9789127423206 by Smakprov Media AB

Lisa Kirsebom Insikt Naturkunskap är ett läromedel utarbetat i enlighet med Gy2011. Boken har fokus på de områden där naturvetenskap och samhälle möts. Vikten av naturvetenskap i vardagen visas på ett elevnära sätt med inspirerande bilder som väcker nyfikenhet. Insikt Naturkunskap finns även tillgänglig som digital bok. Läs mer om övriga komponenter i serien på www.nok.se/laromedel

ISBN 978-91-27-42320-6

9 789127 423206

OKTTNaturkunskap1bOMSLAG27jan12.indd 1

2012-01-27 14.57

Innehåll

En hållbar utveckling 9 eKologI 10

olika roller i naturen 10 Art 10 population 11 För många individer 12 För få individer 13 Artskydd 14 Rödlistor 14

lAndSKApet ocH ArternA 15

Istiden formade landet 15 Jordart och jordmån 16 Två jordmåner i Sverige 17 Kontinenterna ﬂyttar sig 18

eKoSyStem 19

Skogen 19 Skog i världen 20 Sjön 22 Näringsrika och näringsfattiga sjöar 22 Våtmarken 23 Havet 24 Hårda och mjuka bottnar 24 ekosystemtjänster 26 Dyrt att förstöra ekosystemen 26 Hur mycket tål ett ekosystem? 27

VArför mångfAld? 28

Kretslopp och resurser 39 VAtten 40

Vattenbrist 41 Hur används vattnet? 42 Avloppsvatten 43 det hotade havet 44 Världshaven 45

lUft 46

luftföroreningar 46 Marknära ozon 47

mAt 48

Kött och miljö 48 överfiske 50 ökenspridning 52 transporter av mat 53 Ansvar för maten 54

KVäVe – en AV mAtenS byggStenAr 55

Kvävets kretslopp 55 Konventionellt jordbruk 56 ekologiskt jordbruk 56 jordbrukets utmaningar 57 övergödning 58 Algblomning 58 Övergödningen har flera orsaker 59

Kol – Vårt VIKtIgASte bränSle 60

ozonhål 29 Andra hot mot ozonet 30 försurning 30 Försurningen bromsas 31 miljögifter 32 DDT och PCB 32 Flamskyddsmedel 33 Miljögifter i maten 34 Nya regler för kemikalier 34

Kolets kretslopp 60 En begränsad resurs 61 Kolet som miljöbov 61 Den naturliga växthuseffekten 62 Jorden blir varmare 62 Värmens effekt på havet 63 Havet blir surare 64 Djur och växter påverkas 64 Risk för torka 64 Vad händer i Sverige? 65 Har klimatforskarna rätt? 65 Klimatet är allas ansvar 66

Sammanfattning 36 Instuderingsuppgifter 37

en icke-förnybar resurs 67

nytta i mångfalden 28

HållbArHetSArbetet HAr börjAt 29

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 4

metAller 67

2012-01-27 15.28

Innehåll

Avfall 68

Var blir avfallet av? 69 Hushållssopor 69 Farligt avfall 70 Kretsloppssamhälle 70 Kretsloppspropositionen 72 Kan jag påverka? 72 Sammanfattning 74 Instuderingsuppgifter 75

Energi 77 Från en energiform till en annan 78

Verkningsgrad 80 Energikvalitet 80

Förnybara energikällor 82

Att fånga in solens energi 83 Solvärme 84 Solfångare 84 Soltorn 85 Solceller 86 Vattenkraft 87 Vindkraft 88 Kemiskt lagrad solenergi 89 Värme i luft, mark och vatten 90 Geotermisk energi 91

Icke-förnybara energikällor 92

Olja 94 Kol 95 Naturgas 95 Förbränningens effekter 95 Försurning 96 Kärnenergi 97 Kärnkraftverk 98 Riskerna med kärnbränslet 100 Synen på kärnkraften 104 Framtidens kärnkraft – fission 105 Framtidens kärnkraft – fusion 105

Världens och Sveriges energikällor 107

Energianvändningen ökar 108 Framtidens energikällor 108

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 5

Morgondagens transporter 109

Flygtrafiken ökar 109 Rälstrafiken viktig för miljön 110 Gas och el driver framtidens motorer 111 Dina egna resor 113 Sammanfattning 114 Instuderingsuppgifter 115

Livets minsta delar 117 Det första livet 118

Liv på jorden 119 Urcellen i havet 119

Cellen 120

Djurcellen 120 Växtcellen 121 Bakteriecellen 121

DNA och gener 122

Så är DNA uppbyggt 122 Proteinerna bildas 123 DNA-kopiering 124

Arv 125

Poängen med sex 125 Könsceller 126 Evolution – en långsam förändring av generna 127 Genetikens historia 128

Bioteknik 129

Genteknik 129 GMO – genetiskt modifierade organismer 129 Ensamrätt till en gen? 131 Genteknik i vården 132 Kartläggningen av vårt innersta 132 Gentester 133 Genterapi 133 Stamceller 134

Vi sätter gränserna 135 Sammanfattning 136 Instuderingsuppgifter 137

2012-01-27 15.28

Innehåll

Livsstil och hälsa 139 Kroppen 140

Skelett, bindväv och fett 140 Muskler 141 Hjärta och blodomlopp 142 Blodet sköter transporterna 142 Andning, näring och avfall 142

Kost 143

Vad vi behöver i maten 144 Fett 144 Proteiner 144 Kolhydrater 144 Vitaminer 144 Spårämnen och salt 145 Kosttillskott 145 Risker med kosttillskott 146 Maten och kroppen 146 Blodsocker i den friska kroppen 146 Diabetes 148 Hjärt-kärlsjukdomar 148 Blodproppar 149 Mat väcker känslor 151 Maten och etiken 151 Maten och hälsan 152 Trender och tillsatser 152 Den perfekta kroppen 153 Från kroppskontroll till sjukdom 153

Träning 155

Träning påverkar hjärnan och humöret 156 Uppförsbacke med chans till kickar 156 Det kan bli för mycket träning 157 Idrottsanorexi 157 Kosttillskott, prestationshöjare och dopning 157 Risker med dopning 158

Kroppen under attack 159

Immunförsvarets vapen 160 Inflammation 160 Antikroppar 161 Mördarceller och makrofager 162 Hygien – ditt eget vapen 162 När immunförsvaret behöver hjälp 163 Allergier 165 Snabb och långsam reaktion 165 Annan överkänslighet 165

Den känsliga hjärnan 166

Hjärnans signalsubstanser 167 Belöningar från hjärnan 168 Alkohol 168 Nikotin 170 Droger 172 Sömn 174

Vi behöver välja 175 Sammanfattning 176 Instuderingsuppgifter 177

Sex och relationer 179 Kärlek och lust 180

Sexualitet hela livet 180 Sexualitet och roller 180 Kärlek kan se olika ut 182 Sexualitet och förföljelse 182 Familjesynen förändras 183 Vad händer i kroppen vid sex? 184 Orgasm 185 Sex är mycket mer än samlag 186 Sex mot någons vilja 187 Könssjukdomar 188

Kroppens fortplantningssystem 190

Könshormonerna 190 Menstruationscykeln 190 När man inte vill ha barn 192

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 6

2012-01-27 15.28

Innehåll

Graviditet 193

Fostrets utveckling 193 Friskt eller sjukt 194 Ultraljud 194 KUB-test 194 Cellprover 195 Genetisk analys 195 Ett svårt besked 195 Abort 195 Att inte bli med barn fast man vill 195

Du spelar roll 197 Sammanfattning 198 Instuderingsuppgifter 199

Vetenskapen och människan 201 Vetenskap som förändrat samhället 202

Elektricitet 202 Den användbara elektriciteten 203 Mikroorganismer 204 Antibiotika 205 Utveckling och gener 206 Charles Darwin 207

Källkritik 215

Vem litar vi på? 215 Kritiska forskare 216

Framstegens baksidor 217

Skadliga kemikalier 217

Forskningsetik 218

Forskning och pengar 218

Vi har ett särskilt ansvar 220 Sammanfattning 222 Instuderingsuppgifter 223

Materiens smådelar 224

Atomer och föreningar 224 Joner 225 Radioaktivitet 225 Hur läser man en kemisk formel? 225 Periodiska systemet 226 Instuderingsuppgifter 227

För framtiden 228 Register 229

Om teorier 208

Teorier kan falla 208 Bakterie i magen gick emot teorin 208

Vetenskapen går vidare 209

Nya material och kemikalier 211 Informationsteknik 212

Annat än vetenskap 213

Pseudovetenskap 213 Intelligent design 213 Homeopati 213

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 7

2012-01-27 15.28

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 8

2012-01-27 15.28

En hållbar utveckling

En hållbar utveckling A

lla kända levande organismer behöver vatten och näring, och dessutom oftast syre och ljus. De måste kunna skydda sig mot faror som fiender, gifter, sjukdomar och strålning från solen. Nästan alla människor på jorden lever i större eller mindre samhällen. Det skapar alldeles särskilda behov. Vi måste ha fungerande transporter, material att bygga av och system för att fördela och utbyta resurser. Vi behöver ljus, värme, mat, kläder och andra varor. För att samhället ska fungera behöver vi dessutom kunna förmedla information och ge vård och utbildning. Vi måste också kunna ta hand om vårt avfall – allt skräp och allt avloppsvatten. I dag talar vi ofta om ett hållbart samhälle och en hållbar utveckling. Med det menar vi att samhället måste byggas så att våra behov kan tillfredsställas:

❧ utan att vi förstör för kommande generationer ❧ utan att vi förstör för andra människor, varken här i Sverige eller i andra delar av världen ❧ utan att vi förstör för andra arter (djur eller växter) ❧ ... och utan att vi gör slut på eller förstör sådant vi behöver för att samhället ska fungera, som bränsle, luft eller vatten. Ta till exempel en fabrik som tillverkar mobiltelefoner. Vad krävs för att man ska kunna säga att fabriken drivs på ett hållbart sätt? Den får inte släppa ut giftiga ämnen i miljön. Den

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 9

bör faktiskt inte påverka miljön ens på något mindre allvarligt sätt. Om fabriken till exempel släpper ut ånga eller varmt vatten förändrar det temperaturen i omgivningen, vilket ändrar förutsättningarna för de arter som lever där. Fabriken får inte släppa ut ämnen som bidrar till att jordens klimat förändras. Den får inte heller använda material som utvunnits eller bearbetats på något sätt som har skadat miljön. Att i så liten utsträckning som möjligt påverka naturen kallas ekologisk hållbarhet. Tillverkningen får inte heller bidra till att vi gör slut på någon resurs som det kan finnas ett behov av i framtiden. Det kan handla om till exempel en energikälla eller en metall. Det kallas ekonomisk hållbarhet. Arbetsmiljön i fabriken får inte vara ohälsosam för dem som arbetar där. Utvinningen och tillverkningen av material och delar till telefonerna får inte genomföras på ett sätt som skadar människor. Dessutom måste de som är inblandade i tillverkningsprocessen få rimlig ekonomisk ersättning. Att samhället byggs så att vi alla kan få våra grundläggande behov tillfredsställda kallas social hållbarhet. Det hållbara samhället bygger på hänsyn och på kunskap, framför allt om naturen. För att kunna skapa ett hållbart samhälle måste vi veta hur naturen fungerar. Vi måste förstå hur samspelet ser ut mellan olika arter och deras miljö, hur de påverkar varandra och hur vi påverkar dem. Vi måste också ta hänsyn till vilka resurser som kan ta slut och vilka som bildas på nytt.

2012-01-27 15.28

En hållbar utveckling

eKologI Den vetenskap som undersöker samspelet mellan levande organismer och deras miljö kallas ekologi. Ekologin beskriver hur olika arter samverkar men också hur de påverkas av klimatet och av mängden näring, ljus, vatten och syre. Kunskaper i ekologi hjälper oss också att förstå människans roll i naturen. Biotiska faktorer kallar man levande organismer i en arts omgivning som till exempel utgör föda för den. De biotiska faktorerna kan också vara organismer som är ett hot mot arten genom att den i stället är föda för dem, eller genom att de konkurrerar om mat eller utrymme. Abiotiska faktorer är icke-levande, exempelvis hur sur marken är (pH), temperatur eller solljus.

producent 1:a-handskonsument bladlusen äter av växten

nedbrytare nedbrytarna tar hand om allt som dör och frigör näring till producenterna 2:a-handskonsument fjärilslarven äter bladlusen

olika roller i naturen Man kan dela in naturens organismer i tre grupper: producenter, konsumenter och nedbrytare. Producenterna är de som tillverkar energirika ämnen, konsumenterna de som äter producenterna eller andra konsumenter för att överleva och nedbrytarna de som tar hand om allt som dör. De gröna växterna räknas till producenterna. De använder energi från solen för att växa, blomma och sätta frukt. Växtätande djur får i sig energin genom att äta växterna, och de är i sin tur föda för rovdjuren. Både växtätarna och rovdjuren räknas till gruppen konsumenter. Toppkonsumenter kallas de rovdjur som finns längst upp i näringskedjan. De lever ofta av djur, som i sin tur äter andra djur, som äter växter. När växter och djur dör tar nedbrytarna, naturens städpatrull, hand om avfallet. Nedbrytare omvandlar de döda organismerna till energi, koldioxid, vatten och växtnäringsämnen. De frigjorda ämnena kan sedan producenterna ta upp och använda, och naturens kretslopp kan börja om igen. Till de viktigaste nedbrytarna hör bakterier, svampar, daggmaskar, gråsuggor samt en mängd insektslarver.

Art På jorden finns flera miljoner arter. En art betyder en grupp organismer som kan fortplanta sig med varandra,

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 10

3:e-handskonsument blåmesen äter fjärilslarven

toppkonsument rovfågeln äter blåmesen

och få avkomma som i sin tur kan fortplanta sig. Det finns exempel på arter som är så nära släkt att de kan fortplanta sig med varandra, men där avkomman inte kan det. Om en häst och en åsna får ett föl tillsammans kallas det för en mula eller mulåsna. De är nästan alltid sterila och kan alltså inte få egna föl. Många arter skulle snabbt kunna uppfylla jorden om de fick föröka sig utan störningar. Fanns det tillräckligt med mat och inga fiender, så skulle ett par torskar inom loppet av tio år få så mycket avkomma att man skulle kunna gå torrskodd över Atlanten. En bakterie som har obegränsat med mat skulle inom några dagar kunna dela sig så många gånger att alla de bakterier som bildas skulle uppfylla hela jordklotet. I praktiken händer förstås inte det. Det finns mycket som begränsar arters tillväxt. Sjukdomar och fiender kan slå till, det finns inte hur mycket näring och vatten som helst och utrymmet sätter gränser.

2012-01-27 15.28

En hållbar utveckling

population En population kallar man en grupp individer av samma art som finns på samma plats vid en viss tid. De kan fortplanta sig och de konkurrerar om samma utrymme och näring. En population förändras ständigt. Nya individer föds, några dör, en del flyttar ut och andra flyttar in. För att förstå förändringarna måste man känna till vilka faktorer som gör att en art trivs och kan fortplanta sig. Om en population kan föröka sig fritt och obehindrat ser kurvan över ökningen av antalet individer ut som på bilden nedan. Där ser man människans befolkningsutveckling, sedd över hela jordklotet.

I allmänhet begränsar olika faktorer antalet individer i en population. Det kan vara tillgången på föda, boplatser, konkurrensen från andra arter, men också klimat, vattentillgång och människans påverkan. Med tiden planar populationens tillväxtkurva ut och blir S-formad, som på bilden till höger. Större katastrofer för en population kan innebära att den kraschar, det vill säga plötsligt minskar väldigt mycket. En sådan katastrof kan till exempel vara att någon sjukdom drabbar populationen. Även utan katastrofer kan populationens storlek variera mycket över tid, om den biologiska jämvikten förändras (se s. 11).

6 miljarder

5 miljarder

antal individer

4 miljarder

Digerdöden

3 miljarder

2 miljarder

1 miljard

l 4000 f Kr

l 2000 f Kr

Människans befolkningsutveckling, antal individer. När kommer kurvan att plana ut?

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 11

tid

2000 e Kr

S-formad kurva, typisk för ökningen av antalet individer.

2012-01-27 15.28

Fjällräven är en art som är starkt hotad, bland annat på grund av en allt större mängd rödrävar i fjällområdena. På bilden syns två fjällrävar. Den ljusa pälsen är vanligast, men var tredje räv har mörk päls och kallas då blåräv.

För många individer Om en population växer kraftigt blir konkurrensen mellan individerna stor, och om möjligt sprider de sig över större områden. Det kan påverka andra arter genom att det uppstår nya konkurrensförhållanden och den biologiska jämvikten rubbas. När en art kommer till ett nytt område kan det också hända att den saknar naturliga fiender eller att den konkurrerar ut andra arter genom att vara starkare eller mer anpassningsbar. Fjällräven som lever i de skandinaviska fjällen är sedan länge en hotad art. I dag har den fått stark konkurrens av rödräven som blir allt vanligare. Fjällrävar har svårt att hävda sig mot rödrävar som är dubbelt så

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 12

stora. Rödrävar kan döda fjällrävar, de konkurrerar om samma föda och tar över fjällrävens bohålor. De sprider också rävskabb som drabbar fjällräven extra hårt, eftersom den lilla fjällrävspopulationen är känslig för störningar. Ett annat exempel är den spanska skogssnigeln, ofta kallad mördarsnigel, som blivit ett stort problem i sydsvenska trädgårdar på senare tid. Snigeln har framför allt spridits genom att ägg följt med i transporter av jord, växter och trädgårdsavfall. Att arten vuxit till så kraftigt i Sverige beror troligen på att klimatet är svalare och fuktigare och att de naturliga fienderna är färre än i snigelns normala miljö.

2012-01-27 15.28

En hållbar utveckling

För få individer Populationer kan minska för att miljön eller konkurrensen förändras. Anlag som är dåliga för en art är normalt ovanliga, eftersom goda anlag gör att en individ fungerar bättre i sin livsmiljö. Då har den också bättre förutsättningar att producera mycket avkomma. Om antalet individer av en art blir för litet i ett område kan inavel bli ett problem. Det innebär att individer som är nära släkt parar sig med varandra. Då ökar risken för att de dåliga anlagen blir kvar och ärftliga sjukdomar kan bli vanliga. I Sverige är inavel ett problem bland till exempel myskoxarna i Härjedalen, fjällrävarna och vargarna. År 2009 fanns drygt 200 vargar i Sverige och många av dem var mycket nära släkt med varandra. En effekt man har sett av inaveln är minskade valpkullar, och risken är stor att andra problem, som till exempel missbildade höfter, dyker upp i framtiden.

BIOLOGISK JÄMVIKT – lämlar och rovfåglar Ett exempel på biologisk jämvikt är förhållandet mellan fjällämmeln och de rovfåglar som jagar den. Rovfåglar, som till exempel fjällugglan, och lämlar lever i jämvikt med varandra. Fjällämmeln är en liten gnagare som ibland finns i så stor mängd uppe i fjällen att man kallat den ”djävulens löss”. När det under gynnsamma år föds många lämlar har rovfåglarna gott om mat och får många ungar. Då blir fler fjällämlar uppätna, vilket gör att populationen minskar. Det innebär mindre mat för rovfåglarna, som blir färre igen. Då kan populationen av fjällämlar åter växa. Naturen är full av jämvikter. Konkurrensen som styr jämviktsförhållandena kan också gälla mat eller utrymmet för boplatser och revir.

Kan du komma på något som skulle kunna få en population att att krascha?

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 13

2012-01-27 15.30

En hållbar utveckling

Artskydd För några hundra år sedan skulle de flesta människor inte ha trott att vi genom vårt sätt att leva skulle kunna få en hel art att försvinna. Men det har hänt, många gånger. Arter kan utplånas genom naturliga förändringar eller sjukdom, men alltför ofta på senare tid har människan varit orsaken till att arter utrotats. Ett par exempel är uroxen som fanns i Europa fram till 1600-talet och kvaggan, ett slags zebradjur som var ganska vanligt i Sydafrika tills européerna började jaga den intensivt på 1800-talet. Den sista dog i fångenskap i slutet av 1800-talet. Det är också troligt att vi exempelvis genom att avverka regnskog har utplånat arter som vi inte ens kände till. I dag har många länder lagar om hur man får hantera vilda djur och växter. För att skydda dem har vi i Sverige artskyddsförordningen i den del av lagboken som kallas miljöbalken. Där finns bestämmelser om vilka vilda djur och växter som är fridlysta. Det betyder att det är förbjudet att döda, skada eller flytta dem. Lagen reglerar också hur man får köpa, sälja och hantera vilda arter.

I Sverige är bland annat alla vilda orkidéer och alla grodor, paddor och ödlor fridlysta.

Rödlistor Arter som riskerar att försvinna brukar bli rödlistade. Det finns både svenska och internationella rödlistor som uppdateras med jämna mellanrum. Det är ett sätt att försöka skydda arten och förhoppningsvis få antalet individer att öka igen. I Sverige upprättas rödlistor av ArtDatabanken vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) och fastställs av Naturvårdsverket. De uppdateras vart femte år. Listan för 2010 omfattade 4 127 arter. Bland dem finns ejdern som klassas som nära hotad. Fortfarande finns ganska många ejdrar i Sverige, men på senare år har den minskat kraftigt och man räknar med att den kommer RÖDLISTOR En rödlista är en förteckning över arter som man bedömer löper risk att försvinna från en region, ett land eller hela världen. Arterna grupperas i kategorier efter risken för att dö ut. Kategorierna säger inget om en arts värde eller om hur viktigt det är att skydda just den arten.

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 14

att fortsätta göra det. Även lövträdet alm är hotat och klassas som sårbart. Almarna har sedan mitten av 1900-talet varit drabbade av almsjuka, ett svampangrepp som dödar trädet. Några arter har återhämtat sig sedan de blev skyddade. Ett exempel är gråval som sattes upp på den internationella rödlistan. För ett par hundra år sedan fanns tre populationer på olika platser i världshaven. Vid mitten av 1800-talet jagades valarna så intensivt att de nästan dog ut, och 1947 blev de fridlysta. Av de tre populationerna försvann en, den i Nordatlanten. Den andra, i västra Stilla havet, är i dag mycket liten. Den tredje populationen som finns i östra Stilla havet har däremot växt kraftigt sedan skyddet infördes. I dag tror man att där finns över 20 000 djur, antagligen lika många som innan de började jagas. Den populationen anses inte hotad längre och man kan titta närmare på valarna från båtar utanför Mexicos västkust.

2012-01-27 15.30

En hållbar utveckling

Landskapet och arterna Hur landskapet ser ut är avgörande för vilka arter som lever där. Landskap som präglats av människans aktiviteter kallas för kulturlandskap. De domineras av exempelvis odlingar, vägar, byggnader, dränerad mark och dammbyggen. Många arter har anpassat sig efter kulturlandskapet. Ett exempel är fågelarten svart rödstjärt, som naturligt lever i bergsområden men som även trivs i industriområden och skrotupplag; miljöer i staden som liknar bergiga landskap. Ett annat exempel är dovhjorten som ofta finns i områden med både skog och odlad mark. Det finns också många insektsarter som gynnas av att enstaka träd står varmt och soligt på mark som odlas eller betas. Kulturlandskapet har förändrats mycket de senaste hundra åren, när jordbruket blivit mer mekaniserat och storskaligt samtidigt som en mindre yta odlas totalt sett. Betesmarker och slåtterängar har blivit ovanliga. När vissa naturtyper blir sällsynta minskar också utbredningen av de arter som trivs där. Orkidéer tillhör den traditionella floran på slåtterängar. I dag är många orkidéarter hotade i Sverige. Ett annat exempel är ortolansparven, en fågel som lever i områden med omväxlande odlingsmark och betesmark. Den har minskat mycket i Sverige och är nu rödlistad. Även växtarten fältgentiana som trivs bäst på ängsmark är rödlistad eftersom den naturtyp där den växer försvinner i snabb takt. Många växter som anpassat sig till näringsfattig mark konkurreras ut i dag av maskrosor, hundkex och

smörblommor, som alla frodas där det finns gott om kväve. Det släpper både trafiken och jordbruket ut stora mängder av (se s. 55). Naturlandskap kallas det landskap som är opåverkat av människan. Många miljöer vi ser i dag är en blandning av kulturlandskap och naturlandskap. Naturlandskapets form beror i grunden på vilka bergarter som finns i området, och i vår del av världen beror den också mycket på inlandsisens påverkan.

Istiden formade landet För 115 000 år sedan inleddes den senaste istiden i Sverige. Från Nordnorge och ner till Tyskland täcktes både land och hav med tiden av ett islager som på vissa ställen var 3 km tjockt. Marken under isen kunde pressas ner så mycket som 800 meter. Isen skrapade loss delar av mark och berg, och ismassan fylldes med allt från lerkorn till väldiga klippblock. När isen smälte, för mellan 14 000 och 6 000 år sedan, bildades de första jordarna av det som lossnade ur isen. Ibland breddes materialet ut jämnt, på andra platser bildades kullar eller åsar. Den jord som smälte loss ur isen är en osorterad blandning av små och stora korn och kallas morän. Tre fjärdedelar av Sveriges yta täcks av morän och på den växer oftast barrskog.

Inlandsisens spår är fortfarande tydliga i vårt landskap. Här syns ett flyttblock på ett gammalt gravfält i Uppland.

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 15

2012-01-27 15.30

En hållbar utveckling

Jordart och jordmån När isen försvann höjde sig marken sakta. Landhöjningen pågår fortfarande i Sverige, särskilt i de norra delarna av landet där isen var som tjockast. En stor del av marken låg till en början under havsytan och botten var täckt av morän. När de första topparna av berg och kullar började sticka upp ur vattnet sköljde vågorna bort den finare jorden och lämnade större grus och stenar kvar. Jord och lera sköljdes ut i vattnet och sjönk, ju mindre partiklar desto längre ut från land. På så vis skiktades jorden till olika sorterade jordarter.

I bergiga och kulliga landskap kan man se effekterna: I dalarna är jorden mest finkornig, lerig och näringsrik och passar bra att odla på. Uppåt höjderna blir det sandigare och mer grovkornigt. Där trivs barrskogen. Ännu längre upp kan det vara kalt berg eller klapperstensfält med bara några få tåliga växtarter som klarar sig på lite näring. Rullstensåsar är en annan rest från istiden. Under inlandsisens avsmältning spolade isälvar ut stenar, grus och sand som samlades i skikt i långsträckta åsar vid

När isen smälte bort låg till en början hela landskapet under vatten. Jorden skiktades till olika jordarter genom att mindre partiklar rörde sig längre ut från land än större, innan de sjönk till botten.

Gradvis steg marken när isens tyngd försvann, och det bildades först en kustlinje och sedan allt mer torrlagd mark.

Skiktningen till olika jordarter – finkornig i dalarna, alltmer sandig och grovkornig uppåt höjderna – ger landskapet dess karaktär. I dalen bördig mark, högre upp barrskog, ännu högre upp lite och tålig växtlighet.

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 16

2012-01-27 15.30

En hållbar utveckling

isälvens mynning. I dag är Sveriges rullstensåsar en av våra viktigaste källor till rent grundvatten. Vatten från regn och vattendrag filtreras ner genom åsens olika skikt och samlas i djupt liggande källor som vi kan pumpa upp dricksvatten från. Ordet jordart syftar på jordens sammansättning, vilka mineraler den innehåller och hur grovkornig och sorterad eller osorterad den är. Jordarten beror på berggrunden och inlandsisen. Den översta delen av jorden påverkas dessutom av klimatet och de organismer som lever där. Den kallas för jordmån. Nedbrytarna spelar roll för jordmånen, men också växtligheten och tillgången på vatten. Barr bryts ner långsammare än löv, det kan ta tio år eller mer för ett tallbarr att brytas ner. Mycket vatten kan ge syrebrist och sänka tempot i nedbrytningen.

Podsol

förna humuslager blekjord

rostjord

opåverkad mineraljord

Två jordmåner i Sverige Sverige domineras av två jordmåner: podsol och brunjord. Podsol är surare och mer grovkornig medan brunjorden är finkornig och har högre kalkhalt. Brunjord finns framför allt i södra Sverige och i dalsänkor. Där växer lövskog, örter och bredbladiga gräs. I brunjord trivs bakterier och daggmaskar, som luckrar upp jorden och förbättrar nedbrytningen. Podsol som är mer näringsfattig finns på högre liggande mark och i de norra delarna av landet. Här är växtligheten glesare och domineras av barrträd, ris samt smala gräs, lavar och mossor. De viktigaste nedbrytarna i podsol är svampar. Det översta lagret av jordmånen består av döda växtoch djurdelar som inte hunnit brytas ner än eller där nedbrytningen bara börjat. Det kallas för förna. Under förnan kommer humuslagret, ett lager där det biologiska materialet brutits ner så mycket att man inte längre kan se vad det varit från början.

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 17

Brunjord

förna humuslager

mull (en blandning av humus och mineraljord)

opåverkad mineraljord

2012-01-27 15.30

En hållbar utveckling

Kontinenterna ﬂyttar sig Inuti jordklotet är det mycket varmt, och större delen av jordens innanmäte är mer eller mindre flytande. Det yttersta, fasta lagret som vi har under fötterna är ungefär 3,5 mil tjockt och kallas för jordskorpan. År 1912 presenterade den tyske forskaren Alfred Wegener en ny idé: han ansåg att världsdelarna från början suttit samman i en enda kontinent men skilts åt och flyttat allt längre isär. Han kallade detta för kontinentaldrift. Det var mest en gissning, baserad på att jordens landområden faktiskt såg ut att passa samman som pusselbitar. Med tiden fann Wegener ytterligare stöd för sin idé. Han såg att bergarterna matchade på de kuster som antogs ha suttit ihop, han fann också liknande fossil på olika sidor av haven. Men han kom aldrig fram till någon vetenskaplig förklaring, och många forskare var skeptiska. Wegener dog 1930 under en strapatsrik polarexpedition. Först på 1950-talet började man finna vetenskapligt stöd för hans hypotes. Med modern teknik kunde havsbottnen börja kartläggas. I dag vet vi att jordskorpan består av tolv kontinentalplattor, som fortfarande rör sig i förhållande till varandra. Teorin som beskriver hur det går till kallas plattektonik. Vid skarvarna mellan

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 18

plattorna bryts jordskorpan ner eller nybildas när smält berg, magma, tränger upp i sprickorna. Mötet mellan plattorna kan ge vulkanutbrott och jordbävningar, och det är också i sådana här krockar som världens bergskedjor uppstått. Så bildades våra skandinaviska berg för flera hundra miljoner år sedan. På den tiden liknade de Himalaya, men med åren har väder och vind slipat ner bergen till de mjukare former de har i dag. Ursprungligen var de en del av samma bergskedja som Appalacherna i östra Nordamerika, som sträcker sig över 250 mil från Canada i norr till Alabama i söder. Sedan bergskedjan formats började plattorna glida isär och Nordatlanten bildades. Den blir fortfarande ett par centimeter bredare för varje år. Att kontinenterna suttit samman spelar stor roll för hur olika livsformer och arter utvecklats och spridits över världen. Pungdjur hittar man exempelvis i både Sydamerika och Australien, två områden som ursprungligen hängde ihop. Man kan också finna fossil efter skogar på Antarktis och efter fiskar i Himalaya – något som var verkligt förbryllande för de biologer som fann dem för flera hundra år sedan.

2012-01-27 15.30

En hållbar utveckling

eKoSyStem Oftast väljer man en avgränsad del av naturen, ett ekosystem, när man vill beskriva och försöka förklara hur samspelet i naturen fungerar. En skog, en insjö, en bäck eller en myr är exempel på ekosystem. Det kan vara så litet som en komocka eller ett akvarium. Alla större och mindre ekosystem ingår som delar i ekosystemet jorden.

FLUGOR PÅ KOMOCKAN – ett ekosystem i förändring Har du halkat på en komocka någon gång? Just då tänkte du nog inte på hur mycket liv som fanns i den! Komockan är ett litet ekosystem som ingår i det större, beteshagen. I en stor stinkande komocka finns tusentals småkryp. Miljontals livsnödvändiga bakterier har komockan som sin boplats. Doften lockar till sig bland annat dyngflugor, som kommer för att äta och hitta en partner. Flughannar söker efter parningsvilliga honor. Hannen lockar med sig honan på en flygtur och de parar sig. Att hans egna anlag ska gå vidare till nästa generation säkerställs genom att han följer med honan tillbaka till komockan och skyddar henne tills hon lagt sina ägg där. Färska komockor är utmärkta som mat- och uppväxtplats för dyngflugans avkomma. Många andra djur utnyttjar också dynghögen. Det är allt från små insekter som livnär sig på svamp, till större djur som ladu- och hussvalor. Inom ekosystemet har varje art en ekologisk nisch – en specialisering på en viss typ av föda, att äta vid speciella tider på dygnet eller att till exempel bygga bo på visst sätt för att slippa konkurrens.

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 19

Skogen Sverige är ett land med mycket skogsmark. Nästan 70 procent av Sveriges landyta är i dag täckt av skog. Gran och tall dominerar. Björk är också ett vanligt trädslag medan övriga träd, till exempel ädellövträd som ek och bok, utgör mindre än 1 procent av våra skogsmarker. Barrträd är anpassade till lite tuffare klimat och är inte så beroende av näringsrik mark som de flesta lövträd är. Gran, vårt vanligaste trädslag, trivs dock allra bäst på fuktig, näringsrik mark. Tallen växer där inte så många andra träd trivs och klarar torka, hård vind och näringsfattig jord bra. Den naturliga skogen är en blandskog med både barroch lövträd och är rik på olika arter, den har stor biologisk mångfald. Man har hittills funnit ungefär 20 000 olika insekter och andra smådjur i svenska skogar. Där finns drygt 100 fågelarter och 40 däggdjur. Det växer 3 000 olika arter svampar, 800 lavar, 350 olika örter och 300 mossarter i skogen. Ett enda träd kan vara hemvist för mer än 500 arter av insekter och andra småkryp. Träd ingår i kretslopp, liksom alla levande organismer. De kan bli mycket gamla. En tall kan bli över 500 år och en ek över 1 000 år. Olika arter drar nytta av trädets olika livsfaser. Älgar äter till exempel av unga träd, medan ett äldre träd blir föda för insekter och svampar. Gamla träd som vuxit sig stora och stabila behövs som boplats för rovfåglar, till exempel örnar och duvhökar. De bygger vidare på sina bon varje år och boet kan till sist väga över ett ton. I Norrland är medelåldern för kungsörnarnas boträd 330 år. När ett gammalt träd blir alltmer skadat och angripet kan mindre fåglar bygga bo i stammens håligheter. Även sedan trädet har dött kan det fungera som boplats för fåglar, så länge det står upp. När det faller utnyttjas det av nedbrytarna och blir växtplats för mossor och lavar. Så småningom förmultnar trädet helt och blir näring åt nya träd. Planterade skogar utgör en kontrast till blandskog. De domineras av en art och kallas monokulturer. Dessa skogar är också mer sårbara. Att de har så få arter gör att de lättare blir offer för skadeinsekter och extrema klimatsituationer. I en skog med stor biologisk mångfald

2012-01-27 15.30

En hållbar utveckling

finns flera arter som utför samma funktion inom ekosystemet, exempelvis som nedbrytare eller producenter. Om någon störning drabbar skogen, som en storm eller brand, kanske en art tar stor skada medan en annan klarar sig bättre. Överlevaren kan då ersätta eller kompensera för den försvagade arten. Samma sak händer kanske inte i en monokultur, där en eller en handfull arter är ensamma om sin funktion. (Du kan läsa mer längre fram om ekosystemens bärkraft.) När stormen Gudrun drog fram i januari 2005 visade det sig hur sårbar en monokultur kan vara. Vinden nådde orkanstyrka och enorma mängder skog fälldes i södra Sverige, lika mycket som vi normalt avverkar under flera år. En förklaring till att skadorna blev så stora var att det hade planterats mycket granskog i Sverige under 1900-talet. Granar fångar vinden mer än många andra träd och rötterna går inte så långt ner i marken, så de rycks lättare upp vid hård blåst. Löv- och blandskogarna klarade sig bättre i stormen. Men när ny skog skulle planteras efter Gudrun valde man återigen mest granskog. Nyplanterad lövskog behöver skydd mot älgar och rådjur. Det behöver inte granskogen och därför är den billigare att plantera. Men kommer det en ny storm blir det dyrt ändå, om granarna faller igen.

Skog i världen

En naturlig skog har stor biologisk mångfald och är mindre känslig för störningar än en monokultur som domineras av en art.

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 20

Skogen är den naturliga vegetationen på 40 procent av jordens landyta och är en av världens viktigaste naturresurser. Där finns råvara för energi, trävirke och pappersmassa, och där lever mer än hälften av jordens växtoch djurarter. Speciellt artrika är de tropiska regnskogarna där man känner till tiotusentals olika trädarter. De senaste 300 åren har över 50 av jordens länder förlorat all eller nästan all sin skog, bland annat på grund av att man avverkat

2012-01-27 15.30

En hållbar utveckling

kraftigt för att exportera virke eller odla grödor på den avskogade marken. Resultatet blir ofta kraftig erosion, att det översta bördiga jordlagret spolas eller blåser bort eftersom det inte finns några trädrötter kvar som kan hålla fast det. Marken blir svår att odla eller förvandlas till öken. Erosionen är ett extra stort problem när skog avverkas i branta sluttningar. Det finns dessutom tecken på att risken är större för översvämningar i områden där den naturliga skogen förvunnit, och översvämningsperioderna blir dessutom längre. Marken kan inte längre hålla vatten utan kraftig nederbörd rinner snabbt ut i floder och andra vattendrag, som svämmar över. Den jord som eroderas bort

sköljs ut i floder där den sedimenterar, sjunker till botten, vilket gör floderna grundare och höjer vattennivån. Dessutom kan själva skogsbruket slita på mark och vattenvägar så att problemen förvärras. Alla forskare är dock inte ense om hur stark kopplingen är mellan avverkning och översvämningar. Hur en översvämning uppstår och vilka effekter den får är en komplicerad fråga, och det är svårt att kartlägga alla bakomliggande faktorer. På vissa ställen överväger man att återplantera skog för att få bukt med översvämningar – men planteringsprojekten kräver ibland nya vägar och omfattande transporter, något som i sin tur kan slita på miljön och öka erosionen.

Regnskog i Queensland, Australien.

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 21

2012-01-27 15.31

En hållbar utveckling

Sjön

Näringsrika och näringsfattiga sjöar

I Sverige finns omkring 90 000 sjöar. På sjöstränder och i vattenkanten lever växter som är anpassade för ett liv i luft, men som kan ha sina rötter i sjöbotten. Vass och säv är två exempel. Snäckor och andra djur äter av strandväxterna och av alger som växer på dessa och på stenar i vattnet. I strandkanten finns också rovdjur som aborrar och insekter, till exempel trollsländelarver som lever på bland annat fiskyngel och grodyngel. Lite längre ut i vattnet finns flytbladsväxter som har blad på vattenytan och rötter förankrade i botten eller fritt flytande i vattnet. Ännu längre ut finns växter som befinner sig helt under vatten, på botten eller fritt flytande. Här lever också bland annat fiskar, djur- och växtplankton samt insekter. Under året cirkulerar vattnet i en sjö på olika sätt, beroende på tillrinning och temperatur. Medan flera andra naturtyper har sin starkaste tillväxtperiod under sommaren, kan livet i sjön stagnera då. Det beror på att det blir en temperaturskiktning i sjön när ytvattnet värms av solen och får svårt att blandas med det kalllare bottenvattnet. Då minskar syresättningen av bottenvattnet, syrehalten på botten sjunker och nedbrytningen av döda djur- och växtdelar går långsammare. Det leder i sin tur till att mindre näring frigörs, och produktionen av nytt liv i sjön sjunker. Gränsen mellan det varma och det kalla vattnet kallas för språngskikt.

Sjöar har olika karaktär, främst beroende på hur näringsrika de är. Näringshalten beror på vilka ämnen som förs dit från andra vattendrag och från luften, vilka jordarter som dominerar i området och hur nedbrytningen går till. Sjöar kan också drabbas av övergödning (se s. 55). Sjöar i områden med brunjord eller åkermark blir kalkhaltiga och näringsrika, eutrofa. Sjöar i områden med podsol, myrar eller hällmark blir surare och näringsfattiga, oligotrofa. Det finns två typer av näringsfattiga sjöar – brunvattensjöar och klarvattensjöar. Brunvattensjöar innehåller mycket humusämnen och sikten i vattnet är ofta dålig. Klarvattensjöar är vanligast i Sveriges norra delar. I Sveriges klaraste sjö Rissajaure, Trollsjön, kan man se ända ner till botten på över 30 meters djup. Näringsrika sjöar har ofta mer vass än näringsfattiga, och mycket plankton. Botten kan vara gyttjig. Vid sjöar med breda vassbälten är det ofta gott om fågelarter. Näringsfattiga sjöar har kalare ständer och en glesare växtlighet i vattnet, vilket gynnar bottenlevande växter som på så vis får tillräckligt med ljus. I strandkanten kan det finnas ett gungfly av vitmossa som växer ut från marken över vattenytan.

Sommar

Språngskikt +20 °C

Vår och höst

+4 °C

Vinter

0 °C

+10 °C +4 °C Under sommaren är syresättningen av bottnen svag eftersom det bildas ett språngskikt mellan det tyngre och kallare vattnet nära botten och det varmare ytvattnet.

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 22

+4 °C

Vattnet i en sjö cirkulerar mest under vår och höst, när vattnet har en jämn temperatur och rörs om av vindar.

På vintern är cirkulationen minimal i en istäckt sjö.

2012-01-27 15.31

En hållbar utveckling

I Rapadeltat i Sareks nationalpark rinner älven Rapaätno. Det slam som den för med sig från glaciärer i fjällen avsätts i dalen och bildar en enorm våtmark.

Våtmarken Sjöar växer med tiden igen och bildar våtmarker. Hur lång tid det tar beror på hur näringsrik sjön är och var i landet den ligger. Jord från markerna runt omkring sjunker till botten tillsammans med rester av döda djur och växter och samlas i lager, sediment. Om inte allt organiskt material bryts ner fylls sjön sakta. Sedimenten kan öka med allt från bråkdelar av en millimeter till någon centimeter per år i en övergödd sjö. När sjön växer igen bildas en myr. Den är rik på vatten eftersom det fortfarande rinner till från markerna omkring. Våtmarker fungerar som naturliga reningsverk när vattnet rinner igenom. Ofta har vi människor dikat ut våtmarker för att använda dem som odlingsmark, men i dag händer det att man i stället försöker återställa våtmarkerna för att rena övergödda områden (se s. 59). Till en början är myren ett kärr, som fortfarande förses med vatten och svämmar över ibland. Kärr kan vara näringsrika eller näringsfattiga. Växterna måste ha ytliga rötter för att dessa ska få tillräckligt med syre, och oftast ser man bara mossor, gräs och örter i kärret. Syrebristen

Naturkunskapsboken 1B 27jan12.indd 23

gör att träd i allmänhet inte trivs, men det kan förekomma att bland annat björk och klibbal får fäste. Då bildas ett lövkärr som med tiden förvandlar myren till skog. På grund av den låga syrehalten går nedbrytningen i kärret sakta. På så vis bildas en typisk jordart, torv, som mest består av döda växter. Med tiden kan mängden torv bli så stor att vattnet inte når till de högsta delarna. Då kallas myren i stället för mosse, och de högsta platserna får inget vatten från tillrinning utan bara från regn och snö. Eftersom regnvatten är näringsfattigt och ofta surt blir mossen sur. Då trivs vitmossa och på högre tuvor hjortron. Vid mossens kant där marken är torrare växer låga tallar eller björkar. Myrar är ofta bebodda av ett stort antal insekts- och spindelarter. Även om myren kan se enformig ut är den varierad ur de mindre djurens perspektiv med olika tor�ra och fuktiga ytor nära varandra. Små vattensamlingar är viktiga platser för de arter som är vattenlevande larver tidigt i livet, som trollsländor och mygg. Mängden insekter gör att myrar också lockar många fåglar.

2012-01-27 15.31

ISBN 978-91-27-42320-6

9 789127 423206

OKTTNaturkunskap1bOMSLAG27jan12.indd 1

2012-01-27 14.57