Panikångest är en av de vanligaste anledningarna till psykisk ohälsa i Sverige. 2-3 procent av befolkningen har paniksyndrom, vilket ofta leder till stort lidande och social isolering om den drabbade inte får hjälp. Paniken debuterar ofta i unga år och konsekvenserna blir stora när den drabbade riskerar att inte komma vidare med studier, arbete och sina livsdrömmar.
– Många inrättar ett liv anpassat efter panikångesten, säger psykologen Thomas Nilsson som tillsammans med forskarkollegan Martin Svensson under 10 år har genomfört studien på 221 personer.
Behandling viktigt
– Behandling är viktigt eftersom sjukdomen ofta blir en nedåtgående spiral där livsutrymmet blir mindre och mindre.
Paniksyndrom ger en kraftig kroppslig attack
Paniksyndrom innebär att fyra eller fler av nedanstående symptom kommer samtidigt i en kraftig kroppslig attack. Samt att en attack följts av minst en månads ihållande oro för att få nya.
kraftig hjärtklappning
känsla av att tappa andan
kvävningskänslor
tryck över bröstet
svindel, ostadighetskänslor eller matthet
svettning
darrning eller skakning
frossa eller värmevallningar
domningar eller stickningar
illamående eller magbesvär
känsla av att saker omkring dig blir overkliga
rädsla för att tappa kontrollen eller bli tokig
rädsla för att dö
Forskarna studerade inte bara kort- och långtidseffekterna av terapi utan också hur behandlingens framgång påverkades av om patienten själv fick välja. Valet stod mellan två terapiformer, specifikt utformade för att behandla paniksyndrom – en psykodynamisk psykoterapi och en kognitiv beteendeterapi (KBT). Hälften av patienterna fick välja terapiform och hälften fick den slumpvis tilldelad sig.
Förbryllande resultat
Forskarnas hypotes var att om man lät patienterna själva välja mellan två likvärdiga behandlingar så skulle det vara gynnsamt om de fick den behandling de själva valt. Så brukar det se ut och patienters preferenser för behandling är något psykologer tar hänsyn till vid valet av behandlingsmetod. Därför blev forskarna förbryllade över resultatet: Patienter som själva valt psykodynamisk terapi tenderade att få bättre resultat än de som slumpats till samma behandling. Det rakt motsatta gällde för de som behandlades med KBT; de som slumpats till KBT-behandling tenderade att ha bättre resultat än de som valt den. Vad detta beror på vet inte forskarna.
– Kanske var det så att de som valde psykodynamisk terapi hade en mer korrekt uppfattning om vad de behövde, säger Martin Svensson, men påpekar att detta är ett antagande och att fler studier behövs.
Både KBT och psykoterapi effektivt
Studiens viktigaste resultat var dock att båda behandlingarna gav goda och bestående resultat. Vid två år efter behandling var 70 procent tydligt förbättrade och 45 procent var friska.
– Patienterna mådde bättre på alla sätt. Även depressionssymptom som ofta följer i panikångestens spår minskade kraftigt och livskvalitén ökade, säger Martin Svensson.
Behandlingarna var tidsmässigt lika långa – 12 veckor – vilket anses kort vid psykoterapi.
– Det har ofta hävdats att korta behandlingar inte ger tillräcklig effekt på längre sikt. Men så var det ju definitivt inte i denna studie, säger Thomas Nilsson.
221 patienter i Sydsverige
Den randomiserade kontrollerade studien (RCT) genomfördes på 15 mottagningar inom den reguljära vården i Skåne, Halland och Småland. Ett 50-tal behandlare och handledare har varit delaktiga i studien där 221 patienter behandlades. Hälften av patienterna lottades till att få välja behandling medan den andra halvan lottades till en av de två olika psykoterapierna – psykodynamisk terapi respektive kognitiv beteendeterapi för paniksyndrom. Intervjuer med patienter gjordes inför behandling, vid avslut samt 6-, 12- och 24 månader efter behandlingens avslut.
Under det senaste decenniet har kunskapen ökat om hur vår livsstil påverkar våra gener, och hur sådana förändringar kan gå i arv utan att direkt ändra vårt dna. Det är också känt att fetma hos en gravid kvinna innebär ökade risker för kvinnan och fostret, bland annat när det gäller graviditetsdiabetes, havandeskapsförgiftning och för tidig födsel. Men påverkar fetma hos den gravida kvinnan fostrets gener?
I ett internationellt samarbete mellan forskare i Sverige, Danmark och Spanien undersöktes om barns gener programmeras annorlunda om den gravida kvinnan med ett BMI på över 30 genomgick livsstilsinterventioner. Resultaten publicerades nyligen i tidskriften Diabetes.
Samband mellan livsstil och barnets tillväxt
I den aktuella studien, ledd av Charlotte Ling och kollegor vid Lunds universitet, kan forskarna visa på samband mellan livsstilsintervention hos gravida med fetma och epigenetiska förändringar hos barnet.
– Vi kan i vår studie inte visa på direkta orsakssamband, men resultaten tyder på att fysisk aktivitet och en hälsosam kost under graviditeten hos kvinnor med fetma kan påverka epigenetiken hos de nyfödda, och att det troligtvis även påverkar barnens kroppssammansättning och tillväxt även senare i livet, säger Charlotte Ling, professor i epigenetik vid Lunds universitet.
Epigenetik överröstar dna:t
Epigenetik handlar om resultatet av avläsningen av generna, och är oberoende av förändringar i själva dna-sekvensen. Cellens tillstånd kan leda till att generna omprogrammeras och därför uttrycks annorlunda än vad dna:t signalerar. Dessa yttre signaler (diet, gifter, hormoner, miljöfaktorer med mera) kan alltså överrösta det dna som ärvts från föräldrarna. Epigenomet påverkas av den yttre miljön. Källa: Wikipedia
I studien ingick 425 gravida kvinnor som alla hade BMI över 30, vilket definieras som fetma. Dessa fördelades slumpmässigt i tre olika grupper:
Grupp 1 fick livsstilsintervention som inkluderade både fysisk aktivitet (uppmanades att gå 11 000 steg om dagen, bar stegräknare) och rekommendation om medelhavsdiet på 1 200-1 675 kalorier om dagen.
Grupp 2 fick livsstilsintervention som enbart inkluderade fysisk aktivitet.
Forskarna undersökte navelsträngsblodet hos 208 av de nyfödda barnen för att se om epigenetiska förändringar hade ägt rum. Ett sätt som epigenetiska förändringar sker på är genom metylering av arvsmassan, då aktiviteten av närliggande gener ändras av molekyler som sätts på dna:t, så kallad dna-metylering. Sådana förändringar hade uppstått i 370 gener, på sammanlagt 379 ställen i arvsmassan, hos de barn där mamman ingick i någon av de grupper som fick livsstilsintervention.
Ökad mängd muskelmassa vid födseln
Flera av de gener som hade förändrats epigenetiskt reglerar ämnesomsättning, fettvävsutveckling samt insulinfrisättning. Det är sedan tidigare känt att flera av de förändrade generna är kopplade till typ 2-diabetes.
– Vi såg att barnen till de mammor som ingick i någon av de grupper med livsstilsförändringar, fysisk aktivitet med eller utan en hälsosam diet, hade en ökad mängd muskelmassa vid födsel, jämfört med kontrollgruppen, säger Charlotte Ling, professor vid Lunds universitet, som lett studien.
Studerade tillväxten över tid
Forskarna ville även ta reda på om de epigenetiska förändringar påverkade barnens tillväxt. De barn som ingått i studien följdes därför upp vid 9, 18 och 36 månader. 22 av de epigenetiska förändringarna som hittades är associerade med barnens BMI över tid.
Kristina Renault, obstetriker och överläkare vid Rigshospitalet i Köpenhamn och en av forskarna bakom studien, har tidigare visat att en livsstilsintervention som inkluderar fysisk aktivitet med eller utan en hälsosam diet leder till minskad viktuppgång hos gravida kvinnor med BMI över 30. Samma grupp ingick i den aktuella studien.
– En ökad fysisk aktivitet och en hälsosam diet under graviditeten kan minska viktuppgången hos gravida kvinnor med fetma, vilket motverkar några av de annars ökade risker som ett högt BMI innebär för kvinnorna. Att muskelmassan hos barnen verkar öka och att dna från navelsträngsblodet visade epigenetiska dna-förändringar tyder på en potentiellt fördelaktig programmeringseffekt av hälsosam livsstil på barnens hälsa, säger Kristina Renault.
Charlotte Ling, professor i epigenetik vid Lunds universitets Diabetescentrum, charlotte.ling@med.lu.se
– Idrotten är populär att använda när det gäller varumärkesbyggande generellt. Det är en stor industri som väcker känslor och kan skänka stjärnglans till exempel genom större evenemang. På senare år har det blivit vanligt att städer gör storslagna och iögonfallande idrottssatsningar som är tänkta att bygga varumärket. Men de kan tvärtom framstå som en slags fasad eller yta, säger Karin Book, forskare i idrottsvetenskap vid Malmö universitet.
Tillsammans med Malmö stads skejtboardsamordnare, Gustav Svanborg Edén som själv är skejtare, har hon gjort en analys av Malmö som skejtboardstad ur ett varumärkesperspektiv.
– Varumärket har byggts på flera nivåer – genom fina skejtparker av världsklass, stora skejtevenemang och en världsmästare, men framförallt genom att gräsrotsinitiativ har tillåtits att växa och blomstra. Stadens officiella hållning har varit att acceptera och till och med omfamna skejtboardrörelsen. Det är unikt, säger Karin Book.
Samarbete mellan staden och utövarna
1998 bildades skejtboardföreningen Bryggeriet i Malmö och den första inomhusskejtparken slog upp portarna. Kontakterna mellan staden och det växande skaran utövare utvecklades successivt till ett mer och mer etablerat samarbete. 2005 byggdes rampen i Stapelbäddsparken i nära samarbete med utövarna själva och kort därefter hölls den första stora internationella tävlingen i Malmö.
– Skejtboardåkarna har fått ta plats i det offentliga rummet till skillnad från i många andra städer. Frågar man dem så kanske de inte håller med fullt ut men faktum är att Malmö har haft en väldigt tillåtande inställning, till och med när man jämför med de internationella skejtboardparadisen i Kalifornien eller Australien, säger Karin Book.
Idag fungerar plattformen Skate Malmö, som drivs av fastighets- och gatukontoret, som en gemensam informationsplattform där företrädare för staden, en skejtintresserad allmänhet och utövarna möts. Att bibehålla trovärdigheten i bilden av Malmö som skejtstad kräver mycket kommunikation, både utåt och inåt, menar Karin Book.
– Det finns såklart en diskrepans i hur utövarna och staden ser på det här. Det finns säkert de som tycker att Malmö exploaterar skejt för att marknadsföra staden. Det är viktigt att hitta en balans så att utövare känner igen sig när skejt representeras både i bild och skrift i stadens officiella kanaler, säger Karin Book.
Modell att ta efter
Malmö har genom sitt sätt att arbeta på flera fronter och bygga från grunden utvecklat en modell för varumärkesbyggande som andra städer bör ta efter, menar Karin Book.
– Att bara bygga nya skejtramper gör inte automatiskt en stad skejtvänlig. Det krävs ett stort mått av lyhördhet för den kultur som präglar en stad och en öppenhet för att ta vara på de initiativ och de aktiviteter som finns. Också för att undvika konflikter.
Men allt har inte varit friktionsfritt när det gäller Malmö stads skejtsatsningar. De har också fått kritik för att de skett på bekostnad av annat och den diskussionen tror Karin Book kommer att fortsätta.
– Det blir en utmaning för framtiden. Men det är inte nödvändigtvis en fråga om pengar. På många sätt har den framgångsrika modell för skejt som arbetats fram genom åren blivit en självalstrande process med både privata investeringar och positiva effekter när Malmö blivit ett attraktivt besöksmål för den här målgruppen. Det är alltså en modell som också bör kunna appliceras på andra områden både här och i andra städer.
Karin Book, universitetslektor och forskare i idrottsvetenskap vid Malmö universitet, karin.book@mau.se
– Resultaten visar att djur som skadats av miljöfarliga ämnen kan föra över dessa effekter till kommande generationer vilket demonstrerar miljögifters komplexa roll i utrotningen av arter och speciellt grodor, säger Cecilia Berg, docent i ekotoxikologi vid institutionen för organismbiologi vid Uppsala universitet och en av artikelförfattarna.
Påverkar fortplantningsförmågan
Nästan hälften av alla arter av amfibier, där groddjur utgör en viktig del, hotas av utrotning, och miljögifter är en bidragande orsak. Till exempel har det visats att hormonstörande bekämpningsmedel som exempelvis linuron har skadlig påverkan på amfibiers fortplantningsförmåga. Hur stor omfattningen av dessa skador är och om de kan föras över till nästkommande generationer är ännu inte helt klarlagd.
Forskare vid Uppsala universitet och Stockholms Universitet har studerat hur det hormonstörande bekämpningsmedlet linuron påverkar grodor över två generationer.
I studien fanns avkommor till hangrodor från arten västafrikansk klogroda (Xenopus tropicalis) som utsatts för linuron när de var yngel vilka jämfördes med avkommor till en kontrollgrupp som inte utsatts för linuron.
Barn och barnbarn drabbas
Forskarna såg att första generationens avkommor hade minskad kroppsstorlek, sänkt fertilitet och tecken på hormonstörning jämfört med kontrollgruppen.
Nästkommande generation, det vill säga de exponerade grodornas barnbarn, hade ökad kroppsvikt och störningar i ämnesomsättningen av fetter och kolhydrater jämfört med kontrollgruppen.
– Den troliga förklaringen är att bekämpningsmedlet hämmar funktionen av testosteron och sköldkörtelhormoner i kroppen och att dessa förändringar sedan förs vidare till kommande generationer via spermierna och så kallade epigenetiska mekanismer. De leder sedan till ärftliga förändringar i avkommans genreglering, säger Cecilia Berg.
Den tre år långa studien genomfördes vid avdelningen för miljötoxikologi vid Uppsala universitet vilken är ett av få laboratorier i världen som gör livscykelstudier på grodor. Genom att använda den västafrikanska klogrodan som modellorganism har Cecilia Bergs forskargrupp utvecklat ett testsystem för att studera hur kemikalier påverkar fortplantningssystemet.
Biologisk mångfald hotas
– Det här är första gången som någon kan visa att bekämpningsmedel kan orsaka effekter som förs vidare till flera generationer grodor. Den här kunskapen är viktig för att förstå hormonstörande kemikaliers effekt på miljön vilket i sin tur behövs för att kunna bevara den biologiska mångfalden, säger Oskar Karlsson, docent i toxikologi vid institutionen för miljövetenskap vid Stockholm Universitet.
Cecilia Berg, docent i ekotoxikologi vid institutionen för organismbiologi vid Uppsala universitet, Cecilia.Berg@ebc.uu.se
Hunden har hjälpt oss att förstå den mänskliga arvsmassan sedan båda arvsmassorna kartlades i början av 2000-talet. I en tidigare studie kunde forskarna fastställa att hundens arvsmassa innehåller cirka 20 000 gener, en minskning från de omkring 100 000 gener som man tidigare trott existerade. I det nya projektet, lett av forskaren Jennifer Meadows och professor Kerstin Lindblad-Toh, har man skapat en mycket mer detaljerad karta över hundens arvsmassa. Forskarna har identifierat saknade gener och markerat regioner i arvsmassan som reglerar när dessa gener är på eller av.
En nyckel i arbetet var övergången från kort- till långläsande sekvenseringsteknologi, vilket minskade antalet hål i den kartlagda arvsmassan från över 23 000 stycken till bara 585.
– Vi kan tänka på genomet som en bok. I föregående version var många ord, och ibland hela meningar, i fel ordning eller till och med saknades. Långläsande teknologi gjorde det möjligt för oss att läsa hela stycken samtidigt, vilket förbättrade vår förståelse av arvsmassan avsevärt, säger Jennifer Meadows.
– Ytterligare verktyg som avläser DNA:ts 3D-struktur gjorde det möjligt för oss att placera styckena i rätt ordning, berättar forskaren Chao Wang som är studiens förstaförfattare.
En bättre genomsekvens hjälper också till att undersöka sjukdomar. Hundar har bott tillsammans med människor i tiotusentals år och lider av liknande sjukdomar som människor, till exempel neurologiska och immunologiska sjukdomar samt cancer. Att studera sjukdomsgenetik hos hund kan ge exakta ledtrådar till orsakerna till motsvarande mänskliga sjukdomar.
– Den förbättrade kartan över hundens arvsmassa kommer att få stor betydelse och komma till användning inom jämförande medicin, där vi jobbar med många sjukdomar hos hundar, till exempel osteosarkom, systemisk lupus erythematosus (SLE) och amyotrofisk lateral skleros (ALS), med målet att förbättra både hundar och människors hälsa, säger Kerstin Lindblad-Toh.
Det nya hundreferensgenomet och annoteringen, GSD_1.0, är offentligt tillgänglig för nedladdning (DDBJ / ENA / GenBank: JAAHUQ000000000) eller för online-studier via UCSC och Ensembl.
– De enheter som vem som helst kan köpa och installera i sina hem brukar samla in personlig och känslig data, säger Joseph Bugeja, doktorand vid Fakulteten för teknik och samhälle, Malmö universitet.
I ett smart hem är allt anslutet till internet. De kommersiella smarta hemkoncepten som finns tillgängliga på marknaden sparar personlig och känslig data. Risken för att bli hackad är stor.
Allt från musikanläggningar till kylskåp
Beräkningar visar att antalet uppkopplade enheter i världen kan vara över 75 miljarder 2025. I våra hem kan det handla om allt från musikanläggningar, övervakningskameror och telefoner till träningsappar och kylskåp. Automatiseringen blir allt mer komplex i takt med att antalet enheter, system, kommersiella intressenter och typerna av tjänster ökar.
– Du kan ha en teve som har både mikrofon och kamera. Det finns support för att du ska träna mer hemma. Du har uppkopplade energisystem. Det kommersiella intresset är enormt. Vissa enheter är svåra att installera och göra säkra.
Att våra hem blir allt mer uppkopplade är såklart både till nytta och nöje. Samtidigt innebär alla apparater en risk för dem som bor där. Joseph Bugeja har i sitt avhandlingsarbete tagit fram modeller för att tidigt kunna identifiera hot och hantera risker.
Modeller för att identifiera hot
I avhandlingen ger han en beskrivning av det smarta hemmet som kan användas för att genomföra riskanalys. Joseph Bugeja organiserade de olika uppkopplade enheterna i ett hem efter deras användningsområde och deras datainsamlingsfunktioner samt kartlade de datatyper som enheterna samlar in.
Joseph Bugeja har också tagit fram nya modeller som utvecklare och forskare kan använda för att identifiera hot mot den personliga integriteten och för att identifiera risker i hemmet. Avhandlingen presenterar även ett ramverk för hur ett uppkopplat hem kan möta angrepp från hackare.
Särskilt när det gäller analysen av risker för den personliga integriteten råder det en stor brist på vetenskapliga modeller, menar Joseph Bugeja.
– Modellerna är främst teoretiska bidrag till forskningen, men de kan användas för att se potentiella hot i ett system. Med den insikten kan designers säkerställa säkerheten och integriteten för de boende på ett bättre sätt, säger Joseph Bugeja.
Tre slutsatser om säkerheten i smarta hem
Joseph Bugeja har gjort en riskanalys av det smarta, uppkopplade hemmet. De tre viktigaste resultaten är:
Majoriteten av de undersökta kommersiella enheterna samlar in känslig och personlig information och är samtidigt sårbara för intrång.
Det råder brist på vetenskapliga modeller som fångar komplexiteten i det smarta hemmet, särskilt modeller för analys av integritetsrisker.
Trots regler som personuppgiftlagen GDPR och mer uppmärksamhet kring frågorna, saknas heltäckande ansatser för att skydda människors integritet och säkerhet i hemmet.
Joseph Bugeja, doktorand vid Fakulteten för teknik och samhälle, Malmö universitet, joseph.bugeja@mau.se
Granbarkborrar fångar lukter med hjälp av doftreceptorer (proteiner) i antennerna. Forskare har länge förstått sambandet, men hittills har de inte känt till exakt vilka doftreceptorer som binder vilka feromonsubstanser. En kunskap som är viktig för att på sikt utveckla effektivare och mer miljövänliga bekämpningsmedel och barkborrefällor för att skydda skogen.
Men nu har forskarna identifierat 73 olika doftreceptorer i granbarkborrens antenner och för första gången lyckats karakterisera doftsvaret i två av dem. Den ena svarar på feromonsubstansen ipsenol, den andra på ipsdienol.
– Ett stort antal olika barkborrearter använder de här feromonsubstanserna när de kommunicerar med dofter, så att vi har lyckats karakterisera dem är ett genombrott i forskningen, säger Martin N Andersson som lett forskningsgruppen bestående av forskare i Lund, Tyskland och Tjeckien.
Inom hela insektsordningen Coleoptera, skalbaggar, med fler än 300 000 arter på jorden, har bara tre doftreceptorer karakteriserats tidigare.
Kommunicerar med dofter
– Våra resultat visar att olika skalbaggsarters feromonreceptorer är evolutionärt obesläktade, åtminstone hos de få arter som är studerade. Vi visar även att doftsvaret i dessa receptorer är mycket specifikt. Vi är först i världen med att kunna visa exakt var i receptorerna som feromonerna sannolikt binder.
Resultaten gör det möjligt att på sikt utveckla bättre och mer miljövänlig bekämpning av granbarkborrar. Ett tillvägagångssätt är att försöka hitta andra doftämnen som binder ännu bättre än ipsenol och ipsdienol till de två karakteriserade receptorerna. Om sådana doftämnen går att hitta så kan de förhoppningsvis användas för att störa granbarkborrarnas feromonkommunikation. Antingen genom att aktivera receptorn starkare än det naturliga feromonet, eller genom att blockera receptorn.
Doftreceptorer i biosensor
Ett annat sätt kan vara att använda de två karakteriserade doftreceptorerna i ett slags biosensor som är under utveckling. Då skulle man snabbt kunna hitta granbarkborrar och på så vis kunna plocka ut angripna träd från skogen innan barkborrarna sprider sig.
Enligt Martin N Andersson ligger den praktiska tillämpningen några år fram i tiden.
– Screening för bättre ämnen eller ämnen som blockerar receptorerna kan påbörjas under 2021. Om vi hittar ett sådant ämne så måste resultaten bekräftas i laboratorium och sedan utvärderas i fält. Praktisk användning ligger nog minst två, tre år fram i tiden. Användning i biosensorer för övervakning och detektion av angrepp ligger nog ännu längre fram i tiden. Men vår upptäckt är i alla fall en nödvändig början mot dessa mål, säger han.
Genom att lära ut med hjälp av konkreta handlingar, som att såga på riktigt i en planka, ger slöjdläraren eleverna bäst förutsättningar att lära sig saker, visar en avhandling som undersöker kommunikationen mellan lärare och elever i hantverksbaserad undervisning.
Joakim Andersson har med hjälp av videoinspelningar och deltagande observationer analyserat slöjdundervisningen i grundskolan och på lärarutbildningen. Mer specifikt har han undersökt vad olika kommunikationsformer får för konsekvenser för elevernas och studenternas lärande.
Hans resultat visar att slöjdlärare använder sig av många olika kommunikationsformer när de ger en instruktion. Den vanligaste bygger på så kallad fiktiv kommunikation, en ”som-om-handling.
Såga med såg på riktigt
– Det kan vara en beskrivning som sker verbalt eller verbalt tillsammans med kroppsrörelser, till exempel att läraren visar i luften med handen hur en såg sågar av en bräda. Detta kommunikationssätt lämnar dock utrymme för tolkning och kräver en viss förkunskap hos mottagaren av informationen, säger Joakim Andersson.
En annan form är så kallad konkret kommunikation. Den innebär att läraren visar och instruerar eleverna genom en tredimensionell handling, till exempel genom att såga i en planka eller borra i en bräda på riktigt.
− Genom konkret kommunikation där instruktioner demonstreras i handling ges den lärande bättre förutsättningar eftersom den konkreta instruktionen inte kräver samma förförståelse som den fiktiva.
I sin avhandling slår Joakim Andersson fast att elevens förkunskap och lärarens val av kommunikationsform har en central relation till varandra.
Olika sätt att lära
– Varje undervisningsgrupp består av olika individer med olika förutsättningar och olika sätt att lära. Det gör att lärarens kommunikativa val inte enbart kan utgå från uppgiften och dess utformning utan även behöver anpassas till vad instruktionen handlar om och vem som tar emot den.
Det är många faktorer som styr varför en slöjdlärare instruerar som den gör. I sina intervjuer kom Joakim Andersson fram till att många lärare sällan aktivt reflekterar över varför de lär ut som de gör. Det kan exempelvis handla om vana, hur läraren själv har lärt sig en gång eller vad som brukar få önskat resultat.
– Samtidigt är medvetenhet om det egna förhållningssättet en förutsättning för att kunna välja lämplig kommunikationsform. Om förhållningssättet alltid är det samma får det konsekvenser för elevers och studenters lärande, säger Joakim Andersson.
Joakim Andersson, slöjdlärare och doktorand i estetiska uttrycksformer med inriktning mot utbildningsvetenskap inom forskarskolan i utbildningsvetenskap (CUL), joakim.andersson@hdk.gu.se
Kunskap om skadliga ämnens spridning och påverkan i miljön är grundläggande för att kunna utveckla säkra miljökvalitetsnormer och därmed begränsa föroreningars skador i miljön. Effekter av metallföroreningar på land och i vatten har traditionellt sett behandlats separat och man har ofta bortsett från att föroreningar även kan spridas från vatten till land.
Insekter transporterar metaller
Johan Lidmans studier har fokuserat på effekterna av bly- och zinkföroreningar från en nedlagd gruva i norra Sverige och visar att vattenlevande insekter kan transportera en betydande mängd metaller som insekterna lagrat under sitt larvstadium i vattnet till land. Därigenom exponeras även landlevande djur som äter insekterna, till exempel fåglar, för metaller från vattnet.
Tidigare har denna transport, via organismer, sällan tagits i beaktning vid riskbedömningar för landlevande organismer, och enligt Johan Lidman kan tidigare bedömningar i metallförorenade områden underskattat den verkliga risken.
– Vi ser att fågelungar som lever nära förorenade sjöar får i sig en betydande mängd bly från vattenlevande insekter. Om enbart exponering från land inkluderats skulle felaktiga slutsatser om exponeringskällor för fåglarna dragits, säger Johan Lidman, doktorand vid Företagsforskarskolan och Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap vid Umeå universitet.
Dessutom minskar födotillgången
Förutom att vattenlevande insekter kan utsätta landlevande fåglar för metaller från vatten, visar Johan Lidman i sin avhandling att metallföroreningar i sjöar även kan påverka födotillgången för insektätande fåglar. Utvecklingstiden för insekterna blir längre och färre vattenlevande insekter kläcker från mer förorenade sjöar, vilket kan skapa en obalans mellan födotillgång och behov och leda till födobrist som kan få negativ påverkan på fåglar, menar Johan.
– Även om fåglarna har tillgång till andra byten visar mina resultat att fågelungarnas hälsa delvis påverkas av tillgången på föda av hög kvalitet, där fjädermygg, dagsländor och nattsländor är att föredra över till exempel spindlar och myror.
Fåglarna äter hellre dagsländor än myror och spindlar. Bild: Johan Lidman.
Studierna visar även att effekterna av metallföroreningar på vattenlevande insekter sker efter larvstadiet, under metamorfosen från vattenlevande larv till flygande insekter. Vanligtvis undersöker forskare endast effekterna under larvstadiet hos vattenlevande insekter, vilket innebär att man bortser från påverkan under metamorfosen och konsekvenserna av metallföroreningar har därmed underskattats.
– Detta kan innebära att miljökvalitetsnormer, som vanligtvis baseras på studier med fokus på larvstadiet, kan vara för högt satta och därigenom inte skyddar organismer i vattenmiljön.
Johan Lidmans externa part i doktorandprojektet har varit Boliden AB.
Johan Lidman, Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap vid Umeå universitet johan.lidman@umu.se
Om Företagsforskarskolan:
Företagsforskarskolan vid Umeå universitet bygger på samverkan mellan universitet, forskare och företag eller organisation och syftar till att förena vetenskaplig excellens med nytta för samhället och den organisation som samarbetar. Tillsammans byggs ett långsiktigt samarbete kring ett problem som behöver utforskas och doktoranden får också ett skräddarsytt akademiskt kurspaket. Forskarskolan är öppen för alla forskningsområden och doktoranden har sin anställning vid Umeå universitet.
Forskare vid Karlstads, Örebros och Lunds universitet har fått resultat som ger ytterligare stöd för att den här typen av kemikalier kan ge upphov till negativa effekter under tidig graviditet, både för den gravida kvinnan och fostret.
– Vi har tidigare visat att exponering för PFAS-kemikalier kan kopplas till havandeskapsförgiftning och till sämre fostertillväxt, säger Carl-Gustaf Bornehag, professor och projektledare för SELMA-studien vid Karlstads universitet och Icahn School of Medicine at Mount Sinai i New York, USA.
Syftet med den aktuella studien var att undersöka om det även kan finnas ett samband med missfall. Många missfall under tidig graviditet är oförklarade och huruvida exponering för kemikalier under icke industriella förhållanden kan vara en orsak är i stort sett okänt.
PFAS finns nästan överallt
De förekommer inte naturligt, utan började framställas i mitten av 1900-talet. Nu finns 4700 olika PFAS-ämnen, som är så svåra att bryta ner att de finns nästan överallt i miljön. De används i en mängd olika produkter på grund av dess unika egenskaper av att både vara vatten- och oljeavvisande och tåla höga temperaturer, bland annat i impregneringsmedel, textilier och heltäckningsmattor I papper och kartong, matförpackningar, i stekpannor, rengöringsmedel och brandskum…
De allra flesta i Sverige får i sig mest PFAS från maten och inomhusmiljön. På platser där dricksvattnet har förorenats av PFAS, till exempel från brandövningsplatser, kan de svara för en större del av det man får i sig. PFAS är en förkortning av poly- och perfluorerade alkylsubstanser och ett samlingsnamn för en stor grupp ämnen. Källa: Livsmedelverket
– Resultaten visade att en fördubblad blodkoncentration av PFAS-kemikalien PFOA, innebar en ökning av risken för missfall med fyrtioåtta procent när vi justerade för mammans ålder och rökning samt hur många barn kvinnan fött, säger Carl-Gustaf Bornehag. En fördubbling av exponeringen motsvarar skillnaden mellan de tjugofem procent lägst exponerade kvinnorna med de tjugofem procent högst exponerade.
Analyser där exponeringen delades in i kvartiler indikerade ett dos-responssamband. Ett liknande samband, men inte statistiskt signifikant, observerades för ämnet PFNA. För övriga PFAS-kemikalier fanns det inga samband med missfall.
Lagras i organismer
– De här resultaten tillsammans med vad som har visats tidigare är bekymmersamma, säger Carl-Gustaf Bornehag. Det mest bekymmersamma är kanske att denna typ av kemikalier finns kvar i miljö och människor även sedan de blivit förbjudna eftersom de är så extremt persistenta och bioackumulerande. Vi behöver verkligen utveckla metoder för att få bort dessa kemikalier ur miljön.
– Studien visar att man måste vara försiktig när nya, och särskilt då persistenta, kemikalier introduceras så brett som i fallet med PFAS, säger Sverre Wikström, affilierad forskare på Örebro universitet, som efterlyser fortsatt kritisk granskning av de ämnen som kommit att ersätta PFOA.
SELMA-studien
Studien genomfördes inom SELMA, en graviditetskohort som följer mor-barn par från tidig graviditet, över förlossning och upp i barnens skolålder. Sex av åtta PFAS-kemikalier kunde identifieras i blod under tidig graviditet (PFOA, PFOS, PFNA, PFDA, PFUnDA och PFHxS) i mer än nittionio procent av de gravida kvinnorna. Data rörande missfall före den trettonde graviditetsveckan (första trimestern) registrerades inom studien sedan de bekräftats med ultraljud ute i sjukvården. Sjuttioåtta kvinnor med missfall i första trimestern inkluderades och jämfördes mot ettusen fyrahundrafyrtionio kvinnor som födde levande barn.
Carl-Gustaf Bornehag, professor i folkhälsovetenskap och projektledare för SELMA-studien vid Karlstads universitet, carl-gustaf.bornehag@kau.se
Hur vi ska kunna tillgodose framtidens efterfrågan på hållbar energi är något som diskuteras mycket. En framkomlig väg är vätgas som går att framställa ur förnybara resurser som vatten och solenergi. Men för processen krävs så kallade fotokatalysatorer. Traditionellt har de tillverkats av metallbaserade material som ofta är giftiga.
En forskargrupp, ledd av Haining Tian vid Ångströmlaboratoriet vid Uppsala universitet, arbetar i stället med att ta fram organiska fotokatalysatorer i nanostorlek, så kallade polymerprickar, som ska bli både miljövänliga och kostnadseffektiva.
Effektivare omvandling till vätgas
I och med att polymerprickarna (Pdots) är så små fördelar de sig jämt i vatten. Det ger en större reaktionsyta jämfört med traditionella fotokatalysatorer och innebär att mer ljus kan lagras i form av vätgas. Forskargruppen har nu tagit fram en polymerprick som är sammansatta av tre olika komponenter. I tester har partikeln visat upp en mycket god katalytisk prestanda och stabilitet.
– Att kombinera flera komponenter som absorberar ljus vid olika våglängder är det lättaste sättet att skapa ett system där alla synliga ytor fångar upp ljus. Men att få dessa komponenter att fungera bra ihop i ett fotokatalytiskt system är utmanande, säger Haining Tian, docent i fysikalisk kemi vid Uppsala universitet.
Lovande prestanda och stabilitet
För att undersöka hur väl de olika komponenterna samverkar, använde han och hans kollegor spektroskopimetoder där polymerpricken utsattes för ljus under en viss tid. På så sätt kunde de följa hur fotokemiska mellansteg skapades och försvann under belysning.
– Det är spännande att se att det sker både ultrasnabb energiöverföring och elektronöverföring i en partikel och att det hjälper systemet att utnyttja ljuset och separera laddningen för den katalytiska processen, säger studiens försteförfattare Aijie Liu, postdoktor vid institutionen för kemi – Ångström.
Forskarna har lyckats optimera systemet av trippelkomponentspolymerprickar så att det katalyserar solenergi till vätgas med en effektivitet på sju procent vid 600 nanometer. Det är betydligt bättre än de 0,3 procent vid 600 nanometer som gruppen fått fram när de arbetat med polymerprickar som bestått av bara en komponent. Ett problem har tidigare varit att fotokatalysatorerna bryts ner för tidigt, men nu kunde forskarna inte ens efter ett test på 120 timmar se någon uppenbar nedbrytning.
Haining Tian, docent vid institutionen för kemi – Ångström vid Uppsala universitet, haining.tian@kemi.uu.se
Diamanter är inte bara eftertraktade för sin skönhet, utan också för de unikt självlysande egenskaperna. Åtminstone bland forskare. Till skillnad från andra fluorescerande material slutar de inte lysa efter ett tag.
– Vi tänker på dem som ett färgämne. Dessutom är de biokompatibla, säger Elke Hebisch, forskare i fasta tillståndets fysik vid LTH, Lunds universitet.
Diamanter i nanostorlek
Tillsammans med professor Christelle Prinz har hon ”injicerat” diamanter i nanostorlek inuti levande celler.
Att som forskare ha en sådan här utsänd korrespondent i celler – vilka finns i ett labb, inte i kroppen – har många fördelar: med dem kan de bli möjligt få fram ny kunskap om cellen och även övervaka det som händer inuti cellen över tid.
– Inte minst det sistnämnda innebär en stor fördel, idag går det att ta snapshots av exempelvis proteiner i en cell, men det är svårt att följa förändringar över tid, säger Elke Hebisch.
När cellvätskan ges lätta elektriska pulser vidgar sig cellmembranets ”porer” och nanodiamanterna åker upp via en hålighet i nanorören och in i cellen. Nanorör i närbild. Bild: Diogo Volpati
Vad kan då forskare vilja få veta?
Ja, det kan handla om mycket, såsom att skilja ut friska celler från sjuka, målsöka sjukdomsframkallande proteiner och andra proteiner inuti en specifik cell, få reda på variationer i temperatur och pH-värden. Kunskapen kan vara ren grundforskning men även användas för att förstå sjukdomar och utveckla läkemedel.
Andra forskare har försökt göra samma sak men stupat på att diamanterna då tagits hand om av cellens ”städcentral”, de så kallade lysosomerna, vilka raskt kapslat in det främmande ämnet.
– Då gör de ingen nytta. Vidare har andra lyckats få i diamanterna i cellen men då bara i en cell i taget, vilket är alldeles för tidsödande för att bli ett realistiskt alternativ, säger Christelle Prinz.
Samma teknik kan på sikt användas för att föra in andra molekyler för att ändra celler eller läka sjuka celler.
Till sist: är det dyrt att använda diamanter? Nej, inte alls förklarar Elke Hebisch – mängderna som behövs är försvinnande små. De köps i en flaska där de flyter runt i vatten. Priset är detsamma som för vanliga antikroppar.
Diamanterna åker in i celler genom nanorör
Hur har forskarna i Lund lyckats installera diamanter i cellerna? De byggde förenklat, en platta med nanorör. Ovanpå läggs en lösning med celler. När cellvätskan ges lätta elektriska pulser vidgar sig cellmembranets ”porer” och nanodiamanterna åker upp via en hålighet i nanorören och in i cellen.
Christelle Prinz och Elke Hebisch verkar i NanoLund vid Lunds universitet som på olika sätt utvecklar bland annat nanotrådsteknik för flera användningsområden. I utvecklingen av just den här tekniken har de inspirerats av en grupp i Stanford som använde en liknande metod men för helt andra syften.
En särskild grupp proteiner i kroppen spelar en nyckelroll vid omvandling till fettceller och inlagring av fett. En variant av detta protein är hos människor kopplat till mer fett på kroppen, men nog också till mindre förekomst av typ 2-diabetes.
– Den oväntade upptäckten ger en ökad förståelse för fettmetabolismen och kan på sikt öppna för nya vägar att behandla eller förebygga typ 2-diabetes, säger Håkan Hedman, adjungerad professor vid Umeå universitet.
LRIG-proteinet har tidigare studerats mest utifrån dess roll vid cancer, där man har kunnat se att varianten LRIG1 verkar ha en hämmande effekt på tumörutveckling.
Grundläggande funktion
Nu kan forskarna i Håkan Hedmans forskningsgrupp vid Umeå universitet se att samma variant, LRIG1, har stor betydelse för regleringen av fett i kroppen, dels vid omvandlingen till fettceller, dels vid inlagringen av fett i cellerna. I musceller där LRIG-proteinerna var genetiskt borttagna var också fettbildningen kraftigt nedsatt. Även i maskar kunde man se att LRIG1 hade en nyckelroll i fettinlagringen, något som tyder på att det är en grundläggande funktion som är bevarad genom evolutionen.
Även hos människor har en genetisk variation av LRIG1 koppling till fettbildning och kroppsvikt. Personer med vissa genetiska varianter av LRIG1 hade högre kroppsvikt, men förvånande nog samtidigt lägre risk för att utveckla diabetes typ 2. Normalt sett brukar annars högre kroppsvikt betyda större risk för typ 2-diabetes, så detta fynd var paradoxalt.
Fettcellerna storlek spelar in
– Det verkar som att orsaken har att göra med storleken på personernas fettceller. LRIG1 ger fler men mindre fettceller och därmed visserligen mer fett och högre kroppsvikt. Men fler celler ger också bättre ämnesomsättning och därmed bättre blodsocker/insulinbalans än färre men större celler, säger artikelns försteförfattare Carl Herdenberg, doktorand vid Umeå universitet.
Forskarna går nu vidare med att närmare undersöka de molekylära mekanismerna bakom fynden. Ännu handlar det om grundforskning, men på sikt kan man ana en möjlig tillämpning i behandlingen och preventionen av diabetes typ 2 genom att utveckla nya läkemedel som verkar på LRIG-mekanismerna.
Svenska och brittiska deltagare
Underlaget till studien är dels UK biobank i Storbritannien med nästan 400 000 deltagare för att studera kopplingen mellan LRIG1, vikt och diabetes, dels data från GENiAL-kohorten vid Karolinska Institutet med nästan 1000 deltagare för att studera kopplingen mellan LRIG1 och fettcellernas storlek.
Studien lddes av Håkan Hedmans forskargrupp i samarbete med Roger Henriksson, Ola Billing och Simon Tuck vid Umeå universitet samt epidemiologiska forskare vid Lunds universitet och Karolinska institutet.
Håkan Hedman, adjungerad professor, Institutionen för strålningsvetenskaper, Umeå universitet, hakan.hedman@umu.se
Carl Herdenberg, doktorand, Institutionen för strålningsvetenskaper, Umeå universitet, carl.herdenberg@umu.se
Hösten 2020 var ozonhålet över Antarktis större än på länge. Och på våren varnade SMHI för ett rekordtunt ozonlager även över norra Sverige. Vad hade hänt?
I maj 2018 upptäckte amerikanska forskare förhöjda halter av CFC-11 atmosfären. Ämnet är en av de freoner som bryter ner ozonskiktet. CFC-11 används bland annat som kylmedium och har länge varit förbjudet. Men nu hade alltså någon, eller några, använt CFC-11 i något slags produktion. Men var? En månad senare publicerade New York Times en granskning som pekade ut fabriker i Kina som källor till utsläppen. Ett år senare kunde brittiska, sydkoreanska och amerikanska forskare bekräfta Kina som källa och konstatera att utsläpp från Kina stod för 40-60 procent av ökningen av CFC-11 mellan 2014 och 2017.
Freoner som kylmedel
När de första kylskåpen dök upp på marknaden under 1920-talet hade de en stor nackdel: de var farliga. Som kylmedel användes ammoniak, svaveldioxid och andra giftiga och brandfarliga gaser. Men den amerikanske kemisten och uppfinnaren Thomas Midgley Jr kom snart med en lösning: difluorklormetan, en av de klorföreningar som senare kom att säljas under handelsnamnet freon, CFC. För att bevisa gasens ofarlighet stod han inför en sammanslutning med kemister och andades in den och lät den sedan sippra ut över ett tänt stearinljus, som slocknade.
Först 50 år senare upptäckte andra kemister att freoner är så stabila att de kan ta sig upp till stratosfären där de bryts ner till kloratomer och förstör ozonet.
Idag används i stor utsträckning så kallade f-gaser (fluorerande växthusgaser) som ersättning för freoner som kylmedel. Utsläppen av f-gaser inom EU fördubblades 1990-2014 och nu pågår ett arbete med att ersätta dem med miljövänligare alternativ som koldioxid, kolväten, vatten och luft.
Vilka som står för den andra halvan av utsläppen är oklart. Bara de kinesiska utsläppen beräknas ha fördröjt återhämtningen av ozonskikten över de två polerna med ett decennium.
Stort hål upptäcktes på 1980-talet
Det var på 1980-talet som forskare upptäckte att ozonlagret över Antarktis var oroväckande tunt. Under ett möte i Montreal, Kanada, skapades det så kallade Montrealprotokollet för att fasa ut produktion och användning av ozonnedbrytande ämnen. Montrealprotokollet betraktas som en av de mest framgångsrika internationella överenskommelserna. Men det kräver att de 197 länder som har skrivit under avtalet ser till att producenter inte använder freoner, trots att de ofta är billigare och effektivare än alternativen.
Det rekordtunna ozonskikt som uppmättes över Antarktis i höstas kan dock inte skyllas på de kinesiska utsläppen, utan beror på naturliga väderförändringar. En ovanligt stark polär virvel över Antarktis hade fått temperaturen att sjunka kraftigt. I den polära virveln samlas rikligt med ozonnedbrytande ämnen, samtidigt som den låga temperaturen gynnar förekomsten av polärstratosfäriska moln. När solen återkommer efter vintern startas reaktioner på molnpartiklarna som resulterar i en nedbrytning av ozon.
Året dessförinnan, 2019, var däremot ozonhålet över Antarktis det minsta på över 20 år.
Ozonskiktet mäts över hela världen
Ozonskiktet mäts med ett världsomspännande nätverk av mätstationer. Två av de så kallade ozonspektrofotometrarna finns i Sverige; en i Norrköping och en i Vindeln i Västerbotten. Övervakningen sköts av SMHI, där Thomas Carlund är meteorolog.
– I april 2020 var ozonskiktet riktigt tunt över Sverige, när vi ser på Norrköping blev det ett nytt bottenrekord för april. Det har aldrig varit så lågt, inte ens på 1990-talet.
Orsaken är att det då skapades ett ozonhål även över den norra polen, Arktis, och SMHI rekommenderade skidåkare att ta på solskyddsmedel. Precis som i söder berodde det på en kombination av en stark polär virvel och låga temperaturer som har skapat polarstratosfäriska moln.
Giftigt ozon som skyddar oss
Ozon är en gas som består av syreatomer. Molekylen består av tre syreatomer, O3, till skillnad från den vanliga syrgasen, O2, som vi andas. Ozon bildas huvudsakligen på hög höjd över ekvatorn och förekommer naturligt i atmosfären. Marknära ozon är giftig och farligt för människor, djur och växter, men högre upp i atmosfären skyddar gasen oss mot från skadlig UV-strålning.
Det skyddande skiktet hindrar årligen upp till två miljoner människor från att få hudcancer, enligt WMO (World Meteorological Organization). Skiktet skyddar även mot ögonsjukdomar som grå starr och har positiva effekter på människors immunförsvar.
Ett ozonhål är ett underskott av gasen ozon som uppstår i ozonlagret i jordens atmosfär. Hålet, som egentligen är en förtunning av ozonskiktet, uppträder säsongsvis över polartrakterna, främst Antarktis, då mängden ozon där reduceras kraftigt till följd av den höga halten klor som i sin tur orsakas av utsläpp av freoner (CFC).
Ozonskiktet har slutat minska
Ozonskiktet har en stor naturlig variation, vilket gör att det krävs mätningar under lång tid för att se åt vilket håll utvecklingen går. Vad mätningarna visar är att ozonskiktet åtminstone inte minskar som det gjorde fram till 1990-talet.
– Det har i alla fall upphört att minska globalt sett, men vi kan inte säga med signifikans att vi börjar se en ökning, säger Thomas Carlund.
Trots årets tunna ozonskikt vid polerna är det där läkningen beräknas ske framöver, medan de lägre breddgraderna vid ekvatorn kommer att drabbas av ett tunnare ozonskikt. Det beror delvis på klimatförändringarna som gör att mängden ozonrik luft från tropikerna till polerna kommer att öka.
– Det är på sätt och vis oroväckande för där är UV-strålningen högre, säger Thomas Carlund.
Även ozonnedbrytande ämnen mäts
Men det är inte bara ozonskiktet som är föremål för internationell övervakning – de kemiska ämnen som är ozonnedbrytande mäts på 17 olika platser i världen. Johan Mellqvist, biträdande professor vid institutionen för rymd-, geo- och miljövetenskap på Chalmers, har sedan 1994 övervakat de mätningar som sker vid Harestua norr om Oslo.
– Vi mäter ozon men vi mäter också de ämnen som förstör ozon, framför allt klor som kommer med freonerna, säger Johan Mellqvist.
Sammanlagt övervakas tolv olika ämnen, de flesta med något slags inverkan på ozonet. Det handlar dels om de ämnen som ersatte freonerna när de fasades ut, dels om andra och mer problematiska ämnen.
– När man pratar om ozonhålet får man intrycket att det är ett problem som är löst, men det är inte riktigt så, säger Johan Mellqvist.
Ett av ämnena som bevakas är HCFC-22 som togs fram som en ersättning för de mer skadliga freonerna, som CFC-11. Nu är även HCFC på väg att fasas ut, enligt Montrealprotokollet.
– Nu kan vi på flera stationer se en avklingning och det stämmer med att utsläppen har minskat, säger Johan Mellqvist.
Nya kylmedel måste brytas ned snabbt
Ett problem med de freonerna som nu fasats ut är att de har långa nedbrytningstider, vilket gör att de hinner vandra den långa vägen via ekvatorn och upp till stratosfären utan att brytas ner. HCFC-22 har en kortare nedbrytningstid och de ämnen som ska ersätta den måste brytas ner ännu snabbare.
Gemensamt för de flesta av de ämnen som fasats ut med hjälp av Montrealprotokollet är att de ingår i olika produkter, bland annat kylskåp och luftkonditioneringsapparater, och kan ersättas av andra, mindre skadliga ämnen.
Svårare är det med dikväveoxid, även kallat lustgas, som också bryter ner ozon, förutom att vara en potent växthusgas (300 gånger starkare än koldioxid).
– Man brukar säga att lustgasen är nästa århundrades ozonnedbrytande ämne. Den är inte lika lätt att bli av med, säger Johan Mellqvist.
Lustgasutsläppen ökar
Konstgödsel innehåller viktiga näringsämnen, framför allt nitratsalter av grundämnet kväve. Det har revolutionerat jordbruket och bidrar till att försörja världens befolkning med livsmedel. Men en av baksidorna är att konstgödsel ger upphov till biprodukten dikväveoxid – lustgas. Växterna tar bara upp ungefär hälften av den kväve som förs in i jorden med konstgödslet. Överskottet får mikroorganismerna ta hand om, genom att omvandla nitrat till kvävgas i en process som kallas denitrifiering.
Problemet är att vissa mikroorganismer inte kan slutföra det sista steget i processen, omvandlingen från dikväveoxid till kvävgas. Lustgasen tas istället upp i atmosfären. Över 60 procent av den lustgas som skapas antas komma från gödslad jordbruksmark. Lustgasutsläpp kommer också från energisektorn, industriprocesser och produktanvändning samt hantering av avloppsvatten. I Sverige har utsläppen av lustgas minskat med 18 procent sedan 1990, medan de globala utsläppen har ökat med 30 procent de senaste 40 åren.
Källa: SLU
Problemet är att den främsta källan för utsläpp av lustgas, konstgödsel, samtidigt hjälper till att försörja mer än hälften av världens befolkning med mat från de grödor som odlas. Lustgasen har en livslängd i atmosfären på 120 år och regleras inte i Montrealprotokollet.
Text: Johan Frisk på uppdrag av forskning.se
Jordens atmosfär med olika lager. Bild: NASA
Atmosfärens lager
Atmosfären är en gasblandnig i flera lager som omger jorden och består av kväve och syre – luft.
Termosfären. Sträcker sig 600 kilometer upp. I detta lager kretsar satelliterna. Det är här norrsken uppstår och meteorer börjar bromsas in av jordens atmosfär.
Mesosfären. Sträcker sig upp till 85 kilometer är den kallaste delen av atmosfären.
Stratosfären. Sträcker sig 50 kilometer upp. I mitten ligger ozonskiktet som absorberar och sprider solens ultravioletta strålning.
Troposfären. Börjar vid jordens markyta och sträcker sig mellan 8 till 14,5 kilometer upp. Här sker det mest väder.
Källa: Rymdstyrelsen
Konstgjorda spindeltrådsfibrer i industriell skala har varit ett stort mål inom materialvetenskap under århundraden. För några år sedan gjorde ett forskarlag vid Karolinska Institutet och Sveriges lantbruksuniversitet(SLU) det första lyckade försöket att spinna konstgjord spindeltråd i en process som efterliknar den som spindlar själva använder sig av.
Efter ingående studier av hur en spindeltrådskörtel fungerar lyckades de först designa ett konstgjort spindeltrådsprotein som kunde produceras i stora mängder av bakterier. Därefter konstruerade forskarna en enkel men mycket effektiv och naturhärmande spinningsanordning, i vilken de kunde spinna kilometerlånga trådar.
Större spindeltrådsproteiner
Tråd som tillverkats på detta sätt matchar ännu inte de mekaniska egenskaperna hos naturlig spindeltråd, möjligen för att de designade spindeltrådsproteiner som används är för små. En annan metod, som bygger på biotekniska framsteg, gör det möjligt att framställa stora spindeltrådsproteiner som kan spinnas till fibrer med hjälp av organiska lösningsmedel. Dessa fibrer blir mycket starka, men utbytet är för litet för en ekonomiskt hållbar produktion.
Kringgår spindlarnas begränsningar
Nu lanserar Anna Rising (SLU och KI) och Jan Johansson (KI) ett strukturbiologiskt baserat tillvägagångssätt för tillverkning av konstgjorda spindeltrådsproteiner, som kringgår de begränsningar som spindlarna själva lever med.
– Det är en helt ny strategi vi lägger fram, med en elegant logik som bygger på grundläggande kunskaper om cellbiologi och proteiners veckning, säger Anna Rising. Och det var framförallt tre saker vi insåg.
Det första var att spindeltrådsprotein är sekretoriska proteiner, vilket betyder att de utsöndras från cellerna. Sådana proteiner kan inte innehålla segment som är hydrofoba (feta), för då fastnar de i cellens membran. Det andra var att de proteinsegment som bildar de starkaste bindningarna i spindeltråd verkar ha utvecklats för att vara så feta som möjligt, men ändå kunna utsöndras från cellen.
– Om man byter ut de här segmenten, så att de blir fetare än dem som finns naturligt i spindeltrådsproteiner borde man alltså kunna tillverka ännu starkare fibrer, eftersom proteinerna i tråden skulle binda starkare till varandra. Och då pratar vi om proteiner som en spindel inte tillverkar, av rent fysiologiska skäl, förklarar Anna Rising.
Bakterier får göra jobbet
Den tredje sak de insåg var att bakterier – som används flitigt för att ta fram proteiner för industrin, och som även de själva använder för att producera konstgjort spindeltrådsprotein – saknar de membran som ”feta proteiner” kan fastna i, vilket gör att de potentiellt skulle kunna producera dessa ”superproteiner”.
– Alltså, genom att designa protein som spindlarna själva omöjligen skulle kunna producera, och låta bakterier göra dem istället, skulle vi kunna spinna en tråd som är ännu starkare än spindlarnas. Det här är något som evolutionen själv inte kan utveckla, men genom att använda bioteknologi kan vi det, avslutar Anna Rising.
Anna Rising, professor i veterinärmedicinsk biokemi vid institutionen för anatomi, fysiologi och biokemi, Sveriges lantbruksuniversitet och forskargruppsledare vid institutionen för biovetenskaper och näringslära, Karolinska Institutet, anna.rising@slu.se
Jan Johansson, professor vid Institutionen för biovetenskaper och näringslära, Karolinska institutet, janne.johansson@ki.se
Klimatförändringarna leder till att koldioxidhalten i havet ökar och att pH sjunker. Havsvattnet blir surare. Det finns studier som pekar på att havsförsurningen kan ha positiva effekter på alger och tång eftersom de kan använda det extra tillskottet av koldioxid för att öka sin fotosyntes och därmed växa snabbare.
Forskarna vid Göteborgs universitet såg ett liknande mönster när de utsatte blåstång för ett framtida havsförsurningsscenario. Tången växte tången snabbare. Men de såg dessutom en mer oväntad effekt.
Större med skörare
– Tillförsel av koldioxid gynnade tångens tillväxt, vilket har visats hos en del arter tidigare. Det vi såg var dock att algerna blev större sett till yta men inte till vikt. Det ledde till att vi gjorde ett hållfasthetstest som visade att algerna gick sönder betydligt lättare. Detta var vårt mest överraskande resultat, och så vitt vi vet har det inte visats tidigare i alger, säger Alexandra Kinnby som är huvudförfattare till artikeln.
Blåstång är en av de viktigaste arterna i våra marina ekosystem. Tången bildar undervattenskogar längs våra kuster som ger skydd och föda till mängder av fiskar, kräftdjur och andra marina organismer. Bild: Alexandra Kinnby.
Tidigare forskning har främst undersökt hur havsförsurning påverkar kalkbildande organismer som musslor, sjöborrar och kalkalger. Det finns inte så många studier som tittar på effekter på tång. Dessutom har man oftast bara tittat på hur en enda art påverkas. Det som gör denna studie speciell är att forskarna också undersökt hur en av de många arter som lever i tången och är beroende av den påverkas.
– Våra resultat visar att strandsnäckor åt mindre i den försurade miljön. Det kan vara ett tecken på att algerna blir mer lättsmälta. Det kan också vara att när snäckorna utsätts för havsförsurningsförhållanden så blir de mindre aktiva vilket kan leda till att de behöver äta mindre, säger Alexandra Kinnby.
Hela tångbältet kan gå i bitar
Studiens viktigaste upptäckt är att tången blir så väldigt mycket skörare och lättare bryts sönder i en försurad havsmiljö. I kombination med att starka vindar och stormar förväntas bli vanligare i klimatförändringarnas spår, ökar det risken för att hela tångbälten kan trasas sönder och svepas bort med vågorna. Något som får stora konsekvenser inte bara för tången utan för alla arter som lever i dess ekosystem.
– Förhoppningsvis kommer våra resultat göra att man får upp ögonen för att klimatförändringar även kan ha negativa effekter på vanliga, men mycket viktiga, arter i våra ekosystem. Och att havsförsurning kan ha negativa effekter även på arter som inte bildar kalkskal, säger Alexandra Kinnby.
