9789147085941 by Smakprov Media AB

SPEKTRUM BIOLOGI ingår i en serie naturvetenskapliga böcker för grundskolans årskurs 7-9. I serien ﬁnns även Spektrum Fysik och Spektrum Kemi. I den här fjärde upplagan hittar du: • • • • • • • •

SPEKTRUM

Centralt innehåll i linje med Lgr 11 Kapitelingresser som lyfter fram kursplanens förmågor Målbeskrivningar Perspektiv som uppmuntrar till värdering och ställningstagande Testa dig själv-frågor med begreppsträning Faktarutor med olika teman Sammanfattningar till varje kapitel Finaler som ger träning inför ämnesproven

BIOLOGI

I varje ämne ﬁnns en Grundbok, en Lightbok och en lärarhandledning. Ligthboken är parallell med grundboken och kan användas av elever som vill ha en lättare kurs med mindre textmängd. Böckerna ﬁnns även som Onlineböcker.

Best.nr 47-08594-1 Tryck.nr 47-08594-1

BIOLOGI

Susanne Fabricius Fredrik Holm Anders Nystrand

Omslag-Biologi_Grundbok-Spektrum.indd 1

2013-04-24 14.54

BIOLOGI GRUNDBOK

Susanne Fabricius Fredrik Holm Anders Nystrand

LIBER

001-041 1_Liv i utveckling.indd 1

2013-04-24 17.59

ISBN 978-91-47-08594-1 © 2013 Susanne Fabricius, Fredrik Holm, Anders Nystrand och Liber AB Redaktion: Peter Larshammar Formgivare: Lotta Rennéus Bildredaktör: Mikael Myrnerts Teckningar: Typoform, Anders Nyberg s 18, 33, 34, 58, 77, 116, 119, 240, 306, 327-333, 354, 400, 408, 415, 427 Produktion: Adam Dahl Fjärde upplagan 1 Repro: Repro 8 AB, Stockholm Tryck: Kina 2013

KO P I E R I N G S FÖ R B U D Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och elevers rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUS-avtal, är förbjuden. BONUS-avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvudman för utbildningsanordnare, t.ex. kommuner och universitet. Intrång i upphovsmannens rättigheter enligt upphovsrättslagen kan medföra straff (böter eller fängelse), skadestånd och beslag/förstöring av olovligt framställt material. Såväl analog som digital kopiering regleras i BONUS-avtalet. Läs mer på www.bonuspresskopia.se.

Liber AB, 113 98 Stockholm Tfn 08-690 92 00 www.liber.se kundservice tfn 08-690 93 30, fax 08-690 93 01 e-post: kundservice.liber@liber.se

001-041 1_Liv i utveckling.indd 2

2013-04-24 17.59

Bildförteckning Adams, Peter/Photolibrary/Getty Images 184 Adlercreutz, Rolf/Kamerapress/IBL 35 Aflo Photo Agency/Scanpix 126 AFP/Scanpix 244 Ahlin, Ewa/Johner/Getty Images 407 AJ/Irri/Politika/Corbis/Scanpix 430 (2) Alvaro Leiva/IBL 7 (2) Amana Images/Getty Images 315 (1) Andersson, Ingvar/Scanpix 419 (1) Andersson, Sören/Scanpix 356 Andersson, Å/Scandia Photopress 104 Andrén, Claes/Naturfotograferna/IBL 123 Ask, Gunnar/Scanpix 214 (2) Atkins, Rob/Photographers Choice/Getty Images 308 (1) Austin, Jim/Jimages Digital Photograph/Flickr/Getty Images 140 (1) Aventurier, Patrick/Gamma-Rapho/Getty Images 185 (1) Aw, Michael/Digital Vision/Getty Images 101 AWL Images/Getty Images 90 (1) Bannister, Anthony/NHPA/Photoshot 113 (1) Barksdale, Bill/Agstock/Science Photo Library/IBL 428 Bauer, John ” God kväll gamle Man! Hälsade pojken” 1915 Illustration 32 Becon/E+/Getty Images 262 (1) Bengt Ekman/Naturfotograferna/IBL 157 Benvie, Niall/Nature PL/IBL 56 (1) Berglund, Joakim/Scanpix 292 Bergstedt, Anders/Maskot/Scanpix 310 Betin, Ugurhan/Vetta/Getty Images 37 (1) Billeson, Göran/Scanpix 350 (2) Biomedical Imaging Unit, Southampton General Hospital/ Science Photo Library/IBL 265 Biophoto Associates/Photo researchers/Getty Images 240 Biophoto/Science Photo Library/IBL 13 Blair, Jonathan/Corbis/Scanpix 10 Blake, Kent/Design Pics/Getty Images 43 (2) Bo Lindell/Scanpix 15 (1) Borland, David/Lonely Planet Images/Getty Images 203 Bouys, Gabriel/AFP/Scanpix 232 Bra böckers samling/IBL 322 (1) Bresciani, Claudio/Scanpix 212 Brook, Robert/Science Photo Library/IBL 426 (1) Burgess, Dr Jeremy/Science Photo Library/IBL 64 (1) Burke, Kauren/Digital Vision/Getty Images 51 Callow, N. A./NHPA/Photoshot 116 Canadian Centre for Swine Improvement Inc 429 Cancalosi, john/Getty Images 106 Carwardine, Mark/Getty Images 315 (2) Christie, Bryan 28 Clarke, Mark/Science Photo Library/IBL 294 (2) CNRI/Science Photo Library/IBL 272, 276 (1), 320 Coppola, Carlo «Pesten i Neapel 1656» oljmålning /RogerViollet/IBL 321 (1) Crabtree, Michael/PA Wire/Scanpix 353 Cropp, B./IBL 97 Crown Copyright Coourt/IBL 70 (2) CSA Plastock/CSA Images/Getty Images 371–373 Dadzitis, James/SWNS/Scanpix 346 (2) Dahl, Per/Johner/Getty Images 357 (2) Dahmén, David/Scanpix 171 Darrow, Paul/The New York Times/Scanpix 424 Daynes, Plaillye/IBL 144 (2) Daynes, Plaillye/IBL 145 Dee, Breger/Photo Researchers/Getty Images 68 (1) Devries/Science Photo Library/IBL 410 Dimitrov, Martin/E+/Getty Images 371 Dixon, Grant/Lonely Planet Images/Getty Images 423 Du cane Medical Imaging LTD/Science Photo Library/IBL 345 (2), 352 (2) Earthy,Mark/Scanpix 206 (1) Edén, Elisabeth/Scanpix 204 Ehrenström, Fredrik/Naturfotograferna/IBL 209 (1) Ehret, Georg Dionysios/ Illustrationer till Linnés sexualsystem Systema Naturae 27 Ekman, Bengt/Naturfotograferna/IBL 60, 133 Eliasson, Pär/IBL 348 (3) Engels, Harry/Getty Images 263 Engman, Johan/Scanpix 409 Epstein, Lars/Scanpix 205 (1), 225 (2) Ericson, Bertil/Scanpix 192, 385 Eriksson, Göte/Naturfotograferna/IBL 74 (2), 76 Eritja, Roger/Oxford Scientific/Getty Images 86 Eurenius, Benkt/Scanpix 343 Eye of Science/Science Photo Library/IBL 64 (2), 95, 254 Faint, Grant/Photographers Choice/Getty Images 309 Fermariello, Mauro/Science Photo Library/IBL 345 (4) Ferorelli, F/INA Agency 143 (1) Filis, A./AP/Scanpix 88 (1) First Light/IBL 114 Fitzharris, Tim/Minden Pictures/Getty Images 140 (2) Ford, Marelene/Flickr/Getty Images 313 (2) Fotoblitz/Stills/Gamma/IBL 190 Fraser, Simon/Royal Victoria Infirmary, Newcastle Upon Tyne/Science Photo Library/IBL 416 Fredriksson, Christer/Naturbild/Johnér 211 (2) Fridén, Hasse/Scanpix 418 (2) Friedland, Dr Robert/Science Photo Library/IBL 345 (3) Frisk, Gunnar/Naturbild/Johner 164 (1) Främst, Johan/Kamerareportage/Scanpix 213 Funck, Fredrik/Scanpix 137 (2), 358 Gaillarde, Raphael/Gamma/IBL 414 Gallagher, Chris/Photo researchers/Getty Images 341 (2) Garlick, Mark/Science Photo Library/Getty Images 92 (1)

396-444 10_Arvet_gener och bioteknik.indd 444

Gaudin, Mary/Millenium/Scanpix 270 (3), 402 Georgette Douwma/Photographer›s Choice/Getty Images 8 Gerdehag, Peter/Folio 173 Gibbons, Bob/Science Photo Library/IBL 26 Godfroid, Boris/Solent News/Rex Features/IBL 63 (3) Good, Anders/IBL 67 (1), 89 Gow, Jessica/Scanpix 132 (1), 282 (2), 299 Grahn, Jan/Naturfotograferna/IBL 74 (3), 170 Granach, Lucas den äldre , olja 1536 «Edens lustgård» 17 (2) Granefeldt, Lena/Johner Image/Getty Images 42 Granger Collection/Scanpix 9 (1), 14 Gray, Charle/Eyevine/IBL 405 Great Shots/Nordic Photos 115 (2) Grill, Jamie/Tetra Images/Getty Images 314 (2) Grill, Tom/Iconica/Getty Images 312 (2) Gross, Petr/Stockfood/Scanpix 66, 85 (2) Grundsten, Claes/Bildhuset/Scanpix 87 (2) Gschmeissner, Steve/Science Photo Library/Getty Images 54 Gschmeissner, Steve/Science Photo Library/IBL 233, 266 (2), 291 (1) Gustafson, Göran/Scanpix 131 (2), 159 (2) Gustafsson, Jeppe/Scanpix 214 (1), 369 (2) Gustafsson, Kristina/Scanpix 46 (2) Haglund, Adam/Maskot/Scanpix 262 (2) Hagman, Tore/Naturfotograferna/IBL 79, 194 Haid, Rolf/DPA/Scanpix 389, 395 (1) Hamilton, Rolf/UNT/Scanpix 155 (2) Hanneberg, Peter/Scanpix 177 Hanno, Johanna/Bildhuset/Scanpix 182 (1), 219, 271 (1), 354 (1) Hansen, Paul/DN/Scanpix 280 (1) Hartley, David/Rex Features/IBL 249 Harvey, Martin/Corbis/Scanpix 90 (2) Hasse Schröder/Naturbild/Johnér 156 Henriksson, Thomas/Scanpix 319 Herbert, Gerald/AP/Scanpix 200 Hicks, Edward ”Noah›s Ark” 1846 oljemålning 37 (2) Hill, Ethan/Contour/Getty Images 283 Hofgren, Anders/GP/IBL 236 (2) Hopkin, Steve/Ardea 108 (1) Houston, Scott/Sygma/Corbis/Scanpix 359 Howell, Michael/Index Stock/Scanpix 374, 435 Huerta, Anna/Johner/Getty Images 305 (2) Huett Nilsson, Ulf/Johner Images/Getty Images 154 Husmofoto/IBL 121 (2) Håkansson, Bonny/Scanpix 354 Håkansson, Åke/Scanpix 400 Image Source/Getty Images 337 (1) Ina Agency 113 (2) Interscope Records/AP/Scanpix 360 (2) Iwago, Mitsuaki/Minden Pictures/Getty Images 24 (1) Javellana, John/Reuters/Scanpix 422 Jegou, Christian/Science Photo Library/IBL 57 (2) Jennersten, Ola/Naturfotograferna/IBL 67 (2) Jensen, Karl/Scanpix 291 (2) Johner/Getty Images 369 (1) Johnston, Don/AGE/Scanpix 161 Junge, Heiko/Scanpix 256 Jurka, Janos/Naturfotograferna/IBL 45, 61 Kage, Manfred/Science Photo Library/IBL 266 (1) Kallista Images/Getty Images 168 (1) Karlsson, Henrik/Naturfotograferna/IBL 24 (2) Kemp, Mike/Rubberball/Getty Images 336 Kennerknecht, Sebastian/Minden Picture/Scanpix 132 (2) Kindler, Andreas/Johner/Getty Images 314 (1) Kiolero/Flickr/Getty Images 406 Kobayakawa, Ko and Reiko/AP/Scanpix 413 (2) Konig, George/Hulton Archive/Getty Images 431 Kristof, Emory & Chandler, Alvin/National Geograpihcs/ Getty Images 88 (2) Kulyk, Mehau/Science Photo Library/IBL 397 (1) Kustbevakningen/Scanpix 209 (2) Lacz, Gérard/IBL 136 (2) Lallo; Birger/IBL 193 (2) Lander Phillips, Alan John/E+/Getty Images 399 Lander, Andreas/DPA/Scanpix 63 (2) Lanting, Frans/Corbis/Scanpix 124 Lantinga, Curtis R./Masterfile/Scanpix 311 Leen, Nina/Time & Life Pictures/Getty Images 139 Leen, Sarah/National Geographics/Getty Images 189 (2) Lehtikuva/Scanpix 387 (2) Leroy, Francis/Biocosmos/Science Photo Library/Getty Images 380 (2) Lescourret, Jean-Pierre/Lonely Planet Images/Getty Images 221 Lessing, Erich/IBL 340 Levenson, Alan/Stone Sub/Getty Images 34 Liber Arkiv 350 (1) Lilja, Torbjörn/Naturfotograferna/IBL 58 Liljefors, Anja/Scanpix 391 Lindau, Åke/IBL 22 (2) Lindbom, Staffan/BLT/Scanpix 390 Linderheim, Alf/Naturfotograferna/IBL 69, 186, 420 (2) Lindgren, Håkan/Scanpix 210, 324 (2) Lindkvist, Jonas/Scanpix 344 (1) Lindqvist, Lars/DN/Scanpix 417 Lissac, Philippe/Corbis/Scanpix 304 Lladó, Martin/E+/Getty Images 396 Loutherbourg , Philips James de ”Coalbrookdale by Night ” 1801 oljemålning 189 (1) Lucas, Ken/Visuals Unlimited/Getty Images 91 (2)

Lukasseck, Frank/Photographer›s Choice/Getty Images 99 (1) Lundahl, Pontus/Scanpix 75, 339 (2), 425 Lundberg, Bengt/Naturfotograferna/IBL 125 Lundberg, Tor/Naturfotograferna/IBL 164 (2) Lundgren, Hampus/DN/Scanpix 199, 226 Lundmark, Gunnar/SvD/Scanpix 383 Løken, Bård/NN/Samfoto/Scanpix 382 Magnuson, Per/Scanpix 73 Magnusson, Roine/Naturbild/Johner 167 Malmhav, Karin/SvD/Scanpix 378, 380 (1) Maohua, Fei/Xinhua/Scanpix 228 Marks, Bodo/DPA/Scanpix 339 (1) Martin, Dave/AP/Scanpix 198 Martinsson, Magnus/Naturfotograferna/IBL 80, 128 Martra, J.L./Publiphoto Diffusion/Science Photo Library/ IBL 346 (1) Maskot/Scanpix 392 Maslennikov, André/Scanpix 174 (1) Mathiasson, Lennart/Naturfotograferna/IBL 62, 74 (1), 348 (2) Maudsley, Toby/The Image Bank/Getty Images 147 (2) Mayhew, Craig & Simmon, Robert /NASA GSFC 195 McCarthy, David/Science Photo Library/IBL 274 McClymont, Stuart/Riser/Getty Images 335 (2) McClymont, Stuart/Stone Sub/Getty Images 404 (2) McKinney, Andrew/Dorling Kindersley/Getty Images 312 (1) Medical Body Scan/Photo Researchers/IBL 337 (2) MedicalRF.com/Getty Images 348 (1) Mertens, Kerstin/Samfoto/Scanpix 384 (1) Michael Melford/National Geographics/Getty Images 18 Mikael Gustafsson/Naturfotograferna/IBL 19 Mikrut, Jack/Scanpix 418 (1) Mixa/Getty Images 53 Mok, Marcus/Radius Images/Scanpix 278 Momatiuk, Eastcott/National Geographics Creative/Getty Images 155 (1) Montgomery, Henrik/Scanpix 6, 176, 286 Morenatt, Emilio/AP/Scanpix 273 1 Motta, Prof. P.M. & Correr, S./Science Photo Library/IBL 251 (1), 270 (2) Motta, Prof. P.M./Science Photo Library/IBL 251 (2), 261, 403 Mårtensson, Erik/Scanpix 370 (1) Mårtensson, Ralph/Megapix 100, 102, 111 (1) Möller Hansen, Kissen/Scanpix 305 (1) Möller, Sofia/Scanpix 370 2 Nackstrand, Jonathan/AFP/Scanpix 215 Nanihta Photography/Flickr/Getty Images 308 (2) Nantell, Anette/Scanpix 193 (1), 294 (1) Nasa 206 (2), 225 (1) National Oceanic and Atmospheric Administration 163 Naturbild 172 (1) Nature PL/IBL 134 NIBSC/Science Photo Library/IBL 255 Nilsson, Lennart/Scanpix 258 (2), 276 (2), 289, 334, 388, 398 Nischinaga, Susumu/Science Photo Library/IBL 247 Norah Levine Photography/Brand X/Getty Images 137 (1) Norenlind, Nils-Johan/Tiofoto/NordicPhotos 297 (2), 395 (2) Norström, Lennart/Naturfotograferna/IBL 40 (5) Noyelle, Fred de/Godong/Corbis/Scanpix 279 Nuridsany, Claude & Perennou, Marie/Science Photo Library/IBL 63 (1) Nuridsany, Claude/Science Photo Library/IBL 230 Nyström, R/Naturbild/Johner 205 (2) Oeggerli, Martin/Science Photo Library/IBL 159 (1) Olsson, Christine/Scanpix 317 (2) Olsson, Tord/Scanpix 412 (1) Omikron/Photo Researchers/Getty Images 275 Oneborg, Tomas/SvD/Scanpix 307 Palm, Ulf/Scanpix 313 (1), 341 (1) Pasieka/Science Photo Library/IBL 270 (1) Pedersen, Daniel/Kamerareportage/Scanpix 11 Persson, Fredrik/Scanpix 326, 419 (2) Pettersson, Lasse/Scanpix 324 (1) Photo Insolite Realite/Science Photo Library/IBL 110, 117 Photo Researchers/IBL 335 (1), 386 Photodisc 96, 121 (1), 216 Pickett, Robert/Corbis/Scanpix 130 Pinzon, Keri/Lifesize/Getty Images 316 Plailly, Philippe/AFP/Scanpix 87 (1), 143 (2), 153 Pleul, Patrick/DPA/Scanpix 99 (2) Poodles Rock/Corbis/Scanpix 367 (2) Richmond, George ”Porträtt av Charles Darwin» sent 1830-tal vattenfärg 22 (1) Powell, John/Liverpool FC/Getty Images 387 (1) Pozo, Marcelo del/Reuters/Scanpix 397 (2) Produktbild 430 (1) Psihoyos, Louie/Corbis/Scanpix 284 (2) Queensland Tourism/AP/Scanpix 98 (2) Raffles Museum/PA/Scanpix 118 Ragnvid, Magnus/Johner/Getty Images 40 (1), 84 (1), 152 (1), 224 (1), 269 (1), 302 (1), 363 (1), 434 (1) Rakusen, Monty/Cultura/Getty Images 70 (1), 185 (2) Reader, John/IBL 144 (1) Rembrandt ”Dr. Nicolaes Tulp›s anatomilektion” 1632 oljemålning 229 (2) Rennéus, Ulf/Mary Square Images 420 (1) Reportagebild/Scanpix 323 (2) Rex Features/IBL 236 (1)

Richardson, Lynda/Corbis/Scanpix 107 Risberg, Ulf/Naturfotograferna/IBL 111 (2) Ritterbach/F1online/Getty Images 71 Robert Clarke 93 Rosengren, Stefan/Naturbild/Johner 160 Ross, Richard/Photographers Choice/Getty Images 317 (1) Rourke, Matt/AP/Scanpix 325 Royalty-Free/Corbis/Scanpix 207 Ruetschi, Martin/Keystone/Scanpix 352 (1) Rune, Klas/NaturfotografernA/IBL 168 (2), 211 (1) Ruoso, Cyril/JH Editorial/Scanpix 158 (2) Röhsman, Björn/Naturfotograferna/IBL 108 (2) Scagnetti, Ezequiel/Reporters/Scanpix 381 Scanpix 318 Schalling, Tanja/DPA/Scanpix 360 (1) Schützer, Jan/Naturfotograferna/IBL 172 (2) Schön, Erling/Naturfotograferna/IBL 115 (1) Science Photo Library/IBL 7 (1), 78, 146, 147 (1), 187, 248, 253, 258 (1), 321 (2), 323 (1), 367 (1) Science VU/Visuals Unlimited/Corbis/Scanpix 322 (3) SeaWIFS PROJECT/Goddard Space Flight Center/ Orbimage/Nasa 196 Seelam, Noah/AFP/Scanpix 426 (2) Sher, Josh/Science Photo Library/IBL 344 (3) Shields, Martin/Photo reseachers/Getty Images 98 (1) Shutterstock 17 (1), 29, 40, 46 (1), 47, 48, 77, 83, 84, 85, 91 (1), 152, 175, 182, 183, 224, 269, 271, 287, 302, 303, 354, 363, 394, 434 Silkesborg Museum, Danmark/Munoz-Yague/Science Photo Library/IBL 56 (2) Simonsson, Ulf/Tiofoto/NordicPhotos 217 Sjöbergs Bildbyrå 122, 129, 136 (1), 138 Sjöqvist, Lars/Scanpix 141 Sjöström, Åsa/Scanpix 218 (2) Skerry, Brian/National Geographic/Getty Images 174 (2) Sköld, Fredik/Photographers Choice/Getty Images 322 (2) SMC Images/Photodisc/Getty Images 273 (2) Sochor, Jan/Scanpix 220 Stadener, Sam/Scanpix 349 Stanfield, James L./National geographics Creative/ Getty Images 135 (2) Steger, Volker/Science Photo Library/IBL 345 (1) Stering, Erich/Scanpix 351 (1) Stocker, Les/Oxford Scientific/Getty Images 135 (1) Strand, Hans/Photographer›s Choice/Getty Images 158 (1) Sugar, Jim/Corbis/Scanpix 9 (2) Summer, Ada/Fancy/Scanpix 297 (1) Sunny Life/Flickr/Getty Images 43 (1) Szuztka, Peter/Hemera/Getty Images 92 (2) TAO Images/Getty Images 178 Taylor, Steve/Stone Sub/Getty Images 288 Taylor, Valerie/Ardea 119 Tek Image/Science Photo Library/IBL 408 Terry, Sheila/Science Photo Library/IBL 245 TheBrockenInaGlory 30 Thomas, Mark/Science Photo Library/IBL 344 (2) Tier Und Naturfotografie J & C Sohns/Photodisc/Getty Images 423 Tompkinson, Geoff/Science Photo Library/IBL 342 (2) Touzon, Raul/National Geogrphics/Getty Images 105 Trons/Scanpix 218 (1), 355, 357 Trotzig, Marcus/Maskot/Scanpix 282 (1), 412 (2) Turvey, Hugh/Science Photo Library/IBL 229 (1), 257 Tuten, Jim/AP/Scanpix 131 (1) Töve, Jan/Naturfotograferna/IBL 57 (1) Ur Barbier, P.: The world of the castrati 384 (2) Ur Blunt, Willfred: The compleat Naturalist - A life of Linnaeus 15 (2) Uratsuji, Crezalyn Nerona/Flickr/Getty Images 280 (2) Vanderson, William G./Hulton Archive Creative/Getty Images 277 Veisland, Bo/Science Photo Library/IBL 404 (1) Verderber, Gustav W./Visual Unlimited/Getty Images 23 Vidler, Steve/AGE/Scanpix 259 Wallerstedt, Mikael/Scanpix 298 Walström, Susanne/Johner Images/Getty Images 148, 368, 370 Walton, Ian/Getty Images 260 Wedeen, VJ & LL Wald, Harvard/HGH and the Human Connectome Project 284 (1) Wei, Shi/ChinaFotoPress/Getty Images 169 Wheatcroft, Woods/Aurora Creative/Getty Images 281 Widing, Peter/Scanpix 351 (2) Wiking, Micael/Scanpix 188 Wilhelm, Mats/Naturfotograferna/IBL 31 WIN-Initiative RM/Getty Images 264 Wolinsky, Cary/Aurora/Getty Images 342 (1) Yeh, Tomas/IBL 208 Young,Chris/AP/Scanpix 366 Yu, Anna/Photographer›s Choice/Getty Images 182 (4), 271 (4), 354 (4) Zankl, Solvin/Visuals Unlimited/Getty Images 413 (1) Zoonar/Getty Images 68 (2)

2013-04-24 18.43

Välkommen till Spektrum Biologi Den fjärde upplagan av Spektrum Biologi tar avstamp i Lgr 11. Kursplanens förmågor möts med nya moment, och det centrala innehållet med uppdaterat stoff och nya kapitel. I kapitelingresserna har förmågorna lyfts fram – dels med bilder och frågor, dels med målbeskrivningar baserade på det centrala innehåll och de förmågor som behandlas i kapitlet. De nya Perspektiven lockar till diskussion och ställningstaganden. Här tränas förmågan att skilja värderingar från fakta och att utveckla ett kritiskt tänkande kring argument och källor. Faktarutor med ”Liv i utveckling”, ”Historia” och ”Forskning” ger intressanta utblickar och visar på biologins bredd. Varje avsnitt avslutas med Testa dig själv-frågor och begreppsträning kallad Förklara begreppen. Kapitlen avslutas med en sammanfattning följd av Finalen med kapitelövergripande uppgifter i ämnesprovens anda – en bra möjlighet att testa kunskaperna och få träning inför ämnesproven. De biologiska sammanhang som betonas i kursplanen – hälsa, naturbruk och miljö – har fått ökat utrymme. ”Hälsa” har fått ett eget kapitel, liksom ”Naturbruk och miljö” där hållbar utveckling är ett centralt tema. Vikten av biologisk mångfald och hur vi använder naturresurserna tas även upp i ekologikapitlet. Evolutionen ska enligt kursplanen vara den grund biologiämnet vilar på och presenteras därför tidigt i boken för att fördjupas i följande kapitel. Kapitlet ”Arvet, gener och bioteknik” betonar möjligheter och risker, samt de etiska frågor som den nya tekniken kan väcka. Författare till kapitel 1–3 och 9 är Susanne Fabricius, adjunkt i biologi och kemi med lång undervisningserfarenhet från skolans olika stadier. Kapitel 4–5 och 10 har skrivits av Fredrik Holm, biolog, miljövetare och frilansskribent. Anders Nystrand är leg. läkare och medicinjournalist och har skrivit kapitel 6–8 och 10. Spektrum Biologi ﬁnns i två versioner – en Grundbok och en Lightbok. Ligthboken är parallell med Grundboken och kan användas av elever som vill ha en lättare kurs med mindre textmängd. Böckerna ﬁnns även som Onlineböcker.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 3

2013-04-24 17.59

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Innehåll 1

Liv i utveckling 6 1. Från enkelt till komplicerat liv 8 2. Forskning gav ny syn på livet 13 3. Evolutionens drivkrafter 22 4. Organismernas släktskap 27

Djurens liv 86

5. Vetenskap och ovetenskap? 31

1. Världens alla djur 88

PERSPEKTIV: Tro eller vetande 36

2. Ryggradslösa djur – mest i vatten 94

Finalen 40

3. Maskar – parasiter och jordbrukare 103 4. Leddjur har böjligt hudskelett 106

Utan grönt inget liv 42

5. Fiskar, groddjur och kräldjur 118

1. Fotosyntesen fångar in solenergi 44

6. Fåglar – från ödlor till ”flygmaskiner” 127

2. Förbränningen frigör energi 48

7. Däggdjur – vi och våra släktingar 134

3. Stora och små alger 52

PERSPEKTIV: Vargdebatt 140

4. Sporväxter 55

8. Människans utveckling 142

5. Växter med frön 59

Finalen 151

PERSPEKTIV: Hotad pollinering? 70 6. Svampar – varken växter eller djur 72

Ekologi 154

7. Lavar – svamp och alg i samarbete 79

1. Liv i samspel 156

Finalen 83

2. Energi och materia 162 3. Olika känsliga system 166 4. Bruka utan att förbruka 170 PERSPEKTIV: Tar fisken slut? 178 Finalen 182 5

Naturbruk och miljö 184 1. Människan omformar naturen 186 2. Människans ekosystem 191 3. Klimat i förändring 196 PERSPEKTIV: Fossilfritt till år 2050? 200 4. Förorenad luft 202 5. Övergödning 208 6. Miljögifter och avfall 211 7. En hållbar utveckling 216 PERSPEKTIV: Konsumtion - vår tids fråga 220 Finalen 224

001-041 1_Liv i utveckling.indd 4

2013-04-24 17.59

1. LIV I UTVECKL IN G

Vår fantastiska kropp 228 1. Celler i samarbete 230 PERSPEKTIV: Stamceller framtidens reservdelar? 236 2. Maten ger näring till cellerna 238 3. Andningen fixar syre till cellerna 242 4. Hjärta och blodomlopp 245 5. Så försvarar sig din kropp 253

Sex och relationer 366 1. På väg att bli vuxen 368

7. Musklerna ger dig rörelseförmåga 260

PERSPEKTIV: Hur jämställda är vi?

8. Huden – skydd och luftkonditionering 264

2. Lär känna din kropp 374

Finalen 269

3. Sexuellt samliv 378

372

4. Säker sex 383

Nervsystemet styr din kropp 272 1. Så fungerar ditt nervsystem 274

5. Från liv till död 388

2. Vår hjärnbark gör oss unika 279

Finalen 394

PERSPEKTIV: Bestämmer du eller din hjärna? 284

6. Skelettet- lätt men starkt som stål 257

Arvet, gener och bioteknik 396

3. Lukt, smak och känsel 286

1. Gener är recept på proteiner 398

4. Synen – ett ljuskänsligt sinne 289

2. Gener för arvet vidare 403

5. Örats sinnen – hörsel och balans 293

3. Sjukdomsgener och genteknik 410

6. Hormoner är kemiska budbärare 296

PERSPEKTIV: Gentester på gott och ont 416

Finalen 302

4. Från avel till genslöjd 418

Hälsa och sjukdom 304

5. Gener med nya uppdrag 423

1. Vad är hälsa och sjukdom? 306

6. En bot mot världssvälten? 428

2. Träning, mat och sömn 310

Finalen 434

3. Bakterier och virus – vänner och fiender 320 4. Hälsoproblem hos unga 327 5. Vanliga sjukdomar hos vuxna 334 PERSPEKTIV: Bakterierna slår tillbaka 338 6. Sjukvård och alternativ medicin 340 7. Droger och beroende 350 Finalen 363

001-041 1_Liv i utveckling.indd 5

2013-04-24 17.59

Bildtext …

Bland djuren är den biologiska mångfalden störst hos insekterna. Varför är det så tror du?

LIV I UTVECKLING En planet full av liv Än så länge känner vi bara till en planet i universum där det ﬁnns liv. Det är jorden. Tack vare solen har vi ljus och lagom temperatur. Här ﬁnns också syre att andas, mat att äta och många olika miljöer att leva i. På jorden lever vi människor tillsammans med en massa olika varelser i en biologisk mångfald som ständigt utvecklas och där vi alla är beroende av varandra. Men vad är egentligen liv, och hur tror du att det har utvecklats?

001-041 1_Liv i utveckling.indd 6

2013-04-24 17.59

B1_02: nåt kring myter och folktro, kanske sjöodjur eller spöke?

Naturen ofta mellan som mystisk och och folktro? Vadbeskrevs är skillnaden vetenskap skrämmande förr i tiden. Tror du på sjöodjur som många gjorde förr?

Att göra fältstudier i en tropisk regnskog kan vara spännande. Tror du att det fortfarande ﬁnns chans att hitta nya arter?

HÄR FÅR DU LÄRA DIG

INNEHÅLL

•

formulera vad som är typiskt för alla levande organismer

1.1 Från enkelt till komplicerat liv

•

beskriva livets uppkomst utifrån naturvetenskapliga teorier och modeller

•

redogöra för hur forskning kunde gå till förr och hur biologiska upptäckter lett till ny kunskap

•

redogöra för begreppet art och artbildning

•

beskriva hur organismer identiﬁeras, sorteras och grupperas

•

använda kunskaper i biologi för att ta ställning och diskutera viktiga frågor i samhället

1.2 Forskning gav ny syn på livet 1.3 Evolutionens drivkrafter 1.4 Organismernas släktskap 1.5 Vetenskap och ovetenskap PERSPEKTIV Tro eller vetande?

001-041 1_Liv i utveckling.indd 7

2013-04-24 17.59

1 . L I V I U T VE C KL I NG

1.1

Från enkelt till komplicerat liv

För 4,6 miljarder år sedan tändes vår sol i den galax vi kallar Vintergatan. Därefter bildades jorden som en av ﬂera planeter i vårt solsystem. När jorden svalnat tog livet sin början. Det tidiga livet var enkelt och lämnade få spår efter sig, Men med tiden utvecklades en allt större mångfald. Några har lämnat spår som vi kan studera idag.

En av de platser där den biologiska mångfalden är som störst är i korallreven.

Biologi – läran om livet Ordet biologi betyder läran om livet och handlar om allt som är levande. Typiskt för allt liv är att det kan föröka sig, växer, andas och behöver energi. De flesta kan också röra sig och reagera på omgivningen. Med hjälp av våra sinnen kan vi och andra djur reagera på saker som händer omkring oss. Även växter kan röra sig mot ljuset, fast de inte har ögon. Alla levande varelser kallas gemensamt för organismer. Hit räknas allt från pyttesmå bakterier till jättestora växter och djur. Även vi människor räknas till djuren. Vi är däggdjur som ger våra ungar mjölk – precis som kor, hundar, katter, fladdermöss och valar. Men hur uppstod egentligen livet på jorden? Varifrån kommer den myllrande mångfald av liv som vi ser omkring oss idag? För att hitta svar på den frågan måste vi gå långt, långt tillbaka i tiden.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 8

2013-04-24 17.59

1. LIV I UTVECKL IN G

Planeten jorden blir till Idag tyder forskingen på att universum blev till för 13,7 miljarder år sedan i det som kallas Den Stora Smällen – Big Bang. Vår sol bildades långt senare, för ungefär 4,6 miljarder år sedan. Inte långt därefter bildades jorden och de övriga sju planeterna i vårt solsystem ur de gasmoln och partiklar som omgav den unga solen. Det var en våldsam tid där den unga jorden ständigt krockade med kometer och andra himlakroppar i solsytemet. Krockarna värmde jorden till en smält massa. Först för drygt 4 miljarder år sedan minskade antalet krockar. Sakta sjönk temperaturen och jordytan började stelna till hårt berg med vulkaner.

Hav bildas och kemin får liv Kometerna som kolliderade med jorden innehöll mängder av is. När de träffade den heta jorden bildades vattenånga. När jorden med tiden svalnade övergick ångan till regn som sakta fyllde de första haven. Hav och luft innehöll nu många olika kemiska ämnen, bland annat utspydda från vulkaner. Med hjälp av de ämnena fanns förutsättningar för att livets enklaste kemiska byggstenar skulle kunna bildas. Forskare har visat att elektriska urladdningar från väldiga åskväder kan omvandla enkla kemiska ämnen till livets enklaste byggstenar. Det finns också teorier om att livets första byggstenar kom hit med kometer från rymden.

Den tidiga jordens yta var ett hav av ﬂytande lava. Först när krockarna med andra himlakroppar slutade sjönk temperaturen och lavan stelnade till berg.

ENORMA TIDSRYMDER

1 miljard år = 1 000 miljoner år = 1 000 000 000 år

HISTORIA MILLERS EXPERIMENT På 1950-talet gjorde forskaren Stanley Miller ett berömt experiment där han utsatte en konstgjord uratmosfär, med de ämnen som fanns då jorden bildades, för blixtar. Han har själv beskrivit vad han såg när vattenångan blev vätska igen. ”The ﬁrst time I did the experiment, it turned red. Very dramatic! And then, after it turned red, it got more yellow and then brown as the sparking went on”. Experimentet pågick i veckor och resultatet var häpnadsväckande. Det hade bildats enkla kemiska byggstenar till proteiner och DNA – delar som ingår i enkelt liv.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 9

2013-04-24 17.59

1 . L I V I U T VE C KL I NG

För 3,5 miljarder år sedan fanns kolonier av encelliga bakterier som kallas stromatoliter. De kunde fånga in solenergi och bilda syre genom fotosyntes. Än idag ﬁnns sådana kolonier i Australien.

Livets uppkomst – kopierande molekyler En av de tidiga ”livsmolekyler” som bildades var enkla föregångare till DNA, det kemiska ämne som våra arvsanlag består av. Unikt för de molekylerna var att de kunde göra kopior av sig själva – en förutsättning för liv och utveckling. Runt detta enkla DNA bildades med tiden en tunn, skyddande hinna av fettliknande ämnen, ett cellmembran. En första enkel urcell hade bildats. Nu kunde cellerna med hjälp av DNA föröka sig genom celldelning och bilda nya celler. Livet på jorden hade tagit sin början. Ett annat villkor för liv var att cellerna kunde hämta energi från sin omgivning. Den behövdes bland annat för att sätta ihop nya kemiska byggstenar för att cellen skulle kunna växa och föröka sig. Som energikällor kunde de första urcellerna använda enkla kolföreningar och vulkaniska gaser i havet. Att liv kunde uppstå på just vår planet beror bland annat på att det fanns flytande vatten här. Det berodde i sin tur på att jorden ligger lagom långt från solen för att få rätt temperatur. Idag räknar forskare med att nästan varje stjärna som du ser på himlen kan ha planeter runt sig, vissa av dem kanske med möjlighet till liv.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 10

2013-04-24 17.59

1. LIV I UTVECKL IN G

Blågröna bakterier kan orsaka så kallad algblomning. De är släktingar till de blågröna bakterier som en gång fyllde jordens atmosfär med syre.

Fotosyntesen – en syrerevolution Vi vet fortfarande inte exakt hur och när det första livet uppstod. Jordens våldsamma historia har förstört spåren från den tiden. De äldsta spåren av liv man hittat är drygt 3,5 miljarder år gamla. De första cellerna var mycket enkelt byggda och hade ingen cellkärna. De liknade på många sätt dagens bakterier. En del levde i heta miljöer vid vulkaner på havsbottnen eller i berggrundens sprickor. Men redan vid den tiden började celler med det gröna färgämnet klorofyll att utvecklas. De kunde fånga in solenergi och tillverka glukos (socker) och syre. Det var tidiga släktingar till dagens blågröna bakterier. Med dem var fotosyntesen född – en avgörande händelse för livets utveckling.

Förbränning och ozon Syret från fotosyntesen ökade nu sakta mängden syre i hav och på land. För de tidiga organismerna var syret en giftig nyhet, men med tiden utvecklades nya organismer som kunde andas syre. De fick sin energi genom förbränning av glukos från fotosyntesen. Det kallas cellandning och var ett nytt, effektivt sätt att frigöra energi ur mat med syrets hjälp. Högt uppe i atmosfären bildade syret med tiden ett skikt av gasen ozon som skyddade jorden från solens skadliga ultravioletta strålning. Än så länge fanns livet bara i haven där det var skyddat från strålningen, men ozonskiktet var nödvändigt för att livet långt senare även skulle kunna börja inta land.

Jorden bildas

Blågröna bakterier

Bakterier

Syrehalten stiger i atmosfären

Syrehalten ökade rejält för drygt 500 miljoner år sedan. Därefter har den varierat och skapat nya förutsättningar för livets utveckling. Syrehalt i atmosfären 30 %

20 %

Liv på land

0% 4,6 4

0,5

idag

Miljarder år från idag

001-041 1_Liv i utveckling.indd 11

2013-04-24 17.59

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Urbakterier

Föregångare till växter, svampar och djur

Cellkärna

Blågrön bakterie

Cell där en kärna utvecklats

Blågröna bakterier blev kloroplaster i växtcellen. Celldel med klorofyll – en kloroplast. Föregångare till växtceller

De tidigaste föregångarna till dagens växter, svampar och djur dök upp för cirka 2 miljarder år sedan. De var lite större än tidigare bakterier och hade utvecklat en cellkärna med DNA. De hade även utvecklat specialiserade delar i cellerna där cellandningen sker, och delar med klorofyll där fotosyntesen sker. De här delarna var ursprungligen små bakterier som levt fritt i havet, men nu ”flyttat in” i de större bakterierna. Celler med klorofyll utvecklades sedan till växter, medan de utan blev föregångare till alla dagens djur. Med tiden började flercelliga organismer som växter och djur att utvecklas genom att de modernare cellerna slog sig samman och började samarbeta. Redan för 600 miljoner år sedan fanns en mångfald av flercelliga alger. Några av de nya livsformerna började även föröka sig sexuellt istället för med vanlig enkel celldelning. Förökningen skedde ofta genom att en spermie och ett ägg förenades – en befruktning hade skett. I samma stund började ett nytt liv växa och utvecklas.

TESTA DIG SJÄLV 1.1 FÖRKLARA BEGREPPEN

• biologi • organism • DNA • klorofyll • fotosyntes • cellandning • ozon 1.

Vad är typiskt för allt liv?

Beskriv jordens barndom för cirka 4 miljarder år sedan.

Hur bildades de första haven på jorden?

Beskriv Millers experiment.

Varför är det kemiska ämnet DNA så viktigt?

Hur tror man att den första urcellen bildades?

Varför har liv kunnat uppstå på just vår planet?

Varför var det så viktigt för livet på jorden att det utvecklades celler med klorofyll?

På vilket sätt var ozonskiktet viktigt för livets utveckling?

001-041 1_Liv i utveckling.indd 12

2013-04-24 17.59

1. LIV I UTVECKL IN G

1.2

Forskning gav ny syn på livet

Liv kan bestå av en enda cell som andas och lever. Eller som hos oss människor av tiotusentals miljarder celler som samarbetar. Vissa celler kan själva tillverka sin mat, och utan dem skulle varken vi eller mycket annat liv kunna överleva. Men celler är för små för att ses med blotta öga, så hur upptäckte vi egentligen dem? Vi tittar tillbaka i historien och ser hur man forskade förr.

Cellen är livets minsta levande del Idag vet vi att alla organismer är uppbyggda av små, små “rum” som kallas celler. Cellen är den minsta levande delen hos allt liv. De allra flesta organismer består av en enda cell och kallas encelliga. Men många organismer, både bland växter och djur, är flercelliga och består av en mängd celler som samarbetar. Vi människor är till exempel uppbyggda av tiotusentals miljarder celler som tillsammans bildar alla våra organ. Men att livet är byggt av celler har vi inte alltid vetat.

Mikroskopet avslöjade cellernas värld Det var först under 1600-talet, när man uppfann tillräckligt bra mikroskop, som cellerna upptäcktes. Den nya tekniken förstorade det man tittade på flera hundra gånger, och öppnade en helt ny värld för forskarna. Nu upptäckte man också att det fanns bakterier. Med tiden kunde man även studera detaljer i växters och djurs uppbyggnad, och såg att celler kunde se väldigt olika ut och kunde innehålla många mindre delar.

Med de enkla mikroskop som fanns på 1600-talet öppnades en helt ny värld för forskarna. Överst syns en skiss av de mikroorganismer man nu kunde se.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 13

2013-04-24 17.59

1 . L I V I U T VE C KL I NG

VETENSKAP I UTVECKLING NY TEKNIK LEDER TILL NYA UPPTÄCKTER Holländaren Antonie van Leewenhoek lyckades mot slutet av 1600-talet slipa så ﬁna glaslinser att han kunde bygga ett mikroskop som förstorade 500 gånger. Genom sina studier av bakterier och andra små organismer kunde han bland annat visa att teorin om uralstring, som man hittills trott på, var fel. Enligt den kunde liv uppstå av sig självt, exempelvis ur smuts. Inte så konstigt kanske om man sett råttor bland smuts och larver som kom ur ruttnande kött. Idag vet vi att bara liv kan ge upphov till nytt liv. Däremot hade Leewenhoek fel när han tyckte sig se färdiga foster, små minimänniskor, inne i mannens spermier (bilden). Även andra forskare tyckte att det såg så ut. Det dröjde ända till slutet av 1700-talet innan man förstod att det krävdes en befruktning mellan ägg och spermie för att ett nytt liv skulle bildas.

Celler – både lika och olika När man jämför djur- och växtceller ser man, precis som forskarna såg på den tiden, att de har både likheter och olikheter. Växtcellen är ofta större och innehåller delar som djurcellen saknar. Båda har ett tunt cellmembran, men utanför växtcellens membran finns dessutom en hård cellvägg som ger stöd åt växten. Inuti växtcellen finns även ett stort cellsaftrum med vatten. Om växten slokar finns det för lite vatten där. I växternas celler finns också kloroplaster med grönt klorofyll med vars hjälp fotosyntesen kan ske. Alla de här delarna saknas i djurcellen. En del som finns i nästan alla celler utom hos bakterier är cellkärnan. Den innehåller arvsanlagen, DNA, med all den information som bestämmer vad som ska hända i cellen och hur organismen ska utvecklas. Djurcell

Runt djurceller ﬁnns ett tunt cellmembran

Växtcell

Växtcellen kan med hjälp av sitt klorofyll tillverka både mat och syre.

Cellkärna

Cellmembran

Cellvägg Kloroplast

Cellsaftrum

001-041 1_Liv i utveckling.indd 14

2013-04-24 17.59

1. LIV I UTVECKL IN G

Fältstudier på Linnés tid Men forskningen skedde inte bara vid mikroskop i laboboratorier. Redan på den tiden gjorde man fältstudierr i naturen och förundrades över allt man såg. Den kända svenska biologen Carl von Linné gjorde på 1700-talet dagligen långa vetenskapliga vandringar kring Uppsala där han bodde. Under vandringarna undervisade han sina elever om vad som var ätligt och vad som var giftigt i naturen. Genom sina medicinska kunskaper kunde han också berätta vad som var bra för hälsan och vilka växter som kunde användas som läke-medel. På så sätt gjorde han också en samhällsinsats. Linné gjorde även många längre resor i Sverige och h till andra länder. Han diskuterade sina upptäckter med sina na elever, och spred sina tankar med brev till vetenskapsmän n över hela världen. På den tiden fick man gå till fots, åka med hästar eller färdas ll fä d med båt. Men eftersom Linné lätt blev sjösjuk reste han inte gärna med båt till andra länder, utan skickade sina elever på sådana resor. De hade sedan med sig många spännande organismer hem från hela världen. Många är uppstoppade eller ligger i sprit och kan studeras än idag 300 år senare.

Linnés sommarställe Hammarby utanför Uppsala ﬁnns kvar som museum idag.

Carl von Linné hade en stor grupp elever som han reste runt med i Sverige på 1700-talet.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 15

2013-04-24 17.59

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Linné skapade ordning i mångfalden

Rödklöver, Trifolium pratense

Rödklöver och vitklöver är två olika arter. Men de liknar varandra och tillhör båda släktet Trifolium. Trifolium betyder tre blad. Pratense betyder äng och repens krypande.

Det Linné såg på sina vandringar och resor väckte många frågor. Hur hängde allt ihop, fanns det något mönster i mångfalden? Linné tog itu med problemet genom att sortera växter och djur i olika grupper. Allt för att skapa ordning och reda bland organismerna. Men precis som de flesta på den tiden trodde han på Bibelns ord om att Gud skapat alla organismer vid ett tillfälle – ”var och en efter sin art”. Linné blev världsberömd genom sitt arbete med att gruppera och namnge växter och djur. Utifrån deras likheter delade han in dem i familjer, släkten och arter. Eftersom det vetenskapliga språket då var latin gav han dem både ett svenskt och ett latinskt namn. Linné namngav cirka 7 000 växter och 4 000 olika djur. Varje organism fick ett eget artnamn. Det latinska artnamnet består av två delar. Den första delen talar om vilket släkte arten tillhör. Vår art, människan, heter till exempel Homo sapiens. Vi tillhör släktet Homo. Den andra delen i artnamnet berättar ofta något om arten. Sapiens betyder förståndig. Andra vanliga namn är vulgaris som betyder att arten är vanlig, och maritimus som betyder Vitklöver, att den finns vid havet. Trifolium En av de många blommor Linné gav repens namn åt var stinknävan. Den är släkt med midsommarblomster, men luktar förfärligt illa. Linné som var en humoristisk man hade en ovän som hette Robert. Han gav därför den illaluktande blomman namnet Geranium robertianum. Än idag använder biologer, läkare och veterinärer i hela världen latinska namn på olika organismer, kroppsdelar och sjukdomar.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 16

2013-04-24 17.59

1. LIV I UTVECKL IN G

Vad är en art? För att tillhöra samma art måste individerna kunna få barn och barnbarn med varandra. Alla människor tillhör exempelvis samma art trots att vi kan se ganska olika ut. Men även om vi har helt olika utseenden och hudfärg kan vi ju få barnbarn med varandra. Samma sak gäller till exempel alla hundar. Det finns många olika hundraser, men de tillhör alla samma art. Hästar och åsnor tillhör däremot inte samma art. Men de kan ändå få ungar med varandra. Fölet kallas mula om mamman är en häst, och mulåsna om mamman är en åsna. Men mulor och mulåsnor är sterila och kan inte få egna ungar. Det visar att hästar och åsnor inte tillhör samma art – de kan inte få barnbarn med varandra. Blandningar mellan olika arter kallas ofta bastarder bland djur och hybrider bland växter.

Det ﬁnns många olika hundraser. Men alla tillhör samma art Canis familiaris, tamhunden.

En målning från 1500-talet med scener från Edens lustgård, Paradiset. Till höger formar Gud Eva ur Adams revben.

Forskning i konﬂikt med religionen Att forska förr var på många sätt annorlunda än idag. Det var en tid när religionen hade stor makt. Ibland gjorde resultaten och de nya insikterna att man kom i konflikt med det religionen lärde ut. Enligt Bibeln hade ju Gud skapat alla nu levande organismer på några dagar. På den sjätte dagen skapades människan – först Adam och sedan Eva från ett revben ur den sovande Adam. Och sedan skapelsen hade ingen art förändrats enligt Bibeln. Så trodde de flesta i nästan 2000 år. Och än idag finns det de som tror bokstavligt på Bibeln eller andra skapelseberättelser. De brukar kallas kreationister.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 17

2013-04-24 17.59

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Ordning i naturen Många kända vetenskapsmän har under århundradena haft olika teorier om varför det finns så många olika sorters djur och växter. Redan greken Aristoteles hade under antiken tankar om en ordning i naturen från lägre till högre organismer. Han placerade in dem på en stege. Ju högre upp på stegen organismen befann sig desto mer fulländad var den. Längst ner fanns stenarna, som han liksom Linné trodde var levande, och högst upp fanns människan. Hans tankar byggde på de naturvetenskapliga kunskaper man hade då om att livet existerat oförändrat sedan det skapades. Fossil avslöjade livets utveckling Om du någon gång tittat på en gammal stentrappa har du kanske sett spår av uråldrigt liv som bevarats i stenen. Ofta kommer de från fossila bläckfiskar med skal. Avtrycket finns kvar trots att bläckfisken för länge sedan är borta. När organismerna dog bäddades de in i lager på lager av lera och jord, ofta på havsbottnen. Under årmiljonerna har lagren förvandlats till berg och organismerna har förstenats inne i berget. Sådana avtryck eller förstenade spår av organismer kallas fossil. De äldsta fossil vi hittat av djur är 575 miljoner år gamla, men troligen utvecklades de första djuren redan för 1 000 miljoner år sedan. Att det inte finns äldre fossil beror på att de bara innehöll mjuka delar som inte lämnat avryck i form av fossil.

Aristoteles tänkte sig utvecklingen som en stege där de mest fulländade hamnade överst. Längst ner fanns stenarna, som han trodde var levande.

Trilobiter var en sorts kräftdjur som idag är vanliga fossilfynd.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 18

2013-04-24 18.00

1. LIV I UTVECKL IN G

Grand Canyon i USA är ett enormt ”bibliotek” över livets utveckling. Coloradoﬂoden har grävt sig ner genom berglagren och frilagt olika fossil. De äldsta ligger längst ner och är 550 miljoner år gamla.

Under 1600-talet och framåt, när det blev populärt bland forskare att leta fossil, kände man igen många av fossilen från växt- och djurvärlden. Men vissa kände man inte alls igen. De okända fossilen trodde man kom från outforskade delar av världen. Vissa trodde att det var varelser som hade gått under vid den syndaflod som beskrevs i Bibeln. Med tiden började man inse att de märkliga fossilen istället måste vara spår av utdöda växter och djur. Livet måste vara mycket äldre än man tidigare trott. Fossil som hittades i de undre lagren i berg måste ha levt före de man hittade ovanför. Olika sorters djur och växter måste alltså ha funnits under olika tidsåldrar. Allt fler började tvivla på att alla organismer skapats samtidigt och sedan inte förändrats, som Bibeln berättade. Kanske hade organismerna istället utvecklats under en mycket lång tid? Charles Darwin var den forskare som på 1800-talet gav en förklaring till hur det gått till. Men han blev motsagd av kyrkans män. Idag vet vi med all säkerhet att han hade rätt.

TESTA DIG SJÄLV 1.2 FÖRKLARA BEGREPPEN

• cellmembran • cellkärna • artnamn • bastard • fossil 1.

Berätta om teorin om uralstring.

Rita och beskriv skillnaderna mellan en växtcell och en djurcell.

Berätta om Carl von Linnés fältstudier.

Vad utgick Linné ifrån när han delade in organismerna?

Varför kan inte hundar och katter få ungar med varandra?

Vad måste gälla för att två individer ska tillhöra samma art?

Vad är en kreationist?

Hur bildas fossil?

001-041 1_Liv i utveckling.indd 19

2013-04-24 18.00

1 . L I V I U T VE C KL I NG

LIV I UTVECKLING Stromatoliter är bland de äldsta fossilen. De består av blågröna bakterier och mineraler.

2 mil

jarde

r år s

edan

6 mil år se jarder dan

Celler med cellkärna och specialiserade inre delar började bildas för över 2 miljarder år sedan.

er jard mil

Vintergatan är en av universums många galaxer som bildas efter Big Bang för 13,7 miljarder år sedan.

n eda

år s

Solen och planeterna bildas i vår galax Vintergatan för 4,6 miljarder år sedan.

dan

r se

å ard milj

Urtiden Det ﬁnns få fossil, men fynd tyder på att det ändå fanns en mångfald av liv. Många av livsformerna från den här tiden dog ut i en av jordens många massutdöenden.

Kambrium 540–490 miljoner år sedan. Livet i havet blomstrar med olika leddjur, svampdjur, maskar, snäckor och tagghudingar.

Ordovicium 490–445 miljoner år sedan. Mångfalden i haven blir allt större. Enstaka växter och leddjur har börjat erövra land.

Silur 445–415 miljoner år sedan. I haven ﬁnns gigantiska havsskorpioner och de första käkﬁskarna. Kärlväxter börjar utvecklas på land.

20 20

001-041 1_Liv i utveckling.indd 20

2013-04-24 18.00

1. LIV I UTVECKL IN G

Från Big Bang till människan För 4,6 miljarder år sedan tändes vår sol i galaxen Vintergatan, där solen bara är en av hudratals miljarder andra stjärnor. Vintergatan i sin tur är bara en av 400 miljarder andra galaxer i det synliga universum. Jorden och de andra planeterna bildades strax efter vår sol. När jorden svalnade kunde livet ta sin början. Det tidiga livet lämnade bara enstaka spår efter sig. Men med tiden utvecklades en allt större mångfald av livsformer. Fossil från olika berglager hjälper oss att läsa livets historia.

Blågröna bakterier tillverkar syre med hjälp av klorofyll.

dan

r se

å der iljar

Gravitationen samlar rymdsten till en tidig jord.

Devon 415–360 miljoner år sedan. Fiskarnas tidsålder. På land ﬁnns tidiga groddjur och enkla insekter.

Meteoritregn värmer jorden. Hettan får metaller att samlas i jordens inre, medan lättare ämnen blir kvar på ytan.

Perm 300–250 miljoner år sedan. Kräldjuren börjar ta över på land. Djurlivet drabbas av en massdöd där nästan alla arter förintas.

Jordytan svalnar och bildar en skorpa. Vattenångan bildar hav.

Trias 250–200 miljoner år sedan. Kräldjuren härskar. Tidiga dinosaurier och däggdjur. Det ﬁnns barrträd och kottepalmer.

Karbon 360–300 miljoner år sedan På land ﬁnns enorma sumpskogar med ormbunksträd och många groddjur. De första fröväxterna och kräldjuren börjar utvecklas.

Krita 145–65 miljoner år sedan. Blomväxter utvecklas, liksom insekter som kan pollinera dem. I slutet av krita dör dinosaurierna ut.

Tertiär 65–2 miljoner år sedan. Däggdjur och fåglar utvecklas snabbt till en mångfald av livsformer. Apor och de första förmänniskorna utvecklas.

Kvartär 2 miljoner år till idag. Människan sprider sig över världen. Istiderna kommer och går.

ner iljo a 5m 4 Jur 1 – 200 edan iernas år s osaur . Ur es Din ålder cklad e tids utv . m a e d larn fåg

21 21

001-041 1_Liv i utveckling.indd 21

2013-04-24 18.00

1 . L I V I U T VE C KL I NG

1.3

Evolutionens drivkrafter

Vi har alltid funderat på varifrån vi och andra organismer kommer. Några tycker sig hitta svaren i sin religion, andra söker vetenskapliga förklaringar. Den vetenskapliga bilden av livets utveckling förklarar hur biologiska drivkrafter kunnat leda till den mångfald vi ser idag. Och det var Charles Darwin som först förstod sambanden.

Utvecklingsläran föds Under 1800-talet växte nya tankar fram om att livet hade utvecklats och förändrats under lång tid. Fossilfynden pekade på en utveckling från enklare till mer komplicerade livsformer. Kunskaperna om hur livet utvecklats kallades utvecklingsläran eller evolutionsläran. Flera naturforskare försökte hitta förklaringar till livets utveckling. Mest känd blev Charles Darwin. Han drog bland annat slutsatser från de många fossilfynd som gjorts under de senaste århundraderna. Hans grundtankar om hur utvecklingen gått till gäller än idag.

Charles Darwin förklarade evolutionen

Darwin påstod att alla arter hade samma ursprung. Att vi skulle vara släkt med aporna inspirerade många tecknare.

Charles Darwin levde på 1800-talet och är en av de mest kända vetenskapsmännen genom tiderna. Han upptäckte på sina båtresor till bland annat Galapagosöarna utanför Sydamerika en mångfald av djur. Han såg bland annat att samma sorts fåglar såg olika ut på olika öar. Hans teori var att det berodde på att fåglarna hade anpassat sig till de olika miljöerna på öarna. Under tidens gång hade fåglarna på så sätt utvecklats olika. Samma mönster såg han hos många andra organismer som han studerade. År 1859 kom Darwins revolutionerande bok ”Om arternas uppkomst” som på ett vetenskapligt sätt beskrev hur livets utveckling – evolutionen – från enklare till mer komplicerade former gått till. Boken väckte stor uppståndelse, bland annat för att den antydde att människan skulle vara släkt med aporna.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 22

2013-04-24 18.00

1. LIV I UTVECKL IN G

Det naturliga urvalet – grunden för evolutionen Darwin ansåg att det är ett naturligt urval som är grunden till all utveckling. Han insåg att det bygger på att både djur och växter får mer avkomma än som kan överleva till vuxen ålder. Och bland avkomman finns alltid en variation i egenskaperna. De individer som har någon egenskap som ger dem större chans i konkurrensen om att skaffa mat, bli vuxna och föröka sig har störst chans att överleva. Det naturliga urvalet beror med andra ord på hur väl individens egenskaper är anpassade till miljön den lever i. Den bäst anpassade överlever. Levande varelser har under utvecklingens gång varit olika bra på att klara sig i olika miljöer. Djur som lever i öknar måste till exempel ha egenskaper som gör att de tål värme och torka. De individer som klarat sig bäst i sin miljö har kunnat föröka sig bäst och fått ungar som levt vidare. Men miljön kan ändras. Det kan till exempel bli ännu torrare. Då kommer bara de ungar som bäst klarar den torrare miljön att överleva. När de sedan förökar sig förs den egenskapen vidare till deras ungar. På så sätt utvecklas hela tiden nya organismer med nya egenskaper. Genom det naturliga urvalet har en enorm biologisk mångfald av organismer utvecklats på jorden. Alla med en mängd olika egenskaper. Tack vare en stor mångfald är livet bättre rustat för framtida förändringar, som kräver nya egenskaper för att individerna ska kunna överleva.

Djuren får ﬂer ungar än som kan överleva till vuxen ålder. Rovdjuren tar ofta de djur som är gamla eller svaga.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 23

2013-04-24 18.00

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Med sexuell förökning får ungarna anlag från både mamman och pappan. Det ger stor variation och många nya egenskaper.

Mutationer och sex ger variation och nya egenskaper Grunden för det naturliga urvalet är att det finns en stor variation av egenskaper inom arten. Variationen kan öka tack vare att det ständigt sker förändringar i arvsanlagen, så kallade mutationer. De kan skapa helt nya egenskaper hos avkomman som ibland kan ge fördelar. Ännu större möjligheter till variation finns det hos alla organismer som förökar sig sexuellt. Där blandas arvsanlagen som ungarna ärver från föräldrarna så att man får en stor variation med många nya egenskaper hos ungarna. Några får varje gång lite bättre förutsättningar att överleva det naturliga urvalet. Men det är inte den starkaste som överlever, utan den som är bäst anpassad till sin miljö.

Björkmätare och luftföroreningar

Fjärilen ﬁnns i två varianter. Den ljusa har bättre kamouﬂage på ljusa trädstammar och har därför större chans att överleva och föröka sig i en sån miljö.

Utveckling och anpassning till nya miljöer genom naturligt urval pågår hela tiden. Som exempel kan vi titta på en fjäril som kallas björkmätare. Den är oftast ljus med mörkare fläckar. Därför syns den nästan inte på ljusa trädstammar och kan gömma sig där för fåglar som vill äta den. Under 1800-talet ökade koleldningen i England, vilket ledde till att trädstammarna blev mörkare av sotet. Då blev björkmätare med mörkare vingar vanligare. Den mörka egenskapen fanns redan hos några fjärilar, och när miljön nu förändrades gav det dem en fördel. Den gjorde att de inte syntes lika lätt mot de nu mörkare stammarna. Plötsligt gjorde den egenskapen att de inte blev ett lätt byte för fåglar. Det naturliga urvalet gynnade nu mörka fjärilar som därmed blev fler i antal. På senare år har miljön blivit bättre och trädstammarna är ljusa igen. Inte oväntat har den ljusa björkmätaren åter blivit vanligast.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 24

2013-04-24 18.00

1. LIV I UTVECKL IN G

En art blir till Björkmätaren visar hur det naturliga urvalet kan leda till att nya egenskaper får en chans. Urvalet bygger på att det hos en grupp djur eller växter alltid finns en variation av egenskaper. Vissa egenskaper gör det lättare att överleva och föröka sig. På så sätt förs egenskaper som har en fördel i en viss miljö vidare till nästa generation. Under lång tid, ibland flera tusen år, kan det naturliga urvalet förändra en grupp inom en art så mycket att den inte längre kan få barnbarn med individer ur den ursprungliga gruppen. Då har det bildats en ny art. Galapagosöarnas djurliv som Darwin studerade på sina resor ger exempel på hur samspelet mellan arv och miljö kan skapa nya arter. Öarna uppstod i samband med vulkanutbrott på havsbottnen och var från början helt utan liv. Trots att de ligger långt från land tog sig enstaka djur och växter dit från Sydamerikas fastland. Bland annat kom en art av finkar dit och spred sig till de olika öarna. Finkarna specialiserade sig på olika sorters mat beroende på vad som fanns på de olika öarna. Isoleringen på öarna ledde med tiden till att grupperna utvecklades olika. Idag kan vi se hur bland annat näbbarna skiljer sig åt. Finkarna är numera så olika att de inte längre kan få barnbarn med varandra. Den ursprungliga finkarten har utvecklats till 13 nya finkarter.

Galapagosöarnas ﬁnkar har anpassat sig till olika sorters mat på de olika öarna. Näbbformen visar tydligt vilka fåglar som fångar insekter och vilka som äter frön eller nötter.

På Galapagosöarna utanför Sydamerikas kust ﬁnns ﬂera exempel på hur arter bildas.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 25

2013-04-24 18.00

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Biologisk mångfald Det är livets ständiga anpassning till nya miljöer som har skapat den variation och mångfald av organismer som finns idag. Vissa miljöer är ovanligt rika på biologisk mångfald. I de tropiska regnskogarna finns exempelvis minst hälften av världens alla arter. Idag finns det troligen mellan 3 och 30 miljoner olika arter på vår jord. Forskarna vet inte hur många. Hittills har vi upptäckt och gett namn åt cirka 2 miljoner av dem. Varje år upptäcks nya arter, samtidigt som många försvinner för alltid. Idag försvinner arter i en ökande takt, ofta som en följd av att vi människor överutnyttjar naturen och sprider gifter. Det är viktigt att bevara en stor biologisk mångfald med många olika organismer. En anledning är att alla, även vi, är mer eller mindre beroende av varandra. En annan är att vi människor har nytta av mångfalden. Vi kan exempelvis få mediciner och mat från växter och djur. Idag hotar klimatförändringar, naturkatastrofer, skövling av naturen och gifter vi släpper ut den biologiska mångfalden runt om i världen. Vi behöver alla hjälpas åt för att bevara den biologiska mångfalden. Ängen är en plats där det ofta ﬁnns en stor biologisk mångfald med många olika växter och djur.

TESTA DIG SJÄLV 1.3 FÖRKLARA BEGREPPEN

• evolutionslära • mutation • biologisk mångfald 1.

Vilka vetenskapliga upptäckter gjorde att man under 1800-talet började ifrågasätta den religiösa bilden av hur livet uppstått och utvecklats?

Varför väckte Darwins bok ”Om arternas uppkomst” sån uppståndelse?

Vad menas med naturligt urval?

Varför är det viktigt med en stor variation av egenskaper inom en art?

Berätta om den engelska björkmätarens betydelse för förståelsen av evolutionen.

Beskriv med ett exempel hur en ny art kan bli till.

Varför är biologisk mångfald viktig för evolutionen?

001-041 1_Liv i utveckling.indd 26

2013-04-24 18.00

1. LIV I UTVECKL IN G

1.4

Organismernas släktskap

Reser man runt i världen eller tittar på naturprogram från olika platser upptäcker man att det ﬁnns väldigt många olika organismer. De kan vara stora eller små och se ut nästan hur som helst. Man kan fråga sig hur organismer som är så olika varandra ändå på något sätt kan vara släkt. För släkt är vi – vi har alla utvecklats från enkelt encelligt liv i jordens urtid.

Utseende och DNA visar på släktskap Än idag används Linnés system för att namnge och systematisera olika organismer. Men mycket har hänt sedan dess. Kunskapen om att livet har utvecklats och nya arter bildats ur gamla gör det möjligt att rita släktträd. I ett släktträd kan vi ordna arter, släkten och familjer på ett systematiskt sätt. De olika “grenarna” i trädet visar hur nya arter utvecklats från ett gemensamt ursprung. Under lång tid kunde forskare som ritar släktträd bara studera likheter och skillnader i organismens yttre utseende. Idag kan vi även undersöka likheter i deras inre. Under senare år har vi till exempel lärt oss jämföra olika organismers arvsanlag, DNA, och på så sätt avläsa hur nära släkt de är med varandra. Även sättet olika djur beter sig på kan förklara släktskap.

I Linnés sexualsystem ordnades växterna i 24 olika grupper utifrån hur deras könsorgan, med ståndare och pistill, såg ut.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 27

2013-04-24 18.00

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Höna eller människa? Något som också varit till stöd för forskningen om hur organismer är släkt med varandra är hur fosterutvecklingen går till. Redan på 1800-talet såg man att det var stora likheter mellan tidiga foster från olika ryggradsdjur. De tidiga fostren från en fisk, höna, gris, kanin och människa är svåra att skilja åt. Att alla ryggradsdjur under utvecklingen, från foster tills de föds, genomgår ungefär samma stadier anses vara ett starkt bevis för att vi alla har ett gemensamt ursprung.

Fosterutveckling hos några ryggradsdjur. Det är inte svårt att se att de tidiga stadierna har ﬂest likheter.

Fisk

Höna

Gris

Kanin

Människa

Anpassning till miljön

Människan, valen och falddermusen är alla däggdjur. Släktskapet syns i deras skelettben. Motsvarande ben har anpassats till olika miljöer.

Djur kan se väldigt olika ut till sitt yttre, men ändå ha inre likheter som tyder på släktskap. De yttre skillnaderna mellan djuren visar hur de anpassats till olika miljöer. Vi kan till exempel jämföra händerna hos olika däggdjur. Släktskapet mellan människa, val och fladdermus syns tydligt om vi tittar på de skelettdelar som finns i händer, fenor och vingar. Det är i stort sett samma skelettdelar, men de har utvecklats olika när de anpassats till de olika miljöer djuren lever i – land, vatten eller luft.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 28

2013-04-24 18.00

1. LIV I UTVECKL IN G

Behovet styr utseendet Ibland kan arter som inte alls är släkt ändå likna varandra till det yttre. Den yttre likheten beror då på en anpassning till en liknande livsmiljö. En val liknar till exempel på många sätt en fisk. Den har fiskens form och lever i vatten. Trots likheterna är valen ingen fisk. Den är ett däggdjur precis som vi och föder ungar som diar. Om vi studerar skelettet från en val kan vi i kroppen se resterna av bakbenen som har tillbakabildats. De syns inte längre utanpå. Frambenen har omvandlats till fenor. Valen är ett exempel på hur djur som levt på land senare har återvänt till vattnet och där anpassat sig till den nya miljön. Anpassningen har gett den många yttre likheter med en fisk.

Fladdermusen och trollsländan är inte alls släkt och deras vingar har helt olika ursprung. Fladdermusens vingar är armoch handskelett som anpassats för att ﬂyga. Insektens vingar har inga skelettdelar. Troligen är de istället gälar som fått en ny funktion under evolutionen.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 29

2013-04-24 18.00

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Indelning i domäner Eukaryoter Djur Växter Lavar Svampar

Alger

Eubakterier

Arkéer

Allt liv delas idag in i tre stora grupper – eubakterier, arkéer och eukaryoter.

I takt med alla nya upptäckter har forskarna delat in organismerna på nya sätt. Idag delas allt liv in i tre stora grupper som kallas domäner. Varje domän är sedan indelad i mindre grupper och slutligen i familjer, släkten och arter. Den första stora gruppen kallas eubakterier och är det vi vanligtvis kallar bakterier, och som ibland kan göra oss sjuka. Den andra gruppen är ganska lika bakterier och kallas arkéer. De lever i extrema miljöer där det är väldigt varmt, syrefattigt, surt eller salt. Båda grupperna saknar cellkärna. Arkéerna liknar de första bakterierna som gav upphov till allt liv på jorden. Till den sista gruppen, de eukaryota organismerna, hör alla varelser som har en cellkärna – som svampar, olika gröna organismer och djur. Till den gruppen hör även vi. Forskarna gör ständigt nya upptäckter som förändrar vår bild av hur livet utvecklats och hur olika organismer är släkt med varandra. Därför kommer indelningen av organismerna med all säkerhet att förändras även i framtiden.

På jorden ﬁnns många extrema miljöer.

TESTA DIG SJÄLV 1.4 FÖRKLARA BEGREPPEN

• släktträd • fosterutveckling • domän • eukaryot 1.

Vad stöder man sig på när man placerar in olika organismer i släktträd?

På vilket sätt kan studier av olika djurs fosterutveckling förklara deras utveckling och släktskap?

Hur kan man visa att en val och en människa är däggdjur och släkt, trots att de ser så olika ut?

Varför har en val och en ﬁsk stora likheter trots att de inte alls är släkt med varandra?

Berätta om hur forskarna idag delar in alla organismer i tre grupper.

Vi hör till de eukaryota organismerna. Vad är typiskt för dem?

Varför tror man att släktträden kommer att behöva ritas om i framtiden?

001-041 1_Liv i utveckling.indd 30

2013-04-24 18.00

1. LIV I UTVECKL IN G

1.5

Vetenskap och ovetenskap

Varifrån kommer vi? Vart är vi på väg? Människan har alltid sökt svar på de stora livsfrågorna. I takt med nya upptäckter får allt ﬂer av dem en vetenskaplig förklaring. Men vad skiljer egentligen vetenskap från ovetenskap – vad kan vi lita på? Det är viktigt att kritiskt granska de källor man söker kunskap ifrån.

Ett naturvetenskapligt synsätt Den naturvetenskapliga bilden av livets ursprung skiljer sig från religiösa skapelseberättelser på flera sätt. Den vetenskapliga bilden förändras i takt med att vi lär oss mer. Den bygger inte på eviga sanningar, utan nya upptäckter kan leda till att gamla sanningar måste omvärderas. Tidigare förklaringsmodeller och teorier måste då överges och nya skapas. När vi förstod hur exempelvis fossil förklarade utvecklingen fick vi överge den religiösa förklaringsmodellen till hur liv uppstått och utvecklats.

Ett naturvetenskapligt arbetssätt.

Egna erfarenheter

Fråga eller problem

Ny hypotes?

Hypotes

Ett naturvetenskapligt arbetssätt När vi studerar naturvetenskapliga ämnen använder vi oss av ett naturvetenskapligt arbetssätt. Det betyder att vi utgår från våra erfarenheter och gör en så bra gissning som möjligt om hur någonting är eller vad som ska hända. Det kallas för att göra en hypotes. Sedan testar vi vad som faktiskt händer genom att planera och göra en undersökning eller ett experiment. Resultatet värderas och vi drar slutsatser som avgör om hypotesen stämde. Om den inte stämde får man göra en ny hypotes och nya undersökningar. Det är viktigt att beskriva och dokumentera det vi gör så att andra kan göra om undersökningen och kontrollera resultatet. Resultatet stämmer om undersökningen kan göras om flera gånger på samma sätt och ge samma resultat varje gång.

Planering

Undersökning

Dokumentation

Resultat

Slutsats

Utvärdering

001-041 1_Liv i utveckling.indd 31

2013-04-24 18.00

Att dokumentera sina studier genom att rita av eller fotografera är en bra naturvetenskaplig metod.

Biologiska hjälpmedel Ibland behöver man olika hjälpmedel för att göra undersökningar och experiment i biologi. Det kan vara provrör, håvar, förstoringsglas, luppar, kikare eller mikroskop. Med ett vanligt skolmikroskop som förstorar 20 gånger kan du se många spännande detaljer hos olika organismer. Kanske räkna ögon hos en spindel eller titta på fasettögon hos en fluga. Idag kan forskarna med olika typer av elektronmikroskop titta på detaljer som är flera miljoner gånger större än i verkligheten. Ibland räcker det att som Linné göra fältstudier och gå ut och studera djur och växter i deras miljö för att få svar på våra frågor. Då kan böcker med information om olika organismer vara bra att ha. En bok med olika djur kallas fauna, medan en flora är en bok med växter.

Olika biologiska ämnesområden Varför studerar man biologi? En anledning är att det är viktigt att alla i samhället förstår frågor som handlar om exempelvis hälsa, sjukvård och miljö. Det är viktig allmänbildning för att förstå vad doktorn säger, och för att kunna ta ställning i viktiga frågor som rör exempelvis framtida klimatförändringar. Olika områden inom biologin erbjuder också många möjligheter till fritidssysselsättningar som höjer livskvalitén och ger bättre hälsa. Med biologisk kunskap kan vi bättre förstå oss själva och omvärlden. Biologi är liksom kemi och fysik en del av naturvetenskapen och innehåller många olika områden som utvecklas snabbt. När du studerar biologi får du läsa om växter och djur och hur de utvecklats. Andra områden är hur vi människor brukar vår jord och försöker skapa en hållbar utveckling. Du får också läsa om hur din kropp fungerar och hur du sköter om den.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 32

2013-04-24 18.00

1. LI LIV V I UTVECKL IN G

Botanik är läran om växter.

Medicin är läran om vår kropp, hälsa och sjukdomar.

Zoologi handlar om djuren och hur de lever.

Genetik handlar om det biologiska arvet. Etologi är läran om djurens beteende.

Evolutionen berättar om hur livet har utvecklats.

Biokemin undersöker de kemiska ämnen som ﬁnns i levande varelser.

Ekologi handlar om samspelet mellan allt levande och miljön.

Bioteknik är när vi använder mikroorganismer så att vi har nytta av dem.

Myter och folktro Inom alla naturvetenskapliga områden finns många myter. Ibland lever osanningar kvar länge. Många tror att det är på ett visst sätt fast det inte är bevisat. Ja, till och med trots att vetenskapen för länge sedan visat att det är fel. Man brukar kalla sådana osanningar för myter och folktro. I alla tider har folk trott på allt från gudar, spåkvinnor, spöken, andar, vampyrer, sjöodjur till tomtar och troll. Man har på olika sätt försökt förstå och förklara händelser, ofta skrämmande saker som händer i tillvaron. Oftast har naturvetenskapen så småningom hittat naturliga förklaringar till det som sker. Ändå lever många myter kvar. Kanske är det så att vi har behov av att tro att verkligheten är lite mystisk, spännande och oförklarlig? Trots att det finns vetenskapliga förklaringar.

Förr trodde även många vuxna att tomtar och troll fanns på riktigt.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 33

2013-04-24 18.00

1 . L I V I U T VE C KL I NG

Inom pseudovetenskapen kristallterapi anser man att stenar och kristaller kan påverka vår hälsa och vad som kan hända i vårt liv.

Pseudovetenskap Förutom myter finns det även gott om så kallad pseudovetenskap där man avsiktligt försöker lura i folk saker som inte är vetenskapligt bevisade, eller rent av vetenskapligt motbevisade. Ett exempel är astrologi där man med hjälp av planeterna och stjärntecken gör horoskop som ska förutsäga vad som ska hända i framtiden. Ofta är de skrivna på ett så allmänt sätt att de beskriver händelser som kan passa in på de allra flesta. Allvarligare är det när folk blir lurade på pengar eller riskerar sin hälsa genom ovetenskapliga metoder, exempelvis inom viss alternativmedicin. Dit räknas metoder som kristallterapi, homeopati och vissa former av zonterapi, samt vissa naturmediciner. Med dem försöker man bota sjukdomar på ett icke medicinskt och vetenskapligt bevisat sätt. För att veta vilken kunskap vi kan lita på, och vilken som är pseudovetenskap, är det viktigt att skaffa sig kunskap om vad som verkligen är vetenskapligt bevisat, och att granska all information kritiskt.

Nya resultat väcker nya frågor Resultaten av en vetenskaplig undersökning gör ofta att det uppstår nya frågor som leder till nya undersökningar. På så sätt lär vi oss mer och mer och kunskapen utvecklas hela tiden. Förr trodde till exempel Linné och andra att svalorna, när de försvann på hösten, övervintrade i sjöbottnen. När forskarna började märka fåglar med numrerade ringar runt benen upptäckte man att svalorna flyttade söderut till varma länder. Tack vare sådana undersökningar vet vi idag till vilka länder olika fågelarter flyttar över vintern när maten här tar slut.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 34

2013-04-24 18.00

1. LIV I UTVECKL IN G

Forskare har i alla tider velat sprida resultaten av sina undersökningar och diskutera dem med andra forskare. Förr var det inte så lätt som idag när information snabbt sprids via webben. Det gör att det är mycket lättare att samarbeta med människor över hela världen och lära av varandras resultat. Idag är globalt samarbete en naturlig del av forskningen. Resultaten publiceras i vetenskapliga tidskrifter och böcker. Många forskare reser också över hela världen för att utbilda sig, forska och ta del av andras upptäckter. När Nobelprisen delas ut är det ofta forskare från olika delar av världen som får dela på priserna. Forskningen gör hela tiden nya framsteg. Bakterier och andra organismer används exempelvis för att framställa nya mediciner. Många sjukdomar är idag utrotade. Nu väntar vi på vaccin mot exempelvis aids, och på resultat av den nya stamcellsforskningen med vars hjälp man hoppas kunna ersätta skadade delar i människans kropp. Och nya spännande fossilfynd, tillsammmans med studier av DNA, lär göra att vår bild av evolutionen blir allt tydligare.

Forskare i arbete på ett forskningslaboratorium.

TESTA DIG SJÄLV 1.5 FÖRKLARA BEGREPPEN

• hypotes • fauna • ﬂora • zoologi • botanik • bioteknik • myter • pseudovetenskap 1.

Vad skiljer ett naturvetenskapligt arbetssätt från ovetenskapliga arbetssätt?

Beskriv hur ett naturvetenskapligt arbetssätt kan gå till.

Ge exempel på hjälpmedel som kan behövas när man gör en naturvetenskaplig undersökning.

Beskriv tre biologiska ämnesområden.

Berätta om någon myt du hört talas om.

Ge exempel på pseudovetenskap där man medvetet påstår saker som inte är vetenskapligt bevisade och hur det kan påverka människor.

På vilka sätt är det bra för forskningen att man sprider sina resultat till andra forskare i världen?

Vad tror du att forskarna kommer att göra för framsteg i framtiden?

001-041 1_Liv i utveckling.indd 35

2013-04-24 18.00

1 . L I V I U T VE C KL I NG

PERSPEKTIV

TRO ELLER VETANDE? Myte My ter och vidskepelse Människor har i alla tider försökt hitta a för örkl klaringar ti t lll olika saker i tillvaron. Ibland har man n hi hitt ttat svar geno nom m vetenskapliga undersökningar, me men n ib ibland har dett int nte e varit så lätt att bevisa hurr det ver e kligen är, eller int nte e är är. Trosföreställningarr och ove v tenskaplig iga a fö förk rkla lari ringar brukar kallas vidsske kepe pels lse e eller pseudo dove vete tens nska kap. p Människor har tilll exe xemp mpel el i allla tider tr trot ottt på olika sorters myter. r

• I en undersökning visade det sig att var femte person i Sverige trodde på spöken eller gengångare, döda människor som går igen. Har du hört talas om någon som upplevt något sånt? Vad tror du, ﬁnns det spöken? • I många religioner tror man på reinkarnation, att man återföds efter döden. Om man inte sköter sig på jorden kanske man återföds som ett helt annat djur. Den som varit lat kanske föds som en mask, en latmask. Känner du till några religioner där man tror på reinkarnation? Vad tror du? • I Bibeln står det att Gud skapade jorden och allt liv på 6 dagar. Så trodde de ﬂesta i nästan 2 000 år. Idag kallas de som fortfarande tror bokstavligt på Bibeln eller Koranen för kreationister. De förkastar den vetenskapliga förklaringen till evolutionen som säger att livet utvecklats under miljarder år från enkla till mer komplicerade former. Hur tror du själv att vi har utvecklats?

001-041 1_Liv i utveckling.indd 36

2013-04-24 18.00

1. LIV I UTVECKL IN G

Sk krro ock ck occh h ps se eud dov ovet eten et ten ensk skap ap I en en del el tid dni ning n ar ﬁnns ns ho h ro rosk rosk skop op som op m tal alar a om va ad som ska sk a hä h nd nda a de den n nä närm rm mas aste te fra te ramt mttid den beroe eroe er oend nd de på på villke k t stjä st jä ärn rnte teck te cken ck en n man n är fö öd dd d i. Ho oro osk skop pen uttg går å frå rån as astt r lo ro logi g n, en seg gi egliliva vad d psseu eudo ove ete tens n ka ns kap, p som p, m hel eltt ov ovet etens ap sk a liligt ligt sia iarr om fra r mt m id den en. De Dett ﬁnn nnss äv även en sp spåk åkvi åk vinn vi nnor or som sp pår å vad som o ska hän nda a i framt mtid id den en.. Ka K ns nske k om ma ke man n ska trräff äffa a någ ågon on n ellller hur ens liv v ska a blii. Att tro på p skrockk innebä är at attt man ma an tr t or attt dett ska hän än-d olika, ofta farliga saker da e om ma man gör gö ör på å vis issa a sät ätt el e le er om m vis issa sa sakker hän ä de er. Då ttrror man a exe xemp m ellvi mp v s at att nyckla ar på borde orde et bety bety be tyd der oly ycka a, occh o om m en sp pegel eg gel går å sönde derr kan ka n ma man an dr drabba drab ab bba bas av sju års oly yck cka. a

• Känner du till fler saker som är skrock? Känner du någon som tror på skrock? • Vilka risker kan det finnas med att tro att man kan veta vad som ska hända i framtiden? • Idag är det inte många som tror på häxor. Men på 1600-talet beskylldes vissa kvinnor för att vara häxor och brändes på bål. Ibland var det deras barn som pekat ut dem som häxor. Skulle nåt liknande kunna hända idag tror du? • Då och då kommer rapporter om människor som sett sjöodjur eller UFO:s. Ibland har de också foton som de anser är bevis. Tror du att de håller för ett vetenskapligt test? Man tror ju att det finns liv på många andra planeter i universum, så varför tror forskarna att de inte kan ta sig hit?

001-041 1_Liv i utveckling.indd 37

2013-04-24 18.01

1 . L I V I U T VE C KL I NG

SAMMANFATTNING 1.1

Från enkelt till komplicerat liv • Biologi betyder läran om livet. • Typiskt för allt liv är att det kan föröka sig, växer, andas, och behöver energi. De ﬂesta kan också röra sig. • Levande varelser kallas organismer. Vi människor räknas till djuren. • Universum blev till i ”Den Stora Smällen” för knappt 14 miljarder år sedan. • Vår närmaste stjärna solen och vår planet jorden är ungefär 4,6 miljarder år gamla.

I korallreven är den biologiska mångfalden stor.

• Den unga jorden var en het, smält massa. När den svalnat bildades hav. • Ämnen i jordens uratmosfär och hav kunde med tiden bilda livets enklaste kemiska byggstenar. • Uppkomsten av enkelt DNA som kunde göra kopior av sig självt var en av förutsättningarna för liv. • Livet började i havet eller i berggrunden för knappt 4 miljarder år sedan. • Liv på jorden är möjligt bland annat för att det ﬁnns vatten och är lagom temperatur här. • De första spåren av liv vi hittat är över 3,5 miljarder år gamla. Det första livet var mycket enkla celler.

Jorden var från början ett glödande klot.

• Blågröna bakterier utvecklade fotosyntesen och fyllde sakta hav och atmosfär med syre. • Med hjälp av syret kunde celler lättare utvinna energi ur maten genom förbränning, även kallad cellandning. • Syret byggde även upp atmosfärens skyddande ozonskikt. • Encelliga organismer är föregångare till dagens ﬂercelliga växter och djur. • Med tiden började encelliga organismer slå sig samman och bildade ﬂercelliga organismer.

1.2

Blågröna bakterier fyllde hav och land med syre.

Forskning gav ny syn på livet • När mikroskopet utvecklades ledde det till upptäckten av en helt ny värld av celler och mikroorganismer. • Alla organismer är uppbyggda av små celler. Växtceller har till skillnad från djurceller en hård cellvägg, cellsaftrum och grönt klorofyll. • Biologen Linné namngav många växter och djur på 1700-talet. • Organismerna delas in i familjer, släkten och arter. Första delen i det latinska artnamnet talar om till vilket släkte arten hör.

Med enkla mikroskop upptäcktes celler och bakterier.

• För att tillhöra samma art måste individerna kunna få barn och barnbarn med varandra. • Korsningar mellan olika arter kallas bastarder eller hybrider. • Fossil är spår av döda växter och djur. Fynd av fossil i berglager från olika tidsåldrar visar hur livet har utvecklats under årmiljonerna.

Trilobiter är vanliga fossil.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 38

2013-04-24 18.01

1. LIV I UTVECKL IN G

1.3

Evolutionens drivkrafter • Under 1800-talet presenterade Charles Darwin tanken att evolutionen sker genom ett naturligt urval. • Utveckling genom naturligt urval bygger på att organismer får många ungar med olika egenskaper. • Alla kan inte överleva och fortplanta sig. De som är bäst anpassade till sin miljö klarar sig och kan föra sina arvsanlag vidare.

Charles Darwin som ung.

• Helt nya egenskaper kan uppstå genom förändringar i arvsanlagen, så kallade mutationer. • När förändringarna blivit så stora att djur som tidigare tillhört samma art inte längre kan få barn och barnbarn med varandra har en ny art uppstått. • Sexuell förökning ger stor variation hos ungarna.

1.4

Organismernas släktskap • Livets utveckling och anpassning till nya miljöer har under tidens gång lett till en stor biologisk mångfald.

Biologisk mångfald på en äng.

• Kunskapen om hur livet har utvecklats gör att vi kan rita släktträd över växter och djur. • Släktskapet mellan organismer kan spåras genom yttre likheter eller genom likheter i DNA. • Ibland kan yttre likheter visa på anpassning till en likartad miljö. Arter som ser lika ut behöver alltså inte vara släkt. • Organismer kan delas in i tre stora grupper, domäner: eubakterier, arkéer och eukaryoter. • Eukaryoter har cellkärna. Hit räknas både växter och djur. • Med ett släktträd kan man visa hur alla organismer utvecklats från enkla bakterier.

1.5

Sländan ﬂyger med ombildade gälar.

Vetenskap och ovetenskap • När man studerar naturvetenskap använder man ett undersökande arbetssätt. En hypotes är en väl genomtänkt gissning om hur någonting är eller vad som ska hända vid ett experiment. • Ett naturvetenskapligt experiment ska gå att göra om ﬂera gånger med samma resultat. • En naturvetenskaplig undersökning ska dokumenteras noga så den går att göra om av andra forskare. • Botanik är läran om växter. Zoologi är läran om djur. • En ﬂora är en bestämningsbok för växter. En fauna är en bestämningsbok för djur.

Att dokumentera med foton är bra.

Vetenskap eller pseudovetenskap?

001-041 1_Liv i utveckling.indd 39

2013-04-24 18.01

• Bioteknik är när människan får nytta av olika små organismer.

1 . L I V I U T VE C KL I NG

FINALEN 1

Koppla samman begreppen till vänster med rätt beskrivning till höger. 1 2 3 4 5 6 7

• En hållbar utveckling innebär att livet på jorden kan fortsätta.

Flora Klorofyll Domäner Bioteknik Fossil Biologi Evolution

A B D E C G H

Grönt färgämne i bland annat växter De stora grupper allt liv delas in i idag Förstenade växter eller djur Berättar om hur livet utvecklats på jorden Läran om allt levande När människan utnyttjar små organismer Bok med olika växter

Några ungdomar diskuterar livets uppkomst. Vilka har fel? Motivera varför.

Livet har troligen utvecklats från enkla celler som liknade bakterier. A

Att vissa molekyler hade förmåga att kopiera sig själva var en förutsättning för livet.

Liv på jorden skulle vara möjligt även utan solen.

Det första livet var beroende av det syre som fanns i haven.

C D

Fältharen, Lepus capensis och skogsharen, Lepus timidus ser olika ut men är ändå släkt. Under evolutionen har de anpassats till olika klimat och bland annat fått olika päls. Vilket alternativ stämmer inte? A B C D

Skogsharar lever i norra Sverige. Alla gamla harar får vit päls. Skogsharar blir vita på vintern för att inte synas mot snön. Fältharar lever i södra Sverige och är bruna året runt.

Vilket påstående om en naturvetenskaplig undersökning är fel? A B C

En hypotes är en genomtänkt gissning om hur något är. En hypotes görs efter det att man gjort en undersökning. En hypotes kan testas med ett experiment eller en undersökning.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 40

2013-04-24 18.01

1. LIV I UTVECKL IN G

a) Vilka var de första organismerna som kunde frigöra syre? b) Vilken betydelse ﬁck det för livets fortsatta utveckling på jorden?

a) Vilket påstående är rätt?

A Djur som kan få barn med varandra tillhör samma art.

B Alla organismer som kan få barnbarn med varandra tillhör samma art.

Bara djur som kan para sig med varandra tillhör samma art.

b) Förklara varför mulåsnor inte kan få ungar. 7

a) Forskarnas växande kunskap om fossil ledde till viktiga naturvetenskapliga upptäckter. Förklara vilken betydelse fossilen haft för förståelsen av livets utveckling. b) Vilka förklaringar hade man till de fossil som man hittade på 1600-talet?

Vilka av följande påståenden är riktiga? Motivera varför de övriga är fel. A B C D E

Det naturliga urvalet är grunden för all utveckling. De starkaste individerna klarar sig bäst. Individer med egenskaper som är bäst anpassade till miljön de lever i klarar sig bäst. Det naturliga urvalet har lett till en stor biologisk mångfald på jorden. Individer som lever i grupp överlever bäst.

a) Förklara hur människor, valar och ﬂaddermöss, som alla är däggdjur och ganska nära släkt, kan se så olika ut. b) Vad motsvarar benen i ﬂaddermusvingen hos oss?

a) Vid en fältundersökning ville man ta reda på vilka växter som fanns i en skog. Vilken undersökning är bäst naturvetenskapligt utförd? Motivera ditt svar. A B C D

Tio växter samlas in från hela området. Hundra växter samlas in och fotograferas. Man återkommer vid ﬂera tillfällen och artbestämmer hundra växter från olika platser i skogen. Hundra växter samlas in från en ruta på fem gånger fem meter.

b) Ge förslag på hur undersökningen kan förbättras.

001-041 1_Liv i utveckling.indd 41

2013-04-24 18.01

Idag är avloppsvattnet från tätorter ofta så väl renat att ett enskilt hushåll utan rening kan vara ett större miljöproblem. Vilket ansvar bör enskilda människor ta för miljön, och vilket ansvar är samhällets?

NATURBRUK OCH MILJÖ Miljöproblemen går att lindra Sedan början av 1900-talet har människans bruk av naturen påverkat ekosystemen allt mer våldsamt. Frågan som allt ﬂer ställer sig är hur länge det kan fortsätta. Utmaningen är att minska naturbrukets påverkan så mycket att ekosystemen kan fortsätta att fungera som önskat. Trots att läget verkar hopplöst ﬁnns det mängder med möjligheter. De bästa lösningarna bidrar till bättre levnadsvillkor och en stabilare ekonomi – det som också kallas hållbar utveckling..

184-227 5_Naturbruk och miljö.indd 184

2013-04-24 18.17

Utsläpp av olika slag gör att forskarna ständigt måste mäta gashalterna högt uppe i atmosfären. Är vi rentav bättre på att mäta utsläpp än på att göra något åt dem?

En stor del av våra miljöproblem hänger samman med att vi använder fossil energi som hämtas ur jordens inre. Kan vi klara en omställning till bara förnybar energi?

HÄR FÅR DU LÄRA DIG

INNEHÅLL

•

5.1

Människan omformar naturen

5.2

Människans ekosystem

5.3

Klimat i förändring

föra resonemang om människans historia och påverkan på omgivningen

•

beskriva stadsmiljön som ett ekosystem med människan i centrum

•

diskutera olika energikällors för- och nackdelar för miljön

• • •

PERSPEKTIV Fossilfritt till år 2050? 5.4

Förorenad luft

upptäcka sambanden mellan naturbruk och skador i miljön

5.5

Övergödning

5.6

Miljögifter och avfall

formulera strategier för minskad miljöpåverkan såväl i din närhet som globalt

5.7

En hållbar utveckling

fundera över ditt eget och samhällets ansvar och möjligheter att skapa en hållbar utveckling

PERSPEKTIV Konsumtion - vår tids fråga

185

184-227 5_Naturbruk och miljö.indd 185

2013-04-24 18.17

5 . NAT U R B R U K O C H MILJÖ

5.1

Människan omformar naturen

Under mer än 99 % av vår tid på jorden har vi människor levt som jägare och samlare. För 10 000 år sedan blev vi jordbrukare, och för 250 år sedan började vi bygga industrier. Därmed har vi börjat påverka vår omgivning i en allt snabbare takt, och i en sån omfattning att man kan tycka att vi inte längre hör till naturen – vilket förstås vore helt fel tänkt.

De ﬂesta organismer påverkar sin omgivning så att den ger bättre skydd för avkomman. Myrstacken fyller samma funktion som en bra bostad gör for oss.

Människan mot naturen – eller en del av den? I miljödiskussioner beskrivs människan ofta som smutsig och förstörande, medan naturen ses som ren och uppbyggande. Till viss del kan det stämma. Vi tär hårt på jordens resurser och sprider många oönskade ämnen i vår omgivning. På så vis bidrar vi till att jordens skosystemtjänster inte fungerar så bra som de skulle kunna. Samtidigt kan man säga att vi gör som många andra organismer – vi brukar naturen och använder den så att den bättre passar våra syften. Skator som bygger bon eller myror som bygger stackar gör samma sak. Skillnaden är att följderna av det vi gör blir så mycket större. Man kan alltså se på oss människor som en kontrast till naturen, men samtidigt som en del av den. Vi lever ju i samspel med vår omgivning precis som alla andra. Men en stor skillnad jämfört med andra organismer är vår unika hjärna. Den har hjälpt oss att skapa välstånd, men också orsakat en rad problem. Den gör också att vi både kan och måste fundera på vilket ansvar vi har – för varandra, för andra organismer och för jordens ekosystem. Miljödiskussioner handlar därför mycket om ansvar – både det vi måste ta som individer, och det vi måste ta tillsammans.

186

184-227 5_Naturbruk och miljö.indd 186

2013-04-24 18.17

5. NATURBRUK OCH M IL J Ö

De tidiga förmänniskorna levde förmodligen på ungefär samma sätt som dagens apor. Men med tiden blev vi allt skickligare på att hantera enkla verktyg.

Jägare och samlare Olika arter av förmänniskor har funnits på jorden i några miljoner år. Under större delen av den tiden har vi inte brukat naturen på andra sätt än andra organismer. Vi har levt i jägar- och samlarkulturer där vi mest samlat växter och smådjur för att äta och ibland kanske lyckats fånga något större djur. I regel har vi levt i små, kringvandrande grupper och ägnat mycket tid åt att umgås med varandra. För cirka två miljoner år sedan började människoarten Homo habilis, den händiga människan, att använda enkla verktyg. Med avbrutna pinnar blev det lättare att plocka larver ur träden, och med vassa stenar gick det att skära i kött, krossa benmärg och bearbeta olika material. Elden gav nya möjligheter För 1,8 miljoner år sedan när Homo erectus, den upprättgående människan, levde hände något viktigt – vi lärde oss använda elden. Några våghalsiga individer utforskade kanske de brinnande resterna av ett träd där blixten slagit ner. Kanske hittade de ett djur som dött i en gräsbrand och upptäckte att det grillade köttet var lättare att äta än det råa. Tack vare elden blev det möjligt att bosätta sig i kallare trakter. Det var en förutsättning för att vår egen art Homo sapiens började sprida sig från Afrika till övriga världen för cirka 80 000 år sedan. Eftersom elden krävde bränsle började vi samla ved – ett naturbruk som fick människan att skilja sig allt mer från övriga djur. Kanske var ved- och matbrist skäl till att små människogrupper gav sig av till nya trakter.

187

184-227 5_Naturbruk och miljö.indd 187

2013-04-24 18.17

5 . NAT U R B R U K O C H MILJÖ

Människan blir jordbrukare För omkring 10 000 år sedan började vi bli bofasta, odla växter och tämja djur. Det skedde ungefär samtidigt på flera håll i världen. Modern forskning har visat att denna jordbruksrevolution ledde till både hårdare arbete och sämre hälsa för de allra flesta. Men samtidigt överlevde fler barn och med tiden började såväl städer som riken att växa fram. Det var framför allt i närheten av stora floder, där man kunde utveckla konstbevattning, som mäktiga riken uppstod. Dessa tidiga samhällen kallas därför ofta flodkulturer och fanns bland annat längs Nilen, Indus, Eufrat och Tigris. Snabb befolkningsökning Jordbruket ledde till en ökande befolkning över hela jorden. Allt större ytor blev till åkrar eller betesmarker. Växter började förädlas och djur avlas för att ge bättre avkastning. Eftersom jordbruket ständigt krävde nya verktyg började vi som bofasta också att samla på oss allt fler ägodelar. Några av de här tidiga jordbrukssamhällena gick under sedan naturbruket gått över styr så att ekosystemen havererat. Det kunde till exempel bero på att vattnet i floderna som användes till konstbevattning innehöll för mycket salt, vilket kunde leda till att jordarna blev omöjliga att bruka. Och när alltför mycket skog höggs ner, för att bli ved eller skapa betes- och odlingsmark, kunde det leda till avskogning. Det hände exempelvis runt Medelhavet, där skadorna ännu inte har gått att reparera.

Runt Medelhavet fanns en gång vidsträckta lövskogar. Sedan de höggs ner i alltför hög grad har det varit näst intill omöjligt att få tillbaka dem.

188

184-227 5_Naturbruk och miljö.indd 188

2013-04-24 18.17

När människan började använda kol och olja ökade omsättningen av resurser snabbt och därmed miljöproblemen.

Kol och olja tas i anspråk Nästa stora språng i mänsklighetens historia kom med medeltidens tekniska utveckling och erövringen av kolonier i fjärran världsdelar. Till det kom de naturvetenskapliga upptäckterna och uppfinningarna under 1600- och 1700-talen. Den industriella revolutionen var här och tog sin början under 1700-talet i centrala Europa och England. En av de stora uppfinningarna var ångmaskinen som eldades med koks gjord av stenkol. Den gjorde det möjligt att tillverka mängder med varor billigare och snabbare än tidigare. Efterfrågan på råvaror från jordens alla hörn ökade snabbt och världshandeln tog fart. Följden blev ofta skövling av naturresurser såväl hemma som i kolonierna. När bilen utvecklades i början av 1900-talet ökade även utvinningen av olja. För att ge ytterligare energi åt industrin och den framväxande järnvägen byggdes vattenkraften ut i länder som Sverige.

Alla varor vi använder påverkar på något sätt miljön då de tillverkas, transporteras och när de blir sopor.

Konsumtionen ökar kraftigt Under tiden efter 1945, då andra världskriget var över, r, har den privata konsumtionen ökat mycket i den rika världen. I takt med att vi fick det allt bättre ökade våra möjligheter att köpa allt från större bostäder och bilar till utlandsresor och mat från världens alla hörn. Men ett allt större materiellt välstånd kräver ett intensivare naturbruk. Miljön slits allt hårdare.

189

184-227 5_Naturbruk och miljö.indd 189

2013-04-24 18.17

5 . NAT U R B R U K O C H MILJÖ

Filmen ”The Day After Tomorrow” spekulerar i framtida klimatkatastrofer. Men kanske kommer förändringarna mer smygande än så.

På väg in i en ny tidsålder? Många frågar sig hur länge den här extremt snabba utvecklingen kan fortsätta, och vad som händer sen. Kommer vi bara att fortsätta öka vår användning av naturresurser, eller kommer jordens ekosystem att begränsa oss? Kanske för att resurserna tar slut, eller för att ekosystemen inte längre kan leverera sina tjänster? Eller kommer vi att hitta ett mer ansvarsfullt sätt att nyttja vår omgivning? Det finns forskare som menar att vi nu är på väg in i en ny tidsålder, där jordens utveckling styrs av hur kraftigt vi förändrar ekosystemen. En del menar att ekosystemen är så stabila att de negativa återkopplingarna kommer att tvinga oss till förändring. Vi kan exempelvis tvingas byta till en mer förnybar energiförsörjning om de fossila bränslena skulle bli alltför svåra att utvinna. Andra forskare varnar för att vi överskrider ekosystemens resiliens. Då kan de snabbt slå om till nya jämviktslägen som kanske inte alls passar oss människor. Ett exempel kan vara att det uppstår ett nytt klimat på jorden där människan får svårt att överleva. Vilken framtiden än blir finns det fortfarande goda möjligheter att utveckla ett mer skonsamt naturbruk och öka möjligheten för oss och kommande generationer att leva ett gott liv.

TESTA DIG SJÄLV 5.1 FÖRKLARA BEGREPPEN • jägar- och samlarkultur • jordbruksrevolution • industriell revolution • konstbevattning • konsumtion

På vilket sätt skiljer vi människor oss mest från andra djur?

Vad kännetecknar en jägar- och samlarkultur?

På vilka sätt har bruket av elden gjort det möjligt för oss människor att spridas over jorden?

Varför kan de första jordbrukssamhällenas konstbevattning beskrivas som sin tids miljöproblem?

På vilka sätt kom den industriella revolutionen att förändra vår användning av naturresurser?

På vilka sätt har den privata konsumtionen kommit att bli ett miljöproblem?

190

184-227 5_Naturbruk och miljö.indd 190

2013-04-24 18.17

5. NATURBRUK OCH M IL J Ö

5.2

Människans ekosystem

Hur mycket vi människor än gör om vår omgivning är vi fortfarande beroende av den. Precis som vi var på stenåldern, och precis som alla andra organismer är. Även det moderna samhället är ett ekosystem med materia i kretslopp och ﬂöden av energi.

Staden är också ett ekosystem Det sägs ofta att vi som lever i moderna samhällen kommit så långt från naturen att vi inte längre förstår hur den fungerar. Men våra städer är också en sorts natur. Vi har visserligen gjort om den rejält för att göra det lättare att leva. Vi har byggt varma hus med rinnande vatten och avlopp, och vi har byggt fabriker och affärer som förser oss med mängder av varor, och vägar för att transportera både varor och oss själva. Det moderna samhället kan faktiskt beskrivas som ett ekosystem där vi satt människan i centrum, men där vi ändå är beroende av vår omgivning. Och precis som i alla andra ekosystem finns här materia som går runt i kretslopp och ”drivs” av stora mängder energi. FÖRÄNDRINGSFAKTOR UNDER 1900-TALET

Ökad konsumtion påverkar miljön I människans ekosystem använder vi allt mer energi för att omsätta allt mer materia. Det är framför allt under 1900-talet och in på 2000-talet som den utvecklingen tagit fart. I tabellen kan du se hur olika företeelser förändrats. Industriproduktionen har exempelvis ökat 40 gånger. Samtidigt har antalet blåvalar minskat med 99 %. Det är vi i den rika världen som nöter mest på planeten. De 20 % rikaste av jordens befolkning står för 80 % av all konsumtion och använder 80 % av alla naturresurser. Den fattigaste femtedelen använder bara 1 % av resurserna.

Industriproduktion ....................................... 40 Fångst av havsfisk ........................................... 35 Utsläpp av koldioxid .................................... 17 Energianvändning ......................................... 16 Världsekonomi .................................................. 14 Utsläpp av svaveldioxid ............................. 13 Vattenförbrukning .............................................9 Utsläpp av bly.........................................................8 Konstbevattnad areal ......................................5 Världens folkmängd .........................................4 Världens skogsareal ..................................... 0,8 Antal blåvalar i Södra ishavet...........0,01

Efter J R McNeill: Någonting är nytt under solen. Nittonhundratalets miljöhistoria,. SNS förlag.

191

184-227 5_Naturbruk och miljö.indd 191

2013-04-24 18.17

SPEKTRUM

BIOLOGI

Best.nr 47-08594-1 Tryck.nr 47-08594-1

BIOLOGI

Susanne Fabricius Fredrik Holm Anders Nystrand

Omslag-Biologi_Grundbok-Spektrum.indd 1

2013-04-24 14.54