp

Cannabis sativa

Rike

Rekke/divisjon

Klasse

Planter

frøplanter

tofrøbladede

Orden

Familie

Art

syre

harerug, gaukesyre

søterot

snøsøte

soleie

issoleie, blåveis, hvitveis

leppeblomst

dragehode

vortemelk

julestjerne

bergknapp

rosenrot, takløk

rose

molte, markjordbær, marikåpe, reinrose, plomme, morell, kirsebær, rynkerose, eple, bringebær, rogn

valmue

kornvalmue, opiumsvalmue

kattost

lind

nellik

vassarve

mjølke

geitrams

erteblomst

hvitkløver, rødkløver, hagelupin, akasie, mimosa, sukkerert, linse, søyabønne, peanøtt

‫ܪ‬TQ

XYJRTWXGQTRXY XPTL‫ܪ‬TQ KOJQQ‫ܪ‬TQ

lyng

røsslyng, tyttebær, blåbær, krekling

nøkleblomst

Primula

marianøkleblom

vindel

åkervindel

soldogg

[JSZX‫ܫ‬ZJKFSLJW WZSIXTQITLL smalsoldogg

skjermplanter

kjempebjørnekjeks, gulrot

asparges

vanlig asparges

korsblomster

raps, reddik, brokkoli

korgplanter

løvetann, dovreløvetann, prestekrage, hestehov, småborre, ryllik

oljetrær

Olea europaea (oliven)

vin eller vinranke

Vitus vinifera (vindrue)

myrt

Dyr

Slekt

Eukalyptus

E. globulus, karritre

søtvier

potet, tomat

klokke

botnegras, blåklokke

amarant (beter)

rødbete, sukkerroe, spinat

hjuldyr

Kellicottia longispina

svamper

kisel- og hornsvamper

nesledyr

hydroider

vaskesvamp, Polymastia robusta Hydra

sikksakkhår

koraller

dødninghånd, blomkålkorall

maneter

brennmanet, glassmanet, portugisisk krigsskip

485

Rike

Rekke/divisjon

Klasse

Orden

Familie

Dyr

‫ܫ‬FYRFWPJW

‫ܫ‬NRRJWRFWP

YNLJWRFWP RJQPJM[NY ‫ܫ‬NRRJWRFWP

bendelmark

menneskets bendelmark

ikter

Slekt

Gyrodactylus

rundmarker bløtdyr

snegler

strandsnegl, albusnegl, nakensnegl blåskjell

blåskjell, o-skjell

østers

‫ܫ‬FY XYJWX

elvemusling

elveperlemusling

blekkspruter leddmark

fåbørstemark

leddyr

krepsdyr

insekter

akkar, kjempeblekksprut meitemark vannlopper

Daphnia

vingeløse insekter

sølvkre

I LS‫ܫ‬ZJW

QNYJS R^WI LS‫ܫ‬ZJ

sommerfugler

bladlus

ferskenbladlus

skjoldlus

sitrusskjoldlus

barkebiller

stor granbarkbille

skarabider

neshornbille, eikehjort

marihøner

sjuprikket marihøne

snutebiller

gransnutebille

smellere

Elater ferrugineus

glansbiller

dragehodeglansbille

dagsommerfugler

dagpåfugløye

‫ܫ‬NP[NSLJW

monarksommerfugl XYTW MZXR^LL MZX‫ܫ‬ZJ

tovinger ‫ܫ‬ZJW

GQTRXYJW‫ܫ‬ZJW

GFSFS‫ܫ‬ZJ

veps eller årevinger

bier

honningbie, humle

maur

skogsmaur, stokkmaur

øyenstikkere

vanlig øyenstikker, rød vannymfe

gresshopper eller rettvinger

enggresshoppe, vortebiter

RZIIJW‫ܫ‬ZJW

YMJ LNFSY ITGXTS‫^ܫ‬

edderkopper midd

sjøstjerner sjøpiggsvin

D. pulex strandkrabbe, dypvannsreke, hummer, kongekrabbe

biller

edderkoppdyr

grå meitemark

tifotkreps

nebbmunner

486

G. salaris kattens spolmark

muslinger

pigghuder

Art

ulveedderkopper

Lycosa carolinensis XPTL‫ܫ‬उYY XY [RNII vanlig korstroll

kråkeboller

drøbakkråkebolle

Rike

Rekke/divisjon

Klasse

Orden

Dyr

ryggstrengdyr

GWZXP‫ܪ‬XPJW

haier og skater

GJNS‫ܪ‬XPJW

UNLL‫ܪ‬SSJ‫ܪ‬XPJW

FR‫ܪ‬GNJW

Art pigghå, håbrann havsil, småsil

steinbit

gråsteinbit

QJUUJ‫ܪ‬XP

berggylt, blåstål/rødnebb

XNQIJ‫ܪ‬XPJW

sild

trepigget stingsild, norsk vårgytende sild

QFPXJ‫ܪ‬XPJW

laks

laks, røye, ørret

LOJIIJ‫ܪ‬XPJW

gjedde

PFWUJ‫ܪ‬XPJW

karpe

ørekyt, karuss

YTWXPJ‫ܪ‬XPJW

torsk

torsk, lake

ZQPJ‫ܪ‬XPJW

rognkjeks

rognkjeks/rognkall

PW PQJ‫ܪ‬XPJW

krøkle

lodde

उQJ‫ܪ‬XPJW

åler

europeisk ål

salamandrer

stor salamander frosker

vanlig frosk

padder

vanlig padde

skilpadder skjellkrypdyr

suppeskilpadde slanger

øgler

fugler

Slekt

tobis

haleløse padder

krypdyr

Familie

hoggorm, buorm Aspidoscelis uniparens, stålorm, kameleon, komodovaran

krokodiller og alligatorer

ekte krokodiller

nilkrokodille

andefugler

svaner og gjess

svart svane, grågås, dverggås

ender

stokkand, ærfugl

haukefugler

hauker

kongeørn, hønsehauk

hønsefugler

skoghøns

storfugl, orrfugl, fjellrype, lirype

fasaner

kalkun, tamhøne

traner

trane

tranefugler

Phoenicopteridae ‫ܫ‬FRNSLTJW

XYTW ‫ܫ‬FRNSLT

ugler

hubro

vade-, måke- og alkefugler

spettefugler

seilere og kolibrier

måker

hettemåke, sildemåke, gråmåke, X[FWYGFP ‫ܪ‬XPJRउPJ PW^PPOJ

terner

rødnebbterne

alker

lunde, lomvi

spetter

tretåspett, svartspett, grønnspett

tukan

tocotukan biekolibri, tårnseiler

487

Rike

Rekke/divisjon

Klasse

Orden

Familie

Dyr

ryggstrengdyr

fugler

spurvefugler

meiser

kjøttmeis, blåmeis

‫ܫ‬ZJXSFUUJWJ

X[FWYM[NY ‫ܫ‬ZJXSFUUJW W IXYWZUJ

troster

gråtrost, nattergal, steinskvett

‫ܪ‬SPJW

GTP‫ܪ‬SP XNXNP ITRUFU

spurver

gråspurv

buskspurver

spettspurv, snøspurv

kråker

(grå) kråke, svartkråke

duer

bydue, skogdue, turteldue

duefugler pingviner pattedyr

pungdyr

insektetere

kenguruer

rød kjempekenguru

koala

pinnsvin

spissmus

dvergspissmus [FRU^W‫ܫ‬FLLJWRZX

østaper

marekatt

menneskeaper

sjimpanse

mennesker

menneske

haredyr gnagere

hare, kanin ekorn

ekorn

hamster

lemen

bever

mus

brun rotte, ørkenrotte

hvaler

rovdyr

snabeldyr

488

Art

adeliepingvin, keiserpingvin

‫ܫ‬FLLJWRZX primater

Slekt

‫ܪ‬SSM[FQJW

vågehval, blåhval

IJQ‫ܪ‬SJW

spekkhogger

hunder

rødrev, fjellrev, ulv, hund

bjørner

brunbjørn, isbjørn

mårdyr

oter, mink, jerv, røyskatt

katter

gaupe, katt, løve, tiger

seler

grønlandssel, hvalross, bajkalsel

elefanter

afrikansk elefant

upartåede hovdyr hester

hest, sebra, esel

partåede hovdyr

svin

tamsvin (gris), villsvin

hjortedyr

elg, rein, rådyr

kvegdyr

moskus, geit, ku, sau

kameldyr

lama

sjiraff

Oversikt over livsprosessene i de seks rikene Tabellen viser de seks rikene og de sju livsprosessene: ࣢

bakterier

arker

protister

sopper

planter

dyr

Vekst og utvikling

todeling

vanlig celledeling ved mitose, noen har differensiering

vanlig celledeling ved mitose og differensiering

mitose, celledifferensiering

Fordøyelse og næringsopptak

næringsopptak gjennom cellemembranen, cellulær fordøyelse

næringsopptak gjennom cellemembranen, indre fordøyelse

røtter

stor variasjon: med/uten magesekk, tarm (næringsopptak), fordøyelseskanal

Celleånding og gassutveksling

aerobe og anaerobe *, gassutveksling gjennom membranen

aerobe og anaerobe, gassutveksling gjennom membranen

aerobe og anaerobe *, gassutveksling gjennom membranen

aerob

aerob og anaerob

Ekskresjon

gjennom cellemembranen

avfallsblære, noen har enkelt bygde nyrer

har utvendig fordøyelse og avfall tas ikke inn. Avfall fra celleånding skilles ut

vakuoler, og noe lagres i celleveggene

mange har nyreliknende organer eller nyrer

Reaksjon på stimuli

taksi, kan bevege seg mot stimuli

uten eller med sanseceller, noen har enkle sanseorganer

celler som oppfatter stimuli

tropismer og nastier: planten vokser mot eller fra stimuli

en del har nervesystem, mange har spesielle sanseorganer

Bevegelse

‫ܫ‬FLJQQ UNQN cellemembran

cilier, cellemembran

noen har lysoppfattende områder (enkeltcellede) eller organer

vokser mot stimuli

vekst i ulike plantedeler mot eller fra stimuli

sanseorganer, nerver og muskulatur er koplet sammen og gjør bevegelser mulig

Formering

ukjønnet, utveksling av DNA

ukjønnet eller kjønnet

ukjønnet (sporer) eller kjønnet (svært varierte metoder)

ukjønnet (sporer) og/eller kjønnet (kjønnsceller)

ukjønnet eller kjønnet

* Noen bakterier, arker og sopper er obligat anaerobe eller fakultativt anaerobe. Obligat anaerob betyr at organismen ikke kan bruke fritt oksygen og heller ikke leve i oksygenrike omgivelser. Fakultativt anaerobe organismer kan vokse uten oksygen, men de kan også leve i nærvær av oksygen.

489

Oversikt over kroppens organsystemer Tabellen viser en oversikt over sentrale organsystemer i kroppen, hvilke organer de består av, og hva som er hovedoppgavene til de ulike organene og organsystemene. Hormonsystemet består av alle endokrine kjertler.

Sirkulasjonssystemet består av blod, blodårer og hjerte.

Hovedoppgaver: • styrer aktiviteten i mange indre organer • stimulerer, hemmer og kontrollerer utvikling i kroppen • sørger for langsiktig regulering av veksten

Hovedoppgaver: • transporterer oksygen, næring, hormoner, karbondioksid og avfall • fordeler varme

Nervesystemet består av hjerne, ryggmarg, nerveceller og sanseorganer.

Gassutvekslingssystemet består av luftrør, bronkier og lunger.

Hovedoppgaver: • koordinerer og regulerer raske beskjeder • sanser • styrer muskler og dermed bevegelse

Fordøyelsessystemet består av munn, spiserør, magesekk, tarmer, bukspyttkjertel, galleblære og lever. Hovedoppgaver: • spalter næringsstoffer slik at energi og byggesteiner blir frigitt • fjerner mange giftstoffer (leveren) tar opp spaltede næringsstoffer

Bevegelsessystemet består av B sskjelett, sener og muskler. Hovedoppgave: H • gir kroppen støtte og muligheter til å bevege seg

Hovedoppgave: • tilfører kroppen oksygen og fjerner karbondioksid

Ekskresjonssystemet består av nyrer, urinleder, urinblære og urinrør. Hovedoppgaver: • renser blodet for nitrogenholdige avfallsstoffer • skiller ut urin

Immunforsvaret består av hud, slimhinner, magesyre, hvite blodceller og lymfesystem. Hovedoppgaver: • forsvarer kroppen mot infeksjoner • fjerner kreftceller

Formeringssystemet hos kvinner består av eggstokker, eggleder, livmor og vagina. Hos menn består det av testikler, sædleder, sædblære, prostata og penis. Hovedoppgaver: • produksjon av kjønnshormoner og kjønnsceller • formering • fosterutvikling

490

Bios Biologi 1 Lærebok (2021) utdrag

Articles inside

8.2 Aerob celleånding

8.3 Anaerob celleånding

og dyr

8.5 Gassutveksling hos mennesket

Øvelser

8 Celleånding og gassutvikling

Oppgaver

7.2 Bakterier, arker og sopp

Sammendrag

7.3 Protister

7.4 Planter

7.5 Dyr

7 Fordøyelse og næringsopptak

energibærende næringsstoffer

Øvelser

Oppgaver

Sammendrag

mennesket

6 Vekst og utvikling

6.2 Cellesyklus og celledeling

Øvelser

III ANATOMI OG FYSIOLOGI

Oppgaver

Sammendrag

TEMA: Zoonoser

5.7 Antibiotika

og sprer seg

5.6 Vaksiner

5.4 Det tilpassede immunforsvaret 5.5 Bekjempelse av bakterier

5.2 Immunforsvaret

5.3 Det medfødte immunforsvaret

5 Mennesket og mikrobene

Sammendrag

4.6 Kanaltransport mellom celler

4.4 Passiv transport

4 Cellemembraner

4.5 Aktiv transport

Øvelser

Oppgaver

organisme

transport inn i og ut av celler 4.2 Hvordan cellemembranen

Sammendrag