Under evolutionens gång bildas snabbt en slags barriär mellan olika arter. Det gör att arterna inte längre kan korsa sig med varandra. På så vis kan nya livsformer uppstå, som skiljer sig från varandra.
– Det kallas för reproduktiv isolering. Ibland är det också avkomman från två olika arter som blir infertil, som från en häst och åsna, säger Deniz Ozata, forskarassistent vid Institutionen för molekylär biovetenskap vid Wenner-Grens institut, Stockholms universitet.
Vaktar djurens arvsmassa
Exakt hur den här artbarriären uppstår har länge varit okänt för forskare. Men Deniz Ozata kan vara en förklaring på spåren.
Han har studerat en nyupptäckt grupp av RNA-molekyler som endast finns i djurceller, så kallade PIWI-interacting RNA (piRNA).
Generellt kan piRNA beskrivas som en väktare av djurs arvsmassa. De skyddar arvsmassan från så kallade transposoner. Det är rörliga genetiska element – ofta rester av gamla virus – som kan hoppa från en del av arvsmassan till en annan och orsaka skada. Men med hjälp av piRNA kan cellen försvara sig mot transposonerna.
Tillsammans med proteinet PIWI formar piRNA ett slags molekylär sax som klipper sönder dem.
– Att skydda cellen från transposoner är alltså den ursprungliga funktionen hos piRNA. Men hos däggdjur har man hittat en subgrupp av piRNA som har förlorat förmågan att tysta transposoner och som bildas i testiklarna.
Upptäckte en genetisk paradox
Det är den här andra gruppen av piRNA som Deniz Ozata riktar sin uppmärksamhet mot. Av någon anledning framställs de i enorma mängder när celler delar sig för att forma spermier. De existerar främst under en fas av celldelningen som kallas pachyten och kallas därför pachyten–piRNA.
I människans arvsmassa har man identifierad 90 distinkta gener för pachyten-piRNA. När Deniz Ozata kartlade dessa upptäckte han ett märkligt fenomen: de förändrades i en väldigt snabb takt.
– Vi jämförde arvsmassan från ungefär 2500 olika individer och generna för pachyten–piRNA skiljer sig helt galet mycket åt. De tillhör de minst bevarade generna i hela det mänskliga genomet, säger Deniz Ozata.
Livsviktiga gener som muterar snabbt
Det var en paradoxal upptäckt. För när Deniz Ozata och andra forskare slog ut vissa av dessa gener ledde det till att möss blev infertila. Spermierna började simma dåligt och fick flera defekter.
Så hur kan gener som är avgörande för vår fertilitet förändra sig så snabbt? Livsviktiga gener brukar annars vara väldigt välbevarade, eftersom mutationer lätt kan orsaka katastrofala skador.
– Det verkar finnas ett starkt evolutionärt tryck på dessa gener att förändras, säger Deniz Ozata.
Bygger barriären mellan arterna
Hans kvalificerade spekulation är att de snabba genetiska förändringarna på något vis bygger barriären mellan arterna. Men hur det går till är oklart och pachyten–piRNA har fler gåtfulla egenskaper. Till exempel tycks bara några få av de 90 generna vara avgörande för spermiernas livskraft.
De flesta generna verkar mest ha som funktion att forcera produktionen av piRNA under spermiebildningen.
– De är som själviska genetiska element. Det tycks bara finns där för att förstärka sin egen produktion, säger Deniz Ozata.
Behöver vissa gener tystas?
Den enorma produktionen av piRNA kostar energi för cellen och energislukande processer brukar inte tillkomma av någon slump under evolutionen. Men varför det krävs så stora mängder piRNA är i dagsläget ett mysterium.
Gener tystas
Deniz Ozata och hans kollegor har dock en huvudhypotes: att pachyten–piRNA formar en gensax tillsammans med PIWI-proteiner som tystar vissa gener i spermier.
För under utvecklingen av spermier är i princip alla gener aktiva och deras sekvenser avbildas i mRNA. Forskarna har sett att vissa pachyten-piRNA kan känna igen mRNA och se till att PIWI-proteiner klipper sönder dem.
– Tänkt dig att du har alla dessa mRNA, men att bara en del av dem definierar spermiens kompatibilitet med ägget. Då behöver andra mRNA tystas, säger Deniz Ozata.
Fler ledtrådar till gåtfulla molekyler
Hans tanke är att pachyten-piRNA ser till att finjustera förekomsten av mRNA-molekyler i spermien så att det bildas ett artspecifikt mönster. Det mönstret kan då på något vis bygga artbarriären.
För att se om hypotesen håller kartlägger hans forskargrupp just nu gener för pachyten-piRNA i två olika subarter av möss som är reproduktivt isolerade från vanliga labbmöss.
Genom att undersöka vilka pachyten–piRNA de bär på hoppas han få fler ledtrådar till hur de gåtfulla molekylerna fungerar.
Trollsländor är en gammal insektsgrupp, och forskare har nu gjort en global jämförelse för att studera hur kroppsstorlek hos trollsländor varierar geografiskt – och mellan olika arter.
De har jämfört insekternas storlek i de varmare tropikerna och de kallare tempererade områdena för att förstå varför det finns en geografisk variation. Det har forskarna gjort genom att undersöka storleksdata och fossildata från olika arter trollsländor och flicksländor.
– För 200 miljoner år sedan var dessa insekter större i tropikerna än i tempererade områden. Men trenden har sedan vänt och nu är det tvärtom större arter på våra nordligare breddgrader. Vi tror att detta beror på uppkomsten och evolutionen av fåglarna, säger Erik Svensson, biolog vid Lunds universitet.
Sländor dravs bort av fåglar
Forskarna menar att när fåglarna började utvecklas för ungefär 150 miljoner år sedan fångade de mer och mer flick- och trollsländor i tropikerna. Det drev de större insekterna norrut mot kallare områden på högre breddgrader. Detta gav upphov till den globala variationen i kroppsstorlek som vi ser idag, där de större arterna lever på nordliga breddgrader.
Utöver att det finns fler fåglar i tropikerna leder även högre temperatur till mindre kroppsstorlek hos insekterna.
– Vi upptäckte att den regionala artrikedomen hos fåglar betyder mer än de regionala temperaturerna, när vi jämförde dessa insekters varierande kroppsstorlek över jordklotet. Arter är generellt sett mindre i varmare klimat. Men sambandet mellan storlek och vilka breddgrader arter lever på har ändrats sedan fåglarna började utvecklas, säger Erik Svensson.
Eftersom fåglar fångar och äter flick- och trollsländor – och eftersom det är lättare för rovdjur att fånga större byten – klarar sig mindre arter bättre trots att rovdjuren är många.
Många fågelarter i tropikerna äter flick- och trollsländor. Här ses en Rufous-tailed Jacamar som har fångat en stor trollslända i Brasilien. Bild: Erik Svensson
Viktigt för förståelse av risker
Kunskap om var och varför olika arter med olika kroppsstorlek förekommer på jorden är viktig. Detta för att förstå risken för att arter med olika egenskaper riskerar att dö ut. Idag har stora arter ofta har en större risk att dö ut än små arter.
Därför är det också viktigt att känna till hur temperatur och risken att bli uppäten förklarar den globala variationen i kroppsstorlek mellan arter, menar forskarna.
– Idag är det stort fokus på klimatfrågan och betydelsen av temperatur för arters risk att dö ut. Men våra resultat visar att även förekomsten av rovdjur och kroppsstorlek är viktiga faktorer för att förstå den lokala, regionala och globala artsammansättningen hos denna viktiga insektsgrupp, säger Erik Svensson.
Erik Svensson, forskare vid biologiska institutionen, Lunds universitet, erik.svensson@biol.lu.se
Betablockerare är läkemedel som sänker blodtrycket genom att blockera effekten av hormoner som adrenalin. Medicinen används för att behandla flera olika tillstånd, däribland högt blodtryck, hjärtsvikt och ångest.
Läkemedlet har även föreslagits fungera för klinisk depression och aggression, men vissa studier har funnit en koppling till ökad självmordsbenägenhet och resultaten är motstridiga.
Samband undersöktes i studie
I en ny studie från Karolinska institutet har forskare undersökt sambandet mellan betablockerare och sjukhusinläggning för psykisk ohälsa, självmordsbenägenhet, självmord och anmälningar för våldsbrott.
I studien ingår 1,4 miljoner personer i Sverige. Forskarna jämförde perioder med och utan betablockerare hos samma individ under åtta år. Genom detta kunde forskarna kontrollera för faktorer som kan påverka sambanden, till exempel genetik eller sjukdomshistoria.
Sätt att hantera aggression
Resultatet visar att perioder med medicinering var förknippade med 13 procent lägre risk att bli åtalad för våldsbrott. Men eftersom det är en observationsstudie bör slutsatser om orsakssamband tolkas med försiktighet.
– Om resultaten bekräftas i andra studier, inklusive randomiserade kontrollerade studier, kan betablockerare övervägas som ett sätt att hantera aggression hos individer med psykiatriska diagnoser, säger Yasmina Molero, forskare vid Karolinska institutet.
Koppling till sjukdomsvistelse
Användning av betablockerare var också kopplad till åtta procent lägre risk för sjukhusvistelse på grund av psykisk ohälsa.
Forskarna såg också att risken att behöva behandling för självmordsbenägenhet, eller dö i självmord, ökade med åtta procent.
Sambanden är dock inte tydliga.
– Risken för sjukhusvistelse och självmordsbenägenhet varierade beroende på psykiatrisk diagnos och tidigare psykiska problem, men också på svårighetsgraden och typen av hjärtproblem som betablockerarna användes för att behandla. Det tyder på att det inte finns några kopplingar mellan betablockerare och dessa utfall, säger Yasmina Molero.
Hjärtproblem kan ligga bakom depression
Tidigare forskning har kopplat allvarliga hjärthändelser till en ökad risk för depression och självmord. Det kan tyda på att de psykiska besvären och andra funktionsnedsättningar som är förknippade med allvarliga hjärtproblem – snarare än behandlingen med betablockerare – ökar risken för allvarlig psykisk ohälsa, enligt forskarna.
Yasmina Molero, forskare vid institutionen för klinisk neurovetenskap och institutionen för medicinsk epidemiologi och biostatistik, Karolinska institutet, yasmina.molero.samuelson@ki.se
En avhandling vid Umeå universitet visar att bemanningssituationen på tandvårdskliniker, tid för behandlingar och brist på fortbildning försvårar tandläkarnas beslutsfattande för omhändertagande av patienter med smärta och funktionsstörningar i käksystemet.
Problem från käkmuskler och käkleder kan vara både akuta och långvariga.
– De utmaningar som smärta och funktionsstörningar i käksystemet ställer tandvården inför handlar inte bara om tandläkarnas osäkerhet inför problematiken, utan är även en utmaning på ett organisatoriskt plan inom allmäntandvården, säger Aurelia Ilgunas, doktorand vid Umeå universitet och specialisttandläkare inom bettfysiologi.
Patientens önskemål uppfylls inte
I avhandlingen undersöktes också patienternas erfarenheter av smärta och funktionsstörningar i käksystemet. Det visade sig att önskemålet om rätt omhändertagande i rätt tid sällan uppfylldes av allmäntandvården.
Det berodde i sin tur delvis på organisatoriska utmaningar inom allmäntandvården, där klinikernas resurser kan påverkar tillgängligheten.
Det framgick också att patienternas ekonomi även satt gränser för hur de sökte och fick behandling för sina käkproblem.
Allt fler med besvär av käkar
Inom projektet undersöktes även förekomsten av smärta och funktionsstörningar i käksystemet bland befolkningen.
Resultatet visade en ökning av förekomsten av smärta i käksystemet i befolkningen, framför allt bland kvinnor. Kvinnor hade också en större risk att utveckla långvariga symtom.
Ökningen av besvären kan ha flera orsaker. Bland annat kan det ha samband med att stress, ångest och depressioner också ökar.
Tillsammans med identifierade organisatoriska utmaningar inom allmäntandvården kan detta bidra till ojämlikheter i tandvården.
Data från en halv miljon undersökningar
Avhandlingen bygger på data från sammanlagt cirka 500 000 undersökningar under åren 2010 – 2017 vid Folktandvården i Västerbottens län. Den utgår också från intervjuer med cirka 40 patienter och allmäntandläkare i Region Västerbotten.
Resultaten i avhandlingen pekar på att det finns en förbättringspotential som förhoppningsvis kan möjliggöra rätt omhändertagande i rätt tid för den enskilda patienten.
– Det återstår att ta reda på mer om beslutsfattande inom allmäntandvården på organisatorisk nivå eftersom de problem som avhandlingen visar på kan vara relevanta även för andra patientgrupper och inte enbart för patienter med smärta och funktionsstörningar i käksystemet, säger Aurelia Ilgunas.
Avhandling:
Smärta och funktionsstörning i käksystemet: longitudinellt och kvalitativt perspektiv, Umeå universitet.
Kontakt:
Aurelia Ilgunas, doktorand institutionen för odontologi, Umeå universitet, aurelia.ilgunas@umu.se
Om du viskar vid väggen i kupolen i Sankt Pauls-katedralen i London, kommer du upptäcka att ljudet studsar hela vägen runt kupolens vägg och är hörbart på motsatt sida. Katedralen kallas därför ”det viskande galleriet”.
Samma effekt uppnås när en ljusstråle skickas in i en vattendroppe. Ljusstrålar kommer att reflekteras på vattendroppens inre vägg om och om igen och rotera inuti droppen.
Liksom ljudet i katedralen uppstår ett resonansfenomen och droppen lyser starkare.
Laserljus mot vattendroppe
Forskare vid Göteborgs universitet har använt den nobelprisbelönade tekniken med optiska pincetter för att fixera en vattendroppe med hjälp av laserljus som skjuts mot vattendroppen från två håll.
Laserljuset bryts i vattendroppen och sprids åt olika håll varvid den hålls fast.
– I våra experiment med laserljus kan vi se att ljuset fångas i en vattendroppe. När vattendroppen krymper på grund av förångning, ser det ut som att den blinkar varje gång som storleken är den rätta, säger Javier Marmolejo, doktorand i fysik vid Göteborgs universitet.
Forskarna kan fixera en vattendroppe med hjälp av laserljus som skjuts mot vattendroppen från två håll. Experimenten sker i en laseranläggning. Bild: Göteborgs universitet
Liknar en atom
Storleken på kupolen i Sankt Paulskatedralen kan inte förändras, men en vattendroppe ändrar sin storlek när den förångas.
Forskarna upptäckte då hur droppen blinkade på ett sätt som liknar det som sker när en elektron emitteras från en atom som blir belyst med ljus med varierande våglängd.
De kunde även med en kvantmekanisk analogi förklara hur resonanserna, det vill säga storleken på droppen när ljusspridningen var som störst, motsvarar en atoms energinivåer.
Atommodell i större format
Med detta blir vattendroppen en ”atommodell” där man kan variera storleken. Detta ger en djupare insikt om hur ljus sprids samtidigt som det blir en modell för att förstå hur en hur en atom fungerar.
– Eftersom en vattendroppe är cirka 100 000 gånger större än en atom, så får vi en modell av en atom som syns med blotta ögat, säger Javier Marmolejo.
Med hjälp av laserspektroskopi erhålls information om energinivåer, bindningar och struktur i atomer och molekyler.
Kan användas inom medicinsk forskning
På liknande sätt ger spektrumet av spritt ljus från vattendropparna information om själva dropparna. Detta kan användas för att mäta avdunstningshastigheter för mikroskopiska droppar med hög precision, menar forskarna.
Upptäckten kan appliceras på andra vätskor än vatten och kan till exempel vara till nytta till exempel då man försöker undersöka aerosoldroppar i en inhalator som används inom medicinering. Forskarna ser även att lasertekniken kan användas för att analysera vattenkvalitet på ett nytt sätt.
– Små mängder av föroreningar i vattnet förändrar hur droppen blinkar, vilket öppnar möjligheten för snabba och enkla mätningar av kemiska eller biologiska föroreningar i vattendroppar, säger Javier Marmolejo.
Trä blir ett allt vanligare material att förädla för olika nya ändamål. Hittills har dock dessa förädlingsprocesser varit energikrävande och lämnat betydande ekologiska fotavtryck.
Två av de vanligaste processerna för att omvandla träets optiska och mekaniska egenskaper – och därmed tilldela materialet mer avancerade arbetsuppgifter – är att avlägsna beståndsdelen lignin och att förtäta det.
Det här kräver en hel del kemi och energi. Forskare vid Kungliga tekniska högskolan, KTH, har därför tittat närmare på hur förädlingsprocessen kan förbättras ur ett energiperspektiv.
Stark och vikbar träfilm
Forskarna har tagit avstamp i hur naturen, och särskilt svampar, använder olika enzymer för att förändra träets cellväggar vid nedbrytning.
Arbetet har varit så framgångsrikt att forskarna lyckats ta fram en ny träfilm. De har utvecklat den utan att använda höga temperaturer, högt tryck eller förbehandling med kemikalier för att förändra cellväggarnas struktur och komposition.
– Detta är ett miljövänligt och hållbart sätt att skräddarsy träets mikrostruktur för att producera mycket stark, vikbar, transparent och anisotropisk film, säger Qi Zhou, forskare på KTH.
Oljebaserad plast kan ersättas
Träfilmen kan ha flera olika användningsområden där olika plaster, glas eller metall tidigare använts – från förpackningsmaterial till elektronik.
– Det viktigaste för oss är att trycka på att den här enzymbaserade tekniken som vi utvecklat kan användas som en generell, hållbar och miljövänlig framställningsprocess. Ett sätt att ersätta oljebaserad plast till förmån för träfibrer vid produktion av kompositmaterial och olika gjutna produkter.
Fotavtrycket minskar
Forskarna har inte gjort beräkningar av hur mycket energi som går att spara med deras nya förädlingsprocess, men att det ekologiska fotavtrycket minskar framgår av de olika energimängder som krävs för att tillverka de olika materialen.
– Fördelen med den enzymbaserade processen är att den bara behöver ett tryck på 2.7 megapascal vid rumstemperatur medan en mer traditionell kemisk process behöver 15 megapascal och 100 grader celsius. Vårt material är dubbelt så starkt jämfört med traditionellt framställt skiktat trä, säger Qi Zhou.
Tidigare studier på området har ofta fokuserat på barn i skolåldern, eller på barn i länder med hårdare restriktioner under covid-19-pandemin.
I Sverige bedrevs verksamheten för de yngre skolbarnen ungefär som vanligt.
BMI ökade hos tre- och fyraåringar
Studien utgår från data om 25 000 barn som gått på vanliga hälsokontroller på BVC.
Resultaten visar att en ökning av kroppsmasseindex, BMI, skedde under pandemin.
Andelen treåriga flickor med fetma ökade från 2,8 procent före pandemin till 3,9 procent under pandemin. Andelen pojkar med fetma ökade från 2,4 procent till 2,6.
Även hos fyraåringarna sågs en ökning av BMI. Fetma ökade hos både flickor och pojkar i denna åldersgrupp.
Bland femåringar sågs däremot inga förändringar.
Mer siffror från studien
Andelen treåriga flickor med normalvikt sjönk från 82,6 procent före pandemin till 80,9 under pandemin. Motsvarande förändring av normalvikt fanns inte i gruppen treåriga pojkar.
Fetma bland fyraåringar ökade hos både flickor och pojkar. Övervikt ökade hos flickor från 11,1 procent till 12,8 procent. Undervikt hos pojkar minskade från 2,0 procent till 1,4 procent.
Behov av mer riktade insatser
Tydligast sågs BMI-förändringar hos barn i socioekonomiskt utsatta områden. Här ökade andelen tre- och fyraåringar med övervikt från 9,5 procent till 12,4 under pandemin. Andelen med fetma ökade också.
– Trots att Sverige inte stängde ner på samma sätt som många andra länder under pandemin ökade förekomsten av övervikt och fetma hos tre- och fyraåringar, och redan i så låga åldrar ser man de socioekonomiska skillnaderna, säger barnläkaren Anton Holmgren som forskar vid Sahlgrenska akademin.
För att vända trenden med övervikt hos de yngsta behövs fler insatser, menar han.
– Studien belyser behovet av ytterligare ansträngningar och insatser inriktade på att förebygga barnfetma, särskilt i områden med lägre socioekonomisk status, säger han.
Medverkande regioner i studien är Dalarna, Jönköpings län och Sörmland.
Anton Holmgren, barnläkare och forskare vid institutionen för kliniska vetenskaper på Sahlgrenska akademin, Göteborgs universitet, anton.holmgren@regionhalland.se
När ett yrke automatiseras tar maskiner över arbetsuppgifter som människor utförde tidigare. Det leder till att anställda lämnar yrket och börjar arbeta i andra yrken där deras kompetens efterfrågas. Med sig tar de sina förmågor – sina kognitiva* och sociala färdigheter.
Den här omflyttningen gör att mixen av förmågor hos dem som jobbar i olika yrken förändras. Förändringen påverkar vad arbetsgivarna är villiga att betala för dessa förmågor. Därmed påverkas även lönen.
* Kognition handlar om hur hjärnan tar in, bearbetar, lagrar och tar fram information. Kognitiva förmågor styr till exempel hur vi planerar och organiserar vårt arbete, löser problem och fattar beslut. Källa: Arbetsmiljöverket
Modell undersöker löneskillnader
Som del av en kommande avhandling vid Uppsala universitet presenteras en modell som förklarar mekanismen bakom denna personalomflyttning.
Modellen kan användas för att undersöka om automatisering kan förklara en del av löneskillnaderna mellan olika yrken, och hur sammansättningen av förmågor i olika yrken förändrats.
– Ekonomiska teorier om hur automatisering påverkar arbetskraften har tidigare inte tagit tillräcklig hänsyn till att arbetstagare har flera olika förmågor. Det gör jag i min modell. Det gör det lättare att förstå hur det kan komma sig att förmågor betalar sig olika mycket i olika yrken, och att automatisering kan påverka vilken avkastning du får på dina förmågor, säger forskaren Sofia Hernnäs.
Generalisterna byter oftare jobb
Modellen visar att det är generalisterna – med en bred kompetens och färdigheter – som byter yrke vid automatisering.
Specialisterna, med en mer nischad kompetens, stannar i högre grad kvar i yrket.
– Det kanske inte är så konstigt, säger Sofia Hernnäs. Generalisterna är ungefär lika duktiga på flera olika yrken, och de är därför rörligare än specialisterna. De senare är mer bundna till de yrken där deras specialiteter värderas högt.
Generalisterna tjänar mer
Omflyttningen leder till förändrade löner. När generalisterna byter jobb tjänar de mer än specialisterna som stannar i de automatiserade yrkena.
Den förmåga som tidigare värderades högt i det nu automatiserade yrket minskar i värde, medan den förmåga som värderas högt i det icke-automatiserade yrket istället ökar i värde.
– Därmed inte sagt att det går bättre på arbetsmarknaden för generalisterna i allmänhet. De som tjänar allra mest på automatisering är till exempel de specialister som är specialiserade i yrken som inte automatiseras, påpekar Sofia Hernnäs.
Sofia Hernnäs, forskare vid Nationalekonomiska institutionen och Institutet för bostadsforskning vid Uppsala universitet, sofia.hernnas@ibf.uu.se
Nanoteknikforskarna i Lund har länge sysslat med teknik för att fånga in sol. Och fick ett genombrott 2022, när de lyckades bygga så kallade fotovoltaiska nanotrådar med tre olika bandgap.
Varje nanotråd – tusen gånger tunnare än ett hårstrå – är byggd med tre olika ämnen som reagerar på olika delar av solljuset.
– Den stora utmaningen var att få strömmen att föras vidare mellan materialen. Det tog mer än tio år men gick till slut, säger Magnus Borgström, professor i fasta tillståndets fysik vid Lunds universitet.
Det finns ett tiotal forskargrupper i världen som aktivt sysslar med nanotrådssolceller.
– Utmaningen har varit att kombinera olika bandgap i solcellerna och nu är den dörren alltså äntligen öppnad, säger Magnus Borgström.
Solceller utan kisel
Eftersom nanotrådarna är lätta och kräver lite material per ytenhet testas de nu på satelliter, som skickades ut i rymden andra veckan i januari. Hög verkningsgrad i kombination med låg vikt är A och O på en soldrivern satellit.
*Verkningsgrad för solceller innebär hur stor andel av tillförd solenergi som omvandlas till solel (genererad solel / tillförd solenergi).
Solceller med olika bandgap, så kallade tandemsolceller, finns än så länge framförallt på satelliter, och det pågår febril forskning för att få en dubbelt så hög verkningsgrad som i dagens kommersiella kiselsolceller.
– Kiselselsolcellerna har snart nått sin maxgräns i verkningsgrad. Därför vill man nu utveckla tandemsolcellerna istället. De varianter som finns på satelliter är för dyra för att sätta på taken, säger Magnus Borgström.
Nanotrådar fungerar som en tandemsolcell
Den vanligaste sättet att bygga tandemsolceller är att odla olika halvledande material ovanpå varandra och som kan absorbera olika delar av solens spektrum. Tandemsolceller med kisel som bas är ett hett fält och för detta odlas tunna, halvgenomskinliga, skikt av andra ljusinfångande material ovanpå kislet.
Nanotrådar i tre material avbildade av ett svepelektronmikroskop. En tråd är tusen gånger tunnare än ett hårstrå. Den röda och blå färgen visar strömriktning och att nanotrådarna fungerar som en tandemsolcell. Bild: Lunds universitet.
Bygger på höjden istället
Forskarna i Lund gör på ett lite annat sätt: de har utvecklat en metod där de bygger extremt tunna stavar av halvledande ämnen på ett substrat. Fördelen blir lite material per ytenhet vilket kan sänka tillverkningskostnaderna och bli ett mer hållbart alternativ.
De nanometertjocka pinnarna består av tre material som innehåller olika mängder Indium, arsenik, gallium och fosfor. I labbet har forskarna hittills nått en verkningsgrad på 16,7 procent.
Magnus Borgströms kollega Yang Chen har visat att nanotrådssolcellerna har potential att nå 47 procents verkningsgrad med nuvarande struktur. För att nå ännu högre verkningsgrad behövs ännu fler bandgap.
(Dagens kiselsolceller har ungefär 20 procent i verkningsgrad)
Nanotrådssolcellerna tål rymdstrålning bättre
I nästa steg kommer nanoteknikforskarna att optimera trippeldioderna genom att förbättra de så kallade tunnelövergångarna som sammanbinder de olika material i strukturen samt försöka minska effekten av nanotrådarnas yta som blir väldigt viktig på nanoskalan.
Utöver deras förstärkta ljusabsorption utmärks nanotrådssolcellerna av att vara tåliga och kan till exempel klara den farliga strålning som finns i rymden bättre än motsvarande tandemsolceller som är byggda som filmer.
– En platta med nanotrådar kan liknas vid en mycket gles spikmatta. Skulle det komma några aggressiva protoner, vilket händer då och då, landar de sannolikhet emellan trådarna och skulle de råka slår ut några gör trådar det inte så mycket. Skadorna kan bli värre om de landar på en vanlig tunnfilm.
Satelliter drivs av solceller
Det var de fördelarna som gjorde att nanotrådssolcellerna monterades på en forskningssatellit andra veckan i januari skickades ut i rymden av forskarnas samarbetspartner vid California Institute of Technology, Caltech, i USA.
– Mycket av vår digitala kommunikation styrs av satelliter, vilka i sin tur drivs av solceller. Satelliter förmedlar GPS, tv-sändningar, datatrafik, mobilsamtal och väder.
Satelliten kommer vara ute under våren, och resultat väntas komma löpande.
På sikt tror Magnus Borgström att tandemsolceller också komma hamna på jorden. Fast solceller helt utan kisel kommer, åtminstone i inledningsvis, först appliceras i nischapplikationer som till exempelvis kläder, fönster och inredning, tror han.
Forskare har länge vetat att ett medfött beteende ligger bakom att sångfåglar flyttar i en viss riktning för att övervintra. I en ny studie har forskare velat förstå genetiken bakom detta beteende.
Med modern teknik och 20 års forskning om lövsångarens genetik och flyttningsmönster har forskarna kunnat slå fast vilka områden i arvsmassan som styr lövsångarnas rutter.
Det visar sig att flyttriktningen styrs av två platser i arvsmassan.
– Gener som tillhör den sydliga underarten leder fågeln mot sydväst, över den Iberiska halvön till övervintringsplatser i västra Afrika. Gener som tillhör den nordliga underarten leder i stället lövsångarna mot sydost, över Balkan, till platser i östra och södra Afrika, säger forskaren Staffan Bensch vid Lunds universitet.
Korsningar tar inte en mellanväg
Forskare har tidigare antagit att korsningar mellan underarter som flyttar åt olika håll ger en avkomma som flyttar i en riktning mitt emellan dessa. För lövsångaren skulle det bli en kurs tvärs över Medelhavet och Sahara, med förmodad högre dödlighet än om de skulle flyga väster eller öster om denna rutt.
Forskarna fann istället att korsningar mellan sydliga och nordliga lövsångare oftast flyttar likt någon av underarterna. Priset för att blanda sig med varandra är alltså lägre än vad forskarna tidigare trott.
– Många av oss har svårt att hitta tillbaka till bilen efter en kort svampplockningstur i skogen. Det gör det närmast omöjligt att förstå hur en småfågel som väger mindre än tio gram kan flytta från Sverige till en specifik plats i Afrika utan tidigare erfarenhet, säger Staffan Bensch.
Resultat förvånar forskarna
Forskarna är förvånade över att ett så pass komplext beteende som variation i flyttningsmönster till så stor del kan förklaras av endast två genetiska regioner.
– Kunskap om lövsångarnas beteende hjälper oss förstå hur olika arters spektakulära flyttningsmönster har utvecklats under evolutionen.
Klimatförändringar gör att många arter tvingas ändra sina rutter när miljöerna de är anpassade till förändras.
– Ju mer vi vet om flyttningens genetik, desto bättre kan vi förstå fåglarnas möjligheter att anpassa sina flyttningsmönster till klimatförändringarna, säger Staffan Bensch.
Stiftelsen Allmänna Barnhuset har på regeringens uppdrag genomfört en undersökning om föräldraskap, våld och stöd.
I den nationella kartläggningen har nästan tusen föräldrar till barn i åldern 1–12 år svarat på frågor om våld mot sina barn, partnervåld och attityder till våld i uppfostringsfrågor. De har också svarat på frågor om ekonomi, hälsa och föräldraskap.
– Våld mot barn går att förebygga. Genom mer kunskap om förekomst, samt risk- och skyddsfaktorer kan relevanta förebyggande åtgärder sättas in, säger forskaren Carolina Jernbro som är ansvarig för studien och fortsätter:
– I och med att samhället kontinuerligt förändras är det viktigt att uppföljningar av förekomsten av våld mot barn i Sverige genomförs regelbundet för att se om våldet ökar eller ändrar karaktär och för att söka ny kunskap kring risk- och skyddsfaktorer.
Psykiskt våld är vanligast
Studien visar att dålig ekonomi, riskbruk av alkohol och föräldrarnas utsatthet som barn, eller våld i nära relation, ökar risken för våld mot barn.
En fjärdedel av föräldrarna hade använt någon form av våld mot sina barn under det senaste året.
Psykiskt våld och försummelse är de vanligaste formerna av våld som föräldrar använder. Det kan till exempel innebära hot om fysiskt våld mot barnet. Föräldrar kan också hota att lämna bort eller låsa barnet ute från hemmet, slå sönder eller kasta något framför barnet.
Mer om studien:
I undersökningen ”Föräldraskap, våld och stöd – en nationell kartläggning” svarade 985 av 4000 slumpmässigt valda föräldrar till barn upp till tolv års ålder på frågor i en webbenkät.
Oklart vilket stöd som finns
En annan studie fokuserar på föräldrars erfarenheter när ett barn har utsatts för våld eller sexuella övergrepp av en jämnårig, en partner till föräldern eller en förälder. I studien genomfördes intervjuer med 14 föräldrar om deras erfarenheter av stöd.
Resultatet visar ett stort behov av en tydlig insatskedja och stödinsatser till barnen – något som påfallande ofta saknades.
– Det var vanligt att föräldrarna uttryckte en brist på kunskap kring vilket stöd som fanns tillgängligt för dem och deras barn, säger Carolina Jernbro.
Många osäkra på stöd
Det vanligaste var att föräldrarna hade hört talas om Barn- och ungdomspsykiatrin, BUP, och sökte stöd där. När de avvisade därifrån visste inte föräldrarna vart de skulle vända sig.
Carolina Jernbro lyfter fram vikten av att tidigt kunna identifiera föräldrar för att kunna stötta dem redan när barnen är mycket små.
– Det är tydligt att föräldraskapsstöd behövs, både riktat och generellt. Var femte förälder i studien hade haft behov av professionellt stöd i föräldraskapet, framför allt föräldrar som hade ett barn med funktionsnedsättning och ensamstående föräldrar, säger Carolina Jernbro.
Enligt Barnkonventionen ska barn skyddas från alla former av våld och de har rätt till insatser vid behov.
Alla cellorganismer måste kunna kopiera sitt genetiska material, DNA, för att kunna dela sig och spridas.
Själva DNA-molekylen kan liknas vid ett mycket långt pärlband, där pärlorna utgör byggstenarna eller enheterna.
Pärlbandet har två strängar som är sammanflätade för att bilda en spiralstruktur, en dubbelhelix. För att duplicera sitt genetiska material måste cellen gå från en till två DNA-molekyler. Den här processen kallas DNA-replikation, och den börjar med att separera de två strängarna.
– Att studera DNA-replikation är en bra utgångspunkt för att potentiellt identifiera mål för framtida läkemedelsutveckling, säger Ignacio Mir-Sanchis, forskare vid Umeå universitet.
Proteinernas rörelse kan följas
För att separera de två strängarna har celler specialiserade proteiner som kallas helikaser.
En forskargrupp vid Umeå universitet har nu upptäckt hur helikaser interagerar och flyttar på DNA för att separera dess strängar.
Upptäckten möjliggjordes genom så kallad kryoelektronmikroskopi, som gör det möjligt för forskare att ta ögonblicksbilder av en enda molekyl. Genom att kombinera miljontals ögonblicksbilder kan de göra en film och se hur helikaserna rör sig.
– När vi analyserade våra ögonblicksbilder såg vi att helikaser flyttar olika delar, så kallade domäner, via två separata rörelser. Två domäner roterar och lutar mot varandra. Dessa rörelser ger oss ledtrådar om hur dessa helikaser rör sig på DNA och separerar de två trådarna, säger Cuncun Qiao, forskare vid Umeå universitet.
Processen studeras i stafylokock
Forskarna är intresserade av att förstå DNA-replikationen av Staphylococcus aureus, men har också studerat replikationen hos virus som infekterar bakterien, så kallade bakteriofager, och virala satelliter. Virala satelliter är virus som parasiterar på andra virus.
Staphylococcus aureus infekterar och dödar miljontals människor världen över och anses vara ett stort hot eftersom bakterien har blivit resistent mot nästan alla antibiotikaläkemedel.
Bättre förståelse av antibiotikaresistenta gener
Något överraskande fann forskarna att de gener som är inblandade i antibiotikaresistens ibland också förekommer i virala satelliter. Det gör arbetet ännu mer medicinskt relevant.
– Resultaten breddar vår förståelse för hur antibiotikaresistensgener sprids, även om det är värt att notera att de rörelser vi har identifierat här också har setts i helikaser som finns i eukaryota virus och även i mänskliga celler. Det är alltid förvånande hur viktiga mekanismer bevaras från bakteriofager till människor, säger Ignacio Mir-Sanchis.
När kommuner ska besluta om hur marken ska användas på ett hållbart sätt är hänsyn till miljön viktigt. Men det handlar inte bara om att skydda värdefulla marker ur ett biologiskt perspektiv.
Landskap är resultaten av historiska och pågående socioekologiska processer som har skapat värdefulla system.
Men landskapets kulturvärden blir ofta nedprioriterade i kommunala handläggares arbete och beslut. Det skapar en ohållbar miljöplanering, visar forskares intervjuer med kommunala tjänstepersoner.
– En viktig aspekt för att kunna göra en hållbar miljöplanering är landskapets historiska och kulturella dimensioner. Det vet många tjänstepersoner, men det finns flera utmaningar i planprocessen och vid det slutliga beslutsfattandet, såsom begreppsmässiga oklarheter, oklar policy och uppdrag, säger forskaren Ingegärd Eliasson på Göteborgs universitet.
Helhetssyn på landskapet krävs
1971 inrättade Unesco programmet ”Man and Biosphere” för att förbättra relationerna mellan människan och miljön genom att utse biosfärområden. Tanken är att de ska fungera som modellområden för hållbar utveckling.
Ett av dessa biosfärsområden är Vänerskärgården med Kinnekulle som ligger i kommunerna Lidköping, Götene och Mariestad.
Forskare har nu undersökt hur väl landskapets historiska och kulturella dimensioner tas med i miljöplaneringen i dessa kommuner. Dessa dimensioner ingår i så kallade kulturella ekosystemtjänster.
– Hållbar utveckling kräver en helhetssyn på landskapet som ställer höga krav på samarbete. Ekosystemtjänster har en potential att vara ett verktyg som främjar integrationen av natur- och kulturvärden i kommunernas planering av hållbara vistelsemiljöer, säger Ingegärd Eliasson.
Tidigare forskning har visat att implementering av ekosystemtjänster och förvaltning av biosfärsområden är två exempel där landskapets kulturvärden blir nedprioriterat i praktiken – trots att de har utvecklats för att stödja en helhetssyn på landskapets värden.
Svårt mäta kulturvärden
Idag arbetar de flesta svenska kommuner med ekosystemtjänster som har en stark koppling till Agenda 2030, miljömålen och grön infrastruktur. En svårighet i praktiken är att identifiera och värdera de kulturella ekosystemtjänsterna.
– Att ignorera landskapens historiska och kulturella dimensioner gör miljöplanering ohållbar, vilket i förlängningen kommer att ha en negativ inverkan på både miljö och samhälle. Men kulturella dimensioner är ofta mjuka värden som inte går att mäta så enkelt.
Ekosystemtjänster
Ekosystemtjänster är de funktioner hos ekosystemet som gynnar människor, det vill säga upprätthåller eller förbättrar människors välmående och livsvillkor.
Det kan till exempel vara pollinerande insekter, naturligt skydd mot naturkatastrofer som översvämningar och jordskred, vattenrening via våtmarker eller musslor.
Det kan också handla om naturlig skadedjursbekämpning genom konkurrens, tillgång till natur för rekreation, upplevelser av natur och kulturarv, naturlig reducering av partikelhalter och växthusgaser samt bildandet av bördig jord.
Handläggarna som forskarna intervjuade arbetade dagligen med frågor som rör till exempel kulturarv, platsidentitet och lokalhistoria. Det är värden som kan definieras som kulturella ekosystemtjänster men tjänstepersonerna använde inte det begreppet.
– Vår forskning visar på fördelarna med ett tydligare tvärsektoriellt samarbete som inkluderar kulturmiljökompetens i arbetet med hållbar utveckling och i implementeringen av ekosystemtjänster, säger Ingegärd Eliasson.
Under de senaste åren har forskare från olika discipliner tydligt kunna se samband mellan städers storlek och deras genomsnittliga socioekonomiska aktivitet.
I stora städer skapas fler sociala kopplingar, högre välstånd och mer innovationskraft per invånare ju större de blir. Men vad genomsnittet säger om staden stämmer inte alltid överens med verkligheten för dem som bor där.
– Det ekonomiska välståndet i större städer beror nästan helt på de extrema resultaten för ett fåtal framgångsrika. Om man ignorerar det här sambandet riskerar beslutsfattare att överskatta stadstillväxtens stabilitet. Särskilt i ljuset av den höga rörligheten bland urbana eliter och deras benägenhet att flytta dit pengarna finns, säger Marc Keuschnigg, forskare vid Linköping universitet.
Redan framgångsrika gynnas
I en studie har forskarna analyserat så kallad geokodad mikrodata om sociala interaktioner och ekonomisk produktivitet i Sverige, Ryssland och USA.
Resultaten visar att ojämlikheten mellan människor inom storstäderna är utbredd när det gäller inkomster och sociala kopplingar. De som gynnas mest är de redan mest framgångsrika. De bidrar också i stor utsträckning till det genomsnittligt höga välståndet i storstäder.
Produktiviteten hos en person är starkt sammankopplad med de sociala miljöerna. Mångfalden i storstäder är större än i mindre städer, och därför är det också mer sannolikt att skickliga och specialiserade människor hittar andra som har en kompetens som kompletterar deras egen.
Det här fenomenet möjliggör högre produktivitetsnivåer och större inlärningsmöjligheter i större städer. Men de produktiva sociala miljöerna som storstäder erbjuder är inte tillgängliga för alla.
Svensk elit i storstäderna
Forskarna spårade även 1,4 miljoner svenska löntagare över tid. Det visade sig att de som var framgångsrika i storstäder frodades i större utsträckning än framgångsrika individer i mindre städer.
Det innebär att eliten i storstaden drog ifrån både de övriga invånarna i sin egen stad och de framgångsrika i mindre städer. Detta skapar en ojämlikhet inom storstäder och också mellan större och mindre städer.
Studien visar också att de som tjänar mest är mer benägna att lämna mindre städer för att flytta till de största städerna.
Den oproportionerliga utvandringen av de mest framgångsrika individerna från mindre städer resulterar i en förstärkning. Det innebär att många av de mest lovande människorna i mindre folkrika regioner försvinner till större städer och skapar en ”rik blir rikare”-process.
Skarpa ojämlikheter
De största städerna blomstrar för att de mest innovativa, sociala och skickliga människorna bor där. Dessa extremvärden bidrar oproportionerligt mycket till stadens resultat, menar forskarna.
– Urban forskning har till stor del fokuserat på genomsnittet för en stad. I den etablerade metoden undersöks endast en datapunkt per stad, till exempel genomsnittlig inkomst. Tidigare studier har haft fokus på medelvärden och förbisett de skarpa ojämlikheterna som finns inom städer i förutsägelser om hur urban tillväxt påverkar stadsbornas livskvalitet, säger Marc Keuschnigg.
De flesta utesluts från fördelar
När det gäller ojämlikhet inom storstäder, uppmärksammar studien att de flesta stadsbor delvis utesluts från de socioekonomiska fördelarna med att bo där.
Deras livsstil, som skiljer sig från den urbana elitens, drar mindre nytta av det geografiska läget. När man tar hänsyn till levnadskostnaderna i större städer har många storstadsbor det faktiskt sämre jämfört med liknande människor som bor på mindre orter.
Marc Keuschnigg, biträdande professor vid institutet för analytisk sociologi, Linköping universitet, och professor vid institutet för sociologi vid Leipzigs universitet, marc.keuschnigg@liu.se
Fordon som A-traktorer har ökat de senaste åren. Det har också medfört att antalet trafikolyckor med fordonen, som ofta körs av unga förare, har ökat. Under 2022 omkom fyra ungdomar i olyckor med A-traktorer.
Enkäter med unga förare har visat att cirka 80 procent i mopedbilar alltid har bälte på sig. I A-traktorer är motsvarande siffra bara omkring 40 procent.
Men att färdas i dessa fordon utan bälte kan få förödande konsekvenser. Det visar tre krocktester som VTI, Statens väg- och transportforskningsinstitut, har gjort.
A-traktorer, som också kallas EPA, är ombyggda personbilar som blivit populära bland tonåringar. Fordonen får köras i max 30 kilometer i timmen och moppekörkort krävs.
Bilbälte gör skillnad
Vid alla testerna vid VTI:s krocksäkerhetslaboratorium i Linköping var föraren bältad och passageraren obältad. De första två testerna gjordes med A-traktorer. Ett fordon kördes i 30 kilometer i timmen, den andra A-traktorn i 40 kilometer i timmen. Ett tredje test gjordes med en mopedbil i 40 kilometer i timmen.
Resultatet blev lika för alla fordon och hastigheter: Den bältade föraren slog huvudet i rattens mitt. Passageraren, som inte använde bilbälte, slog huvud i vindrutan så hårt att den sprack och buktade ut.
Inget lagkrav på bälte i A-traktorer
Till skillnad från vanliga krocktester, där själva fordonen blir testade, var de aktuella testerna i första hand tänkta som en kunskapshöjande insats för att påvisa de allvarliga följderna vid en kollision. Men enligt VTI bekräftar testerna behovet av att öka trafiksäkerheten på många områden för både förare och passagerare i dessa långsamgående fordon.
Det är i dag inte lag på att ha bälte i A-traktorer. I mopedbil finns krav på bältesanvändning för den som inte har hjälm.
Förändrade regler på remiss
Forskningsinstitutet har för närvarande två projekt på gång om långsamgående fordon. Det ena handlar om riskmedvetenhet, säkerhet och utbildning för unga förare med AM-körkort. Det andra handlar om mopedbilars och A-traktorers påverkan på trafiksäkerheten.
Projekten leds av utredare Susanne Wallhagen och forskaren Helena Selander på VTI.
– Ett utredningsuppdrag från regeringen till Transportstyrelsen är nu på remiss. Det handlar om förändrade regler när det gäller A-traktorer, och där finns många goda förslag, säger Susanne Wallhagen.
Papperstillverkning kräver ofta tillsatser för att få de egenskaper som önskas, som exempelvis papperets styrka. Men forskning visar att detta kan lösas på ett hittills oprövat sätt.
– För att göra papperet starkt tillsätter man vanligtvis stärkelse till pappersmassan, säger Mozhgan Hashemzehi, doktorand i kemiteknik. Normalt används stärkelse från potatis, men i våra studier har vi istället tillsatt en kemiskt modifierad pappersmassa. Därmed kan vi undvika att använda råvaror som istället kan användas till livsmedel.
Men fungerar det lika bra?
– Ja, det visar sig i studierna att det fungerar mycket bra och styrkan hos papperet ökar när vi använder vår nya kemiskt modifierade massa som tillsats.
Mindre miljöpåverkan med kemiskt modifierad pappersmassa
Det är väldigt vanligt att processen påverkas negativt av styrketillsatser. Samma orsak till att pappret blir starkare orsakar även ett mer tätt papper och som därmed är svårare att avvattna.
Avvattning är ett av de första stegen när papper tillverkas. När den utspädda pappersmassan sprutats ut över en stor duk, måste vattnet rinna av och sugas undan för att pappret ska formas.
– Resultaten är som mest banbrytande i detta avseende då vi observerar en ökad styrka utan ökat avvattningsmotstånd.
Ökad styrka, utan att processen påverkas negativt genom svårare avvattning, innebär att lönsamheten för tillverkaren ökar. Miljövänligheten ökar också, eftersom mindre energi krävs till processen.
– Vi använder också miljövänliga kemikalier till att skapa modifieringen och har dessutom testat att återanvända kemikalierna så det blir ännu mindre miljöpåverkan. Vi hoppas att detta kan leda till att nya miljövänliga styrkemedel som inte är baserade på livsmedel används, säger Mozhgan Hashemzehi.
This website uses cookies to improve your experience while you navigate through the website. Out of these cookies, the cookies that are categorized as necessary are stored on your browser as they are essential for the working of basic functionalities of the website. We also use third-party cookies that help us analyze and understand how you use this website. These cookies will be stored in your browser only with your consent. You also have the option to opt-out of these cookies. But opting out of some of these cookies may have an effect on your browsing experience.
